JP4730038B2 - Lithium ion battery tab, manufacturing method thereof, and lithium ion battery using the same - Google Patents

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Description

本発明は、包装材料との安定した密封性を示すリチウムイオン電池用のタブ材及びその製造方法、並びにそれを用いたリチウムイオン電池に関するものである。   The present invention relates to a tab material for a lithium ion battery showing a stable sealing property with a packaging material, a manufacturing method thereof, and a lithium ion battery using the same.

リチウムイオン電池とは、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。そのため、近年、携帯電話、ノート型パソコン、デジタルカメラ、小型ビデオカメラ等のポータブル機器用の電源として広く使われている。 The lithium ion battery is also referred to as a lithium secondary battery, and includes a battery having a liquid, gel-like, and polymer-like electrolyte, and a positive electrode / negative electrode active material 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. Therefore, in recent years, it has been widely used as a power source for portable devices such as mobile phones, notebook computers, digital cameras, and small video cameras.

リチウムイオン電池の構成は、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)及び、これらを包装する外装体からなる。外装体としては、従来、金属をプレス加工し円筒状または直方体状等に容器化した金属製缶、あるいは、最外層アルミニウムシーラント層から構成される多層フィルムを袋状にしたものが用いられていた。   The composition of the lithium ion battery is as follows: positive electrode current collector (aluminum, nickel) / positive electrode active material layer (polymeric positive electrode material such as metal oxide, carbon black, metal sulfide, electrolyte, polyacrylonitrile) / electrolyte layer (propylene carbonate) , Carbonate electrolytes such as ethylene carbonate, dimethyl carbonate, ethylene methyl carbonate, inorganic solid electrolytes composed of lithium salts, gel electrolytes, etc.) / Anode active material layers (lithium metals, alloys, carbon, electrolytes, polyacrylonitrile, etc.) Molecular negative electrode material) / negative electrode current collector (copper, nickel, stainless steel) and an outer package for packaging them. As an exterior body, conventionally, a metal can obtained by pressing a metal into a cylindrical shape or a rectangular parallelepiped shape, or a bag made of a multilayer film composed of an outermost aluminum sealant layer has been used. .

しかるに、従来のリチウムイオン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、ハード側を電池に合わせ設計するため、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なくなる。一方、積層体を袋状にして、リチウムイオン電池本体を収納するパウチタイプ、または、前記積層体をプレスしてエンボスタイプとした外装体は、前記金属缶のように、電池自体により、電池を用いるハードの形状設計における自由度の制限は無くなるが、リチウムイオン電池の外装体として要求される物性・機能を十分に満足しうる包装材料は未だ開発されていないのが現状である。   However, there have been the following problems as the exterior body of the conventional lithium ion battery. In a metal can, since the outer wall of the container is rigid, the shape of the battery itself is determined. Therefore, since the hardware side is designed in accordance with the battery, the size of the hardware using the battery is determined by the battery, and the degree of freedom in shape is lost. On the other hand, a pouch type housing the lithium ion battery main body in a bag shape, or an embossed exterior body by pressing the laminated body, the battery itself, like the metal can, Although there is no restriction on the degree of freedom in designing the shape of the hardware to be used, a packaging material that can sufficiently satisfy the physical properties and functions required for an exterior body of a lithium ion battery has not yet been developed.

外装体に要求される物性・機能とは、高度な防湿性あるいは表面絶縁性等であり、特に、防湿性は重要である。リチウムイオン電池用包装材料としては、少なくとも、基材層、バリア層、ヒートシール層からなる積層体であり、前記各層の材質と各層の層間の接着強度がリチウムイオン電池の外装体としての必要な性質に影響を与えることが確認されている。例えば、バリア層とヒートシール層との接着強度が不十分であると、外部から水分の浸入の原因となり、リチウムイオン電池を形成する成分の中の電解質と前記水分との反応により生成するフッ化水素酸により前記バリア層であるアルミニウム面が腐食して、バリア層とヒートシール層との間にデラミネーション(剥離)が発生するという問題があり、この課題に対して種々の提案がなされている。リチウムイオン電池本体を外装体により密封する際、リチウムイオン電池本体のタブ部を含む部分も確実に密封される必要がある。   The physical properties and functions required for the exterior body are high moisture resistance or surface insulation, and moisture resistance is particularly important. The packaging material for a lithium ion battery is a laminate composed of at least a base material layer, a barrier layer, and a heat seal layer, and the material of each layer and the adhesive strength between the layers are necessary as an outer package of a lithium ion battery. It has been confirmed that it affects the properties. For example, if the adhesive strength between the barrier layer and the heat seal layer is insufficient, moisture may enter from the outside, and fluorination generated by the reaction between the electrolyte in the component forming the lithium ion battery and the moisture. There is a problem that dehydration (peeling) occurs between the barrier layer and the heat seal layer due to corrosion of the aluminum surface, which is the barrier layer, due to hydrogen acid, and various proposals have been made for this problem. . When the lithium ion battery main body is sealed with the exterior body, the portion including the tab portion of the lithium ion battery main body needs to be reliably sealed.

従来、リチウムイオン電池のタブ部を確実に密封する方法としては、リチウムイオン電池用包装材料としてアルミニウム、銅、ステンレス、ニッケル等の金属からなるタブに熱熱融着性を有するヒートシール層を選定したり、或いは、ヒートシール層が金属に対して熱融着性を有しない場合には、タブのシール予定部に接着性フィルム(タブフィルム)を介在させてヒートシールしたりすること等はなされていたが、タブ部表面の腐食による剥離防止の対策はされていなかった。そのため、内容物である電解液中に発生するフッ化水素酸で表面腐食が起こり、タブと該タブに積層されている樹脂層との間でデラミネーション(剥離)が起こり、電解液が外部に漏れてしまうことがある。タブの材質のうち、ニッケルおよびステンレスは、フッ化水素酸により腐食される危険性が少ないが、アルミニウムは最も腐食されやすいという問題があった。   Conventionally, as a method for reliably sealing the tab portion of a lithium ion battery, a heat seal layer having heat and heat fusion properties is selected as a packaging material for a lithium ion battery on a tab made of metal such as aluminum, copper, stainless steel, and nickel. Or, when the heat seal layer does not have heat-fusibility to the metal, heat sealing may be performed by interposing an adhesive film (tab film) in the planned sealing portion of the tab. However, no measures were taken to prevent peeling due to corrosion of the tab surface. Therefore, surface corrosion occurs due to hydrofluoric acid generated in the electrolyte solution as the contents, delamination occurs between the tab and the resin layer laminated on the tab, and the electrolyte solution is exposed to the outside. May leak. Among the tab materials, nickel and stainless steel have a low risk of being corroded by hydrofluoric acid, but aluminum has a problem that it is most easily corroded.

そこで、タブ部表面の耐腐食性を高めてタブと外装体との剥離を防止する方法が種々提案されており、例えば特許文献1には、外装体がヒートシールされるタブの表裏面及び側面をリン酸クロメート処理することにより、フッ化水素酸によるタブの腐食を抑制するとともに、タブ表面の濡れ性(接着性)を高めてヒートシールによる密封性を向上させる方法が開示されている。特許文献1の方法によれば、携帯電話等のポータブル機器用電源の耐用年数として要求される数年間に亘り、タブ部に接着するヒートシール層または接着性フィルム層の剥離を防止して密封性を保持することができる。   Therefore, various methods for improving the corrosion resistance of the surface of the tab portion and preventing the separation between the tab and the exterior body have been proposed. For example, Patent Document 1 discloses the front and back surfaces and side surfaces of the tab on which the exterior body is heat-sealed. A method is disclosed in which corrosion of the tab due to hydrofluoric acid is suppressed by phosphoric acid chromate treatment, and wettability (adhesiveness) of the tab surface is improved to improve sealing performance by heat sealing. According to the method of Patent Document 1, the heat seal layer or adhesive film layer that adheres to the tab portion is prevented from peeling off for several years required as the service life of a power source for portable equipment such as a mobile phone, and the sealing performance Can be held.

ところで、リチウムイオン電池は、上述したように出力電圧及びエネルギー密度が高いだけではなく、エネルギー効率(放電電力/充電電力)が高いことも知られており、これらの性質は、電力貯蔵用の電池として好ましいものである。そこで、リチウムイオン電池を電気自動車等の電力貯蔵用として、その容量を大型化する試みが推進されている。リチウムイオン電池を電力貯蔵用として用いようとすると、数kWh〜数十kWh程度の電力を貯蔵する必要がある。   By the way, it is known that the lithium ion battery not only has a high output voltage and energy density as described above, but also has high energy efficiency (discharge power / charge power). Is preferable. Therefore, attempts have been made to increase the capacity of lithium ion batteries for power storage such as electric vehicles. If a lithium ion battery is to be used for power storage, it is necessary to store power of several kWh to several tens of kWh.

その場合、タブ表面にも小型のリチウムイオン電池に比べて高い電圧が印加されるため、特許文献1の化成処理層がフッ化水素酸により侵食され、化成処理層中の微量のクロムが電解液中に溶け出し、タブと外装体とのシール部における密封性が低下して正極側と負極側のタブが短絡するおそれがある。リチウムイオン電池の大型化に伴い、要求される耐用年数も十年以上となるため、長期に亘ってタブの表面が徐々に腐食し、タブにヒートシールされる外装体或いは接着性フィルム層が剥離して密封系が破壊されるという問題点があった。
特開2001−307715号公報
In that case, since a high voltage is applied to the tub surface as compared with a small lithium ion battery, the chemical conversion treatment layer of Patent Document 1 is eroded by hydrofluoric acid, and a small amount of chromium in the chemical conversion treatment layer is dissolved in the electrolytic solution. There is a possibility that the sealing performance at the seal portion between the tab and the outer package will deteriorate and the positive and negative tabs may short circuit. As the lithium-ion battery becomes larger, the required service life is more than 10 years, so the surface of the tab gradually corrodes over a long period of time, and the outer package or adhesive film layer heat-sealed to the tab peels off. As a result, the sealing system is broken.
JP 2001-307715 A

本発明は上記問題点に鑑み、リチウムイオン電池のタブが、外装体または接着性フィルムと接着している挟持部分において、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タブおよび耐腐食性を有するタブの表面層の形成方法を提供することを目的とする。また本発明の他の目的は、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を提供することにある。   In view of the above problems, the present invention provides a tab in which a tab of a lithium ion battery is not corroded by hydrofluoric acid generated by an electrolyte and moisture in a sandwiched portion where the outer body or an adhesive film is bonded. An object of the present invention is to provide a method for forming a surface layer of a tab having corrosion resistance. Another object of the present invention is to provide a lithium ion battery having high durability and safety that ensures sealing performance even after long-term use.

上記目的を達成するために本発明は、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、前記正極及び負極間に充填される電解質と、を含むリチウムイオン電池本体と、該リチウムイオン電池本体を収納し周縁部をヒートシールすることにより前記リチウムイオン電池本体を密封する外装体と、を備えたリチウムイオン電池に用いられ、前記正極及び負極に連結されるとともに前記外装体により先端が外部に突出するように挟持され、該挟持部分をヒートシールされる金属製のリチウムイオン電池タブであって、前記タブの少なくとも前記挟持部分に絶縁性樹脂皮膜から成る絶縁層が設けられ、さらに耐フッ化水素性の化成処理層が前記絶縁層を含む前記挟持部分全体を覆うように設けられていることを特徴としている。   To achieve the above object, the present invention provides a positive electrode comprising a positive electrode active material and a positive electrode current collector, a negative electrode comprising a negative electrode active material and a negative electrode current collector, and an electrolyte filled between the positive electrode and the negative electrode. Including a lithium ion battery main body, and an exterior body that houses the lithium ion battery main body and seals the lithium ion battery main body by heat-sealing a peripheral portion thereof. A metal lithium-ion battery tab that is connected and sandwiched so that the tip protrudes to the outside by the exterior body, and the sandwiched portion is heat-sealed, and has an insulating resin film on at least the sandwiched portion of the tab An insulating layer comprising: a hydrogen fluoride-resistant chemical conversion treatment layer is provided so as to cover the entire sandwiched portion including the insulating layer. It is a symptom.

また本発明は、上記構成のリチウムイオン電池タブにおいて、前記絶縁層が、ガラス転移点が少なくとも200℃以上の耐熱性ポリマーであることを特徴としている。   According to the present invention, in the lithium ion battery tab having the above structure, the insulating layer is a heat-resistant polymer having a glass transition point of at least 200 ° C. or more.

また本発明は、前記耐熱性ポリマーが、ポリイミド系樹脂,ポリアミドイミド系樹脂若しくはポリエーテルイミド系樹脂又はこれらの2つ以上の混合物であることを特徴としている。   In the invention, it is preferable that the heat-resistant polymer is a polyimide resin, a polyamideimide resin, a polyetherimide resin, or a mixture of two or more thereof.

また本発明は、上記構成のリチウムイオン電池タブにおいて、前記絶縁層が、水酸基を含有するフッ素含有共重合体と硬化剤とから形成されるフッ素系樹脂であることを特徴としている。   According to the present invention, in the lithium ion battery tab having the above structure, the insulating layer is a fluorine-based resin formed from a fluorine-containing copolymer containing a hydroxyl group and a curing agent.

また本発明は、上記構成のリチウムイオン電池タブにおいて、前記化成処理層が、リン酸クロメート処理で形成されることを特徴としている。   According to the present invention, in the lithium ion battery tab having the above-described configuration, the chemical conversion treatment layer is formed by a phosphoric acid chromate treatment.

また本発明は、上記構成のリチウムイオン電池タブを備えたリチウムイオン電池である。   Moreover, this invention is a lithium ion battery provided with the lithium ion battery tab of the said structure.

また本発明は、上記構成のリチウムイオン電池において、前記挟持部分と前記外装体との間に接着性フィルムを介在させたことを特徴としている。   According to the present invention, in the lithium ion battery having the above-described configuration, an adhesive film is interposed between the sandwiched portion and the exterior body.

また本発明は、金属シートを最終使用幅にスリットしてタブ材とするスリット工程と、前記タブ材の表裏面及び側面を脱脂する脱脂工程と、前記タブ材の表裏面及び側面の一部をガラス転移点が少なくとも200℃以上の耐熱性ポリマーとカップリング剤とを、溶媒に溶解又は分散させて溶液化したものを、前記タブ材の表面に塗布し、乾燥することにより絶縁性樹脂皮膜から成る絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、少なくとも前記絶縁層を覆うように耐フッ化水素性の化成処理層を形成する化成処理工程と、を含むリチウムイオン電池タブの製造方法である。   The present invention also includes a slitting process in which a metal sheet is slit to a final use width to form a tab material, a degreasing process for degreasing the front and back surfaces and side surfaces of the tab material, and a part of the front and back surfaces and side surfaces of the tab material. A solution obtained by dissolving or dispersing a heat-resistant polymer having a glass transition point of at least 200 ° C. or higher and a coupling agent in a solvent is applied to the surface of the tab material and dried to remove the insulating resin film. An insulating layer forming step for forming an insulating layer, and a chemical conversion treatment step for forming a hydrogen fluoride-resistant chemical conversion treatment layer so as to cover at least the insulation layer.

また本発明は、金属シートを最終使用幅にスリットしてタブ材とするスリット工程と、前記タブ材の表裏面及び側面を脱脂する脱脂工程と、前記タブ材の表裏面及び側面の一部を水酸基を含有するフッ素含有共重合体と硬化剤とから形成されるフッ素系樹脂を溶媒に溶解又は分散させて溶液化したものを、前記タブ材の表面に塗布し、乾燥することにより絶縁性樹脂皮膜から成る絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、少なくとも前記絶縁層を覆うように耐フッ化水素性の化成処理層を形成する化成処理工程と、を含むリチウムイオン電池タブの製造方法である。   The present invention also includes a slitting process in which a metal sheet is slit to a final use width to form a tab material, a degreasing process for degreasing the front and back surfaces and side surfaces of the tab material, and a part of the front and back surfaces and side surfaces of the tab material. An insulating resin obtained by applying a solution obtained by dissolving or dispersing a fluorine-based resin formed from a fluorine-containing copolymer containing a hydroxyl group and a curing agent in a solvent to the surface of the tab material and drying it. A method of manufacturing a lithium ion battery tab, comprising: an insulating layer forming step of forming an insulating layer made of a film; and a chemical conversion treatment step of forming a hydrogen fluoride-resistant chemical conversion treatment layer so as to cover at least the insulating layer. .

本発明の第1の構成によれば、少なくとも外装体または接着性フィルムと接着している挟持部分に絶縁性樹脂皮膜から成る絶縁層を設け、さらに絶縁層を覆うように挟持部分全体に耐フッ化水素性の化成処理層を設けることにより、電解質と水分により発生するフッ化水素酸によるタブの腐食が生じ難くなる。従って、高電圧を発生し、且つ耐用年数の長い大型のリチウムイオン電池にも適用可能な耐久性に優れたリチウムイオン電池タブを提供することができる。   According to the first configuration of the present invention, an insulating layer made of an insulating resin film is provided at least on the sandwiched portion that is bonded to the exterior body or the adhesive film, and further, the entire sandwiched portion is covered with a footproof layer so as to cover the insulating layer. By providing the hydrogenation-type chemical conversion treatment layer, corrosion of the tab due to hydrofluoric acid generated by the electrolyte and moisture is less likely to occur. Therefore, it is possible to provide a lithium ion battery tab having excellent durability that can be applied to a large-sized lithium ion battery that generates a high voltage and has a long service life.

また、本発明の第2の構成によれば、上記第1の構成のリチウムイオン電池タブにおいて、絶縁層をガラス転移点が少なくとも200℃以上の耐熱性ポリマーとすることにより、タブの絶縁性をより高めてフッ化水素酸による腐食を確実に防止することができる。   According to the second configuration of the present invention, in the lithium ion battery tab of the first configuration, the insulating layer is made of a heat resistant polymer having a glass transition point of at least 200 ° C. It can raise more and can prevent the corrosion by hydrofluoric acid reliably.

また、本発明の第3の構成によれば、上記第2の構成のリチウムイオン電池タブにおいて、耐熱性ポリマーを、ポリイミド系樹脂,ポリアミドイミド系樹脂若しくはポリエーテルイミド系樹脂又はこれらの2つ以上の混合物とすることにより、絶縁層のガラス転移点を高めて、二次電池が蓄熱したときに、軟化するのを防止することができる。   According to the third configuration of the present invention, in the lithium ion battery tab of the second configuration, the heat-resistant polymer may be a polyimide resin, a polyamideimide resin, a polyetherimide resin, or two or more thereof. By using this mixture, it is possible to increase the glass transition point of the insulating layer and prevent softening when the secondary battery stores heat.

また、本発明の第4の構成によれば、上記第1の構成のリチウムイオン電池タブにおいて、絶縁層を水酸基を含有するフッ素含有共重合体と硬化剤とから形成されるフッ素系樹脂とすることにより、タブの絶縁性をより高めてフッ化水素酸による腐食を確実に防止することができる。   According to the fourth configuration of the present invention, in the lithium ion battery tab of the first configuration, the insulating layer is a fluororesin formed from a fluorine-containing copolymer containing a hydroxyl group and a curing agent. As a result, the insulating property of the tab can be further increased and corrosion due to hydrofluoric acid can be reliably prevented.

また、本発明の第5の構成によれば、上記第1乃至第4のいずれかの構成のリチウムイオン電池タブにおいて、化成処理層をリン酸クロメート処理で形成することにより、高い耐フッ化水素性、及び外装体内面との安定したヒートシール性の両方を兼ね備えた化成処理層を有するリチウムイオン電池タブとなる。   Further, according to the fifth configuration of the present invention, in the lithium ion battery tab having any one of the first to fourth configurations, the chemical conversion treatment layer is formed by the phosphoric acid chromate treatment. And a lithium ion battery tab having a chemical conversion treatment layer having both heat resistance and stable heat sealability with the inner surface of the exterior body.

また、本発明の第6の構成によれば、絶縁膜の形成によりタブ表面の耐腐食性を向上させた上記第1乃至第5のいずれかの構成のリチウムイオン電池タブを用いることにより、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を提供することができる。   Moreover, according to the sixth configuration of the present invention, by using the lithium ion battery tab having any one of the first to fifth configurations in which the corrosion resistance of the tab surface is improved by forming an insulating film, It is possible to provide a lithium ion battery with high durability and safety in which sealing performance is ensured even during a period of use.

また、本発明の第7の構成によれば、上記第6の構成のリチウムイオン電池において、タブの挟持部分と外装体との間に接着性フィルムを介在させることにより、外装体の内面に接着層を積層することなく挟持部分にヒートシール性を付与することができ、安定した状態で外装体による密封が可能となる。   Further, according to the seventh configuration of the present invention, in the lithium ion battery of the sixth configuration, the adhesive film is interposed between the tab sandwiching portion and the exterior body, thereby being adhered to the inner surface of the exterior body. Heat-sealing property can be imparted to the sandwiched portion without laminating the layers, and sealing with the exterior body is possible in a stable state.

また、本発明の第8の構成によれば、金属シートを最終使用幅にスリットして長尺状態のタブ材とした後、タブ材の表裏面及び側面を脱脂し、タブ材の表裏面及び側面の一部をガラス転移点が少なくとも200℃以上の耐熱性ポリマーとカップリング剤とを、溶媒に溶解又は分散させて溶液化したものを、前記タブ材の表面に塗布し、乾燥することにより絶縁性樹脂皮膜から成る絶縁層を形成し、絶縁層を含む挟持部分全体を覆うように耐フッ化水素性の化成処理層を形成することにより、電解質と水分により発生するフッ化水素酸による腐食が生じ難い、耐久性に優れたリチウムイオン電池タブを簡便且つ低コストで製造することができる。   Moreover, according to the 8th structure of this invention, after slitting a metal sheet to the last use width | variety and making it the tab material of a elongate state, degreasing the front and back and side surface of a tab material, By applying a part of the side surface, which is a solution obtained by dissolving or dispersing a heat-resistant polymer having a glass transition point of at least 200 ° C. and a coupling agent in a solvent to the surface of the tab material, and then drying. Corrosion by hydrofluoric acid generated by electrolyte and moisture by forming an insulating layer composed of an insulating resin film and forming a hydrofluoric acid-resistant chemical conversion treatment layer so as to cover the entire sandwiched portion including the insulating layer Therefore, it is possible to easily and inexpensively manufacture a lithium ion battery tab having excellent durability.

また、本発明の第9の構成によれば、金属シートを最終使用幅にスリットして長尺状態のタブ材とした後、タブ材の表裏面及び側面を脱脂し、タブ材の表裏面及び側面の一部を水酸基を含有するフッ素含有共重合体と硬化剤とから形成されるフッ素系樹脂を溶媒に溶解又は分散させて溶液化したものを、前記タブ材の表面に塗布し、乾燥することにより絶縁性樹脂皮膜から成る絶縁層を形成し、絶縁層を含む挟持部分全体を覆うように耐フッ化水素性の化成処理層を形成することにより、電解質と水分により発生するフッ化水素酸による腐食が生じ難い、耐久性に優れたリチウムイオン電池タブを簡便且つ低コストで製造することができる。   Further, according to the ninth configuration of the present invention, after slitting the metal sheet to the final use width to make the tab material in a long state, the front and back surfaces and side surfaces of the tab material are degreased, and the front and back surfaces of the tab material and A part of the side surface is dissolved or dispersed in a solvent to form a fluorine-based resin formed from a fluorine-containing copolymer containing a hydroxyl group and a curing agent, and then applied to the surface of the tab material and dried. By forming an insulating layer made of an insulating resin film, and forming a hydrofluoric acid-resistant chemical conversion treatment layer so as to cover the entire sandwiched portion including the insulating layer, hydrofluoric acid generated by the electrolyte and moisture Therefore, it is possible to easily and inexpensively manufacture a lithium ion battery tab with excellent durability and corrosion resistance.

以下、本発明のリチウムイオン電池タブおよびタブ材の製造方法を図面を参照しながら説明する。図1(a)は本発明のリチウムイオン電池の斜視図であり、図1(b)はリチウムイオン電池を分解した状態を示す斜視図である。図1(a)及び(b)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及び外装体5から構成されており、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。   Hereinafter, the manufacturing method of the lithium ion battery tab of this invention and a tab material is demonstrated, referring drawings. FIG. 1A is a perspective view of a lithium ion battery of the present invention, and FIG. 1B is a perspective view showing a state in which the lithium ion battery is disassembled. As shown in FIGS. 1A and 1B, a lithium ion battery 1 is composed of a lithium ion battery body 2 and an exterior body 5, and the lithium ion battery body 2 housed in the exterior body 5 is By sealing the periphery, moisture resistance is imparted.

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)3と、セル3内の正極及び負極に連結されるとともに先端が外装体5の外部に突出するタブ(電極端子)4から構成されている。タブ4はアルミニウム製であり、厚さが50〜200μm、幅が5〜100mm程度である。   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 tab (electrode terminal) 4 that is connected to a positive electrode and a negative electrode in the cell 3 and has a tip projecting outside the exterior body 5. The tab 4 is made of aluminum and has a thickness of about 50 to 200 μm and a width of about 5 to 100 mm.

図2は、リチウムイオン電池のタブ周辺の構成を示す断面拡大図である。図1と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。外装体5は複数の層から成る積層構造を有しており、最内層14として金属接着性フィルムがラミネートされ、金属製のタブ4と外装体5とのヒートシール性を高めている。最内層14が金属に対してヒートシール性を持たない外装体5を用いてもよいが、その場合には、金属製のタブ4と外装体5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(図5、図6参照)を介し、ヒートシールされ溶着する。   FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing the structure around the tab of the lithium ion battery. Portions common to FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. The exterior body 5 has a laminated structure composed of a plurality of layers, and a metal adhesive film is laminated as the innermost layer 14 to enhance the heat sealability between the metal tab 4 and the exterior body 5. The outer package 5 in which the innermost layer 14 does not have heat sealability with respect to the metal may be used. In that case, both the metal tab 4 and the innermost layer of the outer package 5 have heat sealability. It heat-seals and welds through an adhesive film (refer FIG. 5, FIG. 6).

タブ4の外装体5がヒートシールされる部分(以下、挟持部分という)7及び外装体5の内側に配置され電解液と接触する部分には、酸化皮膜から成る絶縁層4b(図示せず)と、耐フッ化水素層から成る化成処理層4cとが積層形成されている。また、外装体5内に収納されたタブ4の先端には、正極(図示せず)とタブ4とを電気的に接続する正極集電体8が連結されている。なお、ここでは正極側のタブ周辺の構造について説明したが、負極側も全く同様の構成である。また、外装体5の詳細な構成については後述する。   An insulating layer 4b (not shown) made of an oxide film is provided on the portion of the tab 4 where the outer package 5 is heat-sealed (hereinafter referred to as a sandwiching portion) 7 and the portion disposed inside the outer package 5 and in contact with the electrolyte. And a chemical conversion treatment layer 4c made of a hydrogen fluoride resistant layer. A positive electrode current collector 8 that electrically connects a positive electrode (not shown) and the tab 4 is coupled to the tip of the tab 4 housed in the exterior body 5. In addition, although the structure around the tab on the positive electrode side has been described here, the negative electrode side has the same configuration. The detailed configuration of the exterior body 5 will be described later.

本発明は、金属製のタブ4の少なくとも挟持部分7に、絶縁性樹脂皮膜から成る絶縁層4bを設け、さらに化成処理層4cを設けることを特徴とするものである。この構成により、リチウムイオン電池の電解質と水分との反応で生成するフッ化水素(化学式:HF)に起因するタブ表面の溶解、腐食を防止し、かつ外装体5の最内層または接着性フィルムとタブ4との接着性(濡れ性)を向上させ、タブにおける接着力の安定化を図ることが可能となる。   The present invention is characterized in that an insulating layer 4b made of an insulating resin film is provided on at least the sandwiching portion 7 of the metal tab 4, and a chemical conversion treatment layer 4c is further provided. With this configuration, the dissolution and corrosion of the tab surface due to hydrogen fluoride (chemical formula: HF) generated by the reaction between the electrolyte of the lithium ion battery and moisture is prevented, and the innermost layer or the adhesive film of the outer package 5 It is possible to improve the adhesiveness (wetting property) with the tab 4 and to stabilize the adhesive force in the tab.

なお、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1に示すようなピロー状の外装体5を用いるパウチタイプと、図3に示すようなエンボス部が形成されたトレイ5aとシート5bとから成る外装体5を用いてリチウムイオン電池本体2を密封収納するエンボスタイプとがあるが、本発明はいずれのタイプにも適用し得るものである。   The lithium ion battery has a pouch type using a pillow-shaped exterior body 5 as shown in FIG. 1 and an embossed portion as shown in FIG. 3 depending on the type of exterior body that wraps the lithium ion battery body. There is an embossed type in which the lithium ion battery main body 2 is hermetically housed using an exterior body 5 composed of a tray 5a and a sheet 5b, but the present invention can be applied to any type.

次に、タブの構成について詳細に説明する。図4(a)はリチウムイオン電池タブの断面図(図1のX−X断面)、図4(b)は外装体に収納した状態での断面図、図4(c)は外装体をタブと共にヒートシールした状態での断面図である。図1及び図2と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。図4に示すように、タブ4は、所定幅のタブ材4aの挟持部分及び外装体5の内側に配置され電解液と接触する部分に絶縁層4bが形成され、さらに絶縁層4bの外側に化成処理層4cが積層形成されている。なお、絶縁層4bには開口部4dが形成されており、タブ材4aは開口部4dを介して化成処理層4cと接触している。   Next, the configuration of the tab will be described in detail. 4A is a cross-sectional view of the lithium-ion battery tab (XX cross-section in FIG. 1), FIG. 4B is a cross-sectional view in a state of being housed in the exterior body, and FIG. 4C is a tab view of the exterior body. It is sectional drawing in the state heat-sealed with. Portions common to FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. As shown in FIG. 4, the tab 4 has an insulating layer 4 b formed on the sandwiched portion of the tab material 4 a having a predetermined width and on the inside of the exterior body 5 and in contact with the electrolyte solution, and further on the outside of the insulating layer 4 b. The chemical conversion treatment layer 4c is laminated. An opening 4d is formed in the insulating layer 4b, and the tab member 4a is in contact with the chemical conversion treatment layer 4c through the opening 4d.

絶縁層4bは、アルミニウム箔、銅箔(ニッケルメッキを含む)又はニッケル箔等の金属箔で形成されたタブ材4aの表面の所定箇所に絶縁性樹脂を含む溶液を塗布して絶縁性樹脂皮膜としたものである。絶縁性樹脂皮膜の形成法としては、(1)ガラス転移点が少なくとも200℃以上の耐熱性ポリマーとカップリング剤とを含む溶液を、塗布し乾燥させる方法と、(2)水酸基を含有するフッ素含有共重合体と該フッ素含有共重合体の水酸基と反応する硬化剤とにより形成されているフッ素系樹脂を溶媒に溶解又は分散させて溶液化したものを、塗布し乾燥させる方法とを好適に用いることができる。以下、それぞれの方法について説明する。   The insulating layer 4b is formed by applying a solution containing an insulating resin to a predetermined portion of the surface of the tab material 4a formed of a metal foil such as an aluminum foil, a copper foil (including nickel plating), or a nickel foil. It is what. As a method for forming the insulating resin film, (1) a method of applying and drying a solution containing a heat-resistant polymer having a glass transition point of at least 200 ° C. and a coupling agent, and (2) fluorine containing a hydroxyl group. And a method of applying and drying a solution obtained by dissolving or dispersing a fluorine-based resin formed by a containing copolymer and a curing agent that reacts with a hydroxyl group of the fluorine-containing copolymer into a solvent. Can be used. Hereinafter, each method will be described.

まず、上記(1)の方法について説明する。ガラス転移点が少なくとも200℃以上の耐熱性ポリマーとしては、従来公知のポリイミド系樹脂,ポリアミドイミド系樹脂又はポリエーテルイミド系樹脂が単独で又は混合して用いられる。ガラス転移点が260℃以上のものを用いるのが好ましい。ガラス転移点の高い耐熱性ポリマーを用いる理由は、二次電池が蓄熱したときに、軟化するのを防止するためである。一方、カップリング剤としては、従来公知のシラン系カップリング剤,チタネート系カップリング剤,アルミニウムカップリング剤等が用いられる。このカップリング剤は、絶縁層と金属箔との密着性、及び絶縁層と化成処理皮層との密着性を向上させるために使用される。   First, the method (1) will be described. As the heat-resistant polymer having a glass transition point of at least 200 ° C., conventionally known polyimide resins, polyamideimide resins or polyetherimide resins are used alone or in combination. It is preferable to use a glass transition point of 260 ° C. or higher. The reason for using a heat-resistant polymer having a high glass transition point is to prevent the secondary battery from being softened when the heat is stored. On the other hand, as the coupling agent, conventionally known silane coupling agents, titanate coupling agents, aluminum coupling agents, and the like are used. This coupling agent is used to improve the adhesion between the insulating layer and the metal foil and the adhesion between the insulating layer and the chemical conversion treatment skin layer.

このような耐熱性ポリマーとカップリング剤とを、溶媒に溶解又は分散させて溶液化したものを用いる。溶媒としては、耐熱性ポリマーを溶解させやすい、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド,テトラヒドロフラン等の極性溶媒を用いるのが好ましい。このような溶液を、タブ材4aの表面に塗布し、乾燥(焼付)することによって、絶縁層4bを得ることができる。乾燥(焼付)条件は、温度180〜250℃程度であるのが好ましく、時間は5〜50秒であるのが好ましい。   A solution in which such a heat-resistant polymer and a coupling agent are dissolved or dispersed in a solvent is used. As the solvent, it is preferable to use a polar solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, tetrahydrofuran or the like that easily dissolves the heat-resistant polymer. The insulating layer 4b can be obtained by applying such a solution to the surface of the tab material 4a and drying (baking). The drying (baking) conditions are preferably about 180 to 250 ° C., and the time is preferably 5 to 50 seconds.

次に、上記(2)の方法について説明する。水酸基を含有するフッ素含有共重合体としては、有機溶剤可溶性で分子中に架橋部位を有するものであり、架橋部位としてはアルコール性水酸基(OH基)などである。このようなフッ素含有共重合体としては、たとえば、1)式:CF2=CFX〔式中、Xはフッ素原子、水素原子ないしトリフルオロメチル基である〕で表されるフルオロオレフィン単量体、2)式:CH2=CR(CH2)〔式中、Rは炭素数1〜8のアルキル基である〕で表されるβ−メチル置換α−オレフィン単量体、3)式:CH2=CHR1〔式中、R1は−OR2又は−CH2OR2(但し、R2は水酸基を有するアルキル基)である〕で表される水酸基含有単量体、および、4)架橋性官能基を有さず、かつ、前記単量体1)、2)、3)と共重合し得る他の単量体から導かれるフッ素含有共重合体を挙げることができる。 Next, the method (2) will be described. The fluorine-containing copolymer containing a hydroxyl group is soluble in an organic solvent and has a crosslinking site in the molecule, and examples of the crosslinking site include an alcoholic hydroxyl group (OH group). As such a fluorine-containing copolymer, for example, 1) a fluoroolefin monomer represented by the formula: CF 2 = CFX [wherein X is a fluorine atom, a hydrogen atom or a trifluoromethyl group], 2) β-methyl substituted α-olefin monomer represented by the formula: CH 2 = CR (CH 2 ) [wherein R is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms], 3) Formula: CH 2 = CHR1 [wherein R1 is —OR2 or —CH 2 OR2 (where R2 is an alkyl group having a hydroxyl group)], and 4) has a crosslinkable functional group And fluorine-containing copolymers derived from other monomers that can be copolymerized with the monomers 1), 2), and 3).

フルオロオレフィン単量体としては、例えば、テトラフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン等を挙げることができる。また、前記β−メチル置換α−オレフィン単量体としては、例えば、イソブチレン、2−メチル−1−ペンテン、2−メチル−1−ヘキセン等を挙げることができる。また、水酸基含有単量体としては、例えば、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、3−ヒドロキシプロピルビニルエーテル、2−ヒドロキシプロピルビニルエーテル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピルビニルエーテル、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル、5−ヒドロキシペンチルビニルエーテル、6−ヒドロキシヘキシルビニルエーテル、2−ヒドロキシエチルアリルエーテル、4−ヒドロキシブチルアリルエーテル等を挙げることができる。また、前記フルオロオレフィン単量体、前記β−メチル置換α−オレフィン単量体、水酸基含有単量体と共重合し得る他の単量体としては、例えば、酢酸ビニル,プロピオン酸ビニル,(イソ)酪酸ビニル,カプロン酸ビニル,ラウリン酸ビニル,ステアリン酸ビニル,安息香酸ビニル,キサフルオロプロピオン酸ビニル,リフルオロ酢酸ビニルなどのカルボン酸ビニルエステル類、マレイン酸又はフマル酸ジメチル,ジエチル,ジプロピル,ジブチル,ジトリフルオロメチル,ジトリフルオロメチル,ジヘキサフルオロプロピルなどのマレイン酸又はフマル酸のジエステル、メチルビニルエーテル,エチルビニルエーテル,n−プロピルビニルエーテル,iso−ブチルビニルエーテル,tert−ブチルビニルエーテルなどのアルキルビニルエーテル類、シクロペンチルビニルエーテル,シクロヘキシルビニルエーテルなどのシクロアルキルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル等の芳香族基を有するビニルエーテル類、あるいは、パーフルオロエチルビニルエーテル,パーフルオロプロピルビニルエーテル等のフルオロアルキルビニルエーテル類等の他に、クロトン酸、ビニル酢酸、マレイン酸、スチレン等を挙げることができる。   Examples of the fluoroolefin monomer include tetrafluoroethylene, trifluoroethylene, hexafluoropropylene, and the like. Examples of the β-methyl substituted α-olefin monomer include isobutylene, 2-methyl-1-pentene, 2-methyl-1-hexene and the like. Examples of the hydroxyl group-containing monomer include 2-hydroxyethyl vinyl ether, 3-hydroxypropyl vinyl ether, 2-hydroxypropyl vinyl ether, 2-hydroxy-2-methylpropyl vinyl ether, 4-hydroxybutyl vinyl ether, and 5-hydroxypentyl. Examples include vinyl ether, 6-hydroxyhexyl vinyl ether, 2-hydroxyethyl allyl ether, 4-hydroxybutyl allyl ether, and the like. Examples of other monomers that can be copolymerized with the fluoroolefin monomer, the β-methyl-substituted α-olefin monomer, and the hydroxyl group-containing monomer include vinyl acetate, vinyl propionate, (iso ) Carboxylic acid vinyl esters such as vinyl butyrate, vinyl caproate, vinyl laurate, vinyl stearate, vinyl benzoate, vinyl xafluoropropionate, vinyl trifluoroacetate, maleic acid or dimethyl fumarate, diethyl, dipropyl, dibutyl, Alkyl vinyl such as diester of maleic acid or fumaric acid such as ditrifluoromethyl, ditrifluoromethyl, dihexafluoropropyl, methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, iso-butyl vinyl ether, tert-butyl vinyl ether In addition to ruethers, cycloalkyl vinyl ethers such as cyclopentyl vinyl ether and cyclohexyl vinyl ether, vinyl ethers having aromatic groups such as benzyl vinyl ether, or fluoroalkyl vinyl ethers such as perfluoroethyl vinyl ether and perfluoropropyl vinyl ether, etc. Vinyl acetate, maleic acid, styrene and the like.

前記水酸基を有するフッ素含有共重合体は、上記1)〜4)の単量体を乳化重合、溶液重合、懸濁重合等の周知の方法で共重合することにより得ることができる。前記水酸基を有するフッ素含有共重合体はGPCで測定する数平均分子量が1,000〜500,000、好ましくは、3,000〜100,000のものが用いられる。   The fluorine-containing copolymer having a hydroxyl group can be obtained by copolymerizing the monomers 1) to 4) by a known method such as emulsion polymerization, solution polymerization, suspension polymerization or the like. The fluorine-containing copolymer having a hydroxyl group has a number average molecular weight measured by GPC of 1,000 to 500,000, preferably 3,000 to 100,000.

また、前記硬化剤としては、架橋部位である水酸基との反応性の高い有機ポリイソシアネート化合物が適当であり、例えば、2,4−トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、リジンメチルエステルジイソシアネート、メチルシクロヘキシルジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、n−ペンタン−1,4−ジイソシアネート、および、これらの三量体、これらのアダクト体やビューレット体、あるいは、これらの重合体で2個以上のイソシアネート基を有するもの、さらに、ブロック化されたイソシアネート類等を挙げることができる。   As the curing agent, an organic polyisocyanate compound having high reactivity with a hydroxyl group as a crosslinking site is suitable, for example, 2,4-tolylene diisocyanate, diphenylmethane-4,4′-diisocyanate, xylylene diisocyanate. , Isophorone diisocyanate, lysine methyl ester diisocyanate, methylcyclohexyl diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, n-pentane-1,4-diisocyanate, and trimers thereof, adducts and burettes thereof, or Examples of these polymers include those having two or more isocyanate groups, and blocked isocyanates.

このような水酸基を含有するフッ素含有共重合体と硬化剤とを反応させてフッ素系樹脂を形成する。例えば、前記フッ素含有共重合体を溶媒に溶解し、該フッ素含有共重合体中の水酸基(−OH基)1当量に対して0.1〜5.0当量、好ましくは0.5〜1.5当量となるように前記硬化剤を添加する。このようにして得たフッ素系樹脂を溶媒に溶解又は分散させて溶液化したものを、ロールコート法、グラビアコート法、バーコート法等の周知の塗布方法を用いてタブ材4aの表面に塗布し、乾燥することによって、絶縁層4bを得ることができる。前記フッ素系樹脂の塗布量としては、乾燥後に3.0〜5.0g/m2となるように塗布するのが適当である。理由としてはラミネート強度を確保する上から3.0g/m2以上は必要であり、端面からの水分透過およびコストを考慮すると5.0g/m2以下が適当だからである。 Such a fluorine-containing copolymer containing a hydroxyl group is reacted with a curing agent to form a fluorine resin. For example, the said fluorine-containing copolymer is melt | dissolved in a solvent, 0.1-5.0 equivalent with respect to 1 equivalent of hydroxyl groups (-OH group) in this fluorine-containing copolymer, Preferably 0.5-1. The said hardening | curing agent is added so that it may become 5 equivalent. A solution obtained by dissolving or dispersing the fluororesin thus obtained in a solvent is applied to the surface of the tab material 4a using a known application method such as a roll coating method, a gravure coating method, or a bar coating method. Then, the insulating layer 4b can be obtained by drying. The amount of the fluororesin applied is suitably 3.0 to 5.0 g / m 2 after drying. The reason is that 3.0 g / m 2 or more is necessary for securing the laminate strength, and 5.0 g / m 2 or less is appropriate in consideration of moisture permeation from the end face and cost.

なお、絶縁層4bは、上記のように何らの処理を施さないタブ材4aの表面に直接形成しても構わないが、タブ材4aと絶縁層4bとの接着性を向上させるために、あらかじめタブ材4aの表面に金属接着性オレフィン系樹脂層を形成しておき、この金属接着性オレフィン系樹脂層を介して絶縁層4bを形成するのが望ましい。この場合、金属接着性オレフィン系樹脂層の表出面には、前記フッ素系樹脂層との接着性を考慮して、コロナ放電処理、オゾン処理、プラズマ処理等の易接着処理が施される。   The insulating layer 4b may be directly formed on the surface of the tab material 4a not subjected to any treatment as described above, but in order to improve the adhesion between the tab material 4a and the insulating layer 4b, It is desirable to form a metal-adhesive olefin resin layer on the surface of the tab material 4a, and to form the insulating layer 4b through the metal-adhesive olefin resin layer. In this case, the exposed surface of the metal-adhesive olefin resin layer is subjected to easy adhesion treatment such as corona discharge treatment, ozone treatment, and plasma treatment in consideration of adhesion with the fluorine resin layer.

金属接着性オレフィン系樹脂としては、酸変性ポリオレフィン系樹脂、たとえば、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等の酸変性ポリオレフィン樹脂、特に好ましくは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等を挙げることができる。この理由としては、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は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等の酸変性ポリオレフィン樹脂に比べて、耐熱性に優れるからである。前記金属接着性オレフィン系樹脂層の厚さとしては、5〜20μm、好ましくは10〜15μmであり、5μm未満では十分なラミネート強度を得ることができず、20μm超では端面からの水分透過が多くなり、電池としての性能を低下させる虞があるからである。   Examples of the metal-adhesive olefin resin include acid-modified polyolefin resins, for example, polyolefin resins graft-modified with unsaturated carboxylic acid, acid-modified polyolefin resins such as ethylene or propylene and acrylic acid, or a copolymer of methacrylic acid. Particularly preferred is a polyolefin resin graft-modified with an unsaturated carboxylic acid. This is because a polyolefin resin graft-modified with an unsaturated carboxylic acid is superior in heat resistance compared to an acid-modified polyolefin resin such as a copolymer of ethylene or propylene and acrylic acid or methacrylic acid. The thickness of the metal-adhesive olefin resin layer is 5 to 20 μm, preferably 10 to 15 μm. If the thickness is less than 5 μm, sufficient laminate strength cannot be obtained, and if it exceeds 20 μm, moisture permeation from the end face is large. This is because the battery performance may be reduced.

なお、絶縁層4bをタブ材4aの表面全体に形成すると、タブ4を介してセル3からの放電とセル3への再充電が行えなくなる。そのため、絶縁層4bの所定箇所には開口部4dが設けられており、セル3とタブ材4aとの間の電子の授受は開口部4d及び化成処理層4cを介して行われる。開口部4dは、図4のようにパターン状に設けても良いし、正極集電体8(図2参照)が連結される部分のみに設けても良い。   If the insulating layer 4b is formed on the entire surface of the tab member 4a, the discharge from the cell 3 and the recharge to the cell 3 cannot be performed via the tab 4. Therefore, an opening 4d is provided at a predetermined location of the insulating layer 4b, and electrons are exchanged between the cell 3 and the tab material 4a through the opening 4d and the chemical conversion treatment layer 4c. The opening 4d may be provided in a pattern as shown in FIG. 4, or may be provided only in a portion where the positive electrode current collector 8 (see FIG. 2) is connected.

化成処理層4cは、タブ材4aの表面の挟持部分7及び電解液と接触する部分をリン酸クロム、クロム酸等で化成処理(以下、リン酸クロメート処理と記載する)を行うことにより形成される。この化成処理層4cと、前述した絶縁層4bとにより、リチウムイオン電池内の電解質成分と外部から侵入した水分との反応で発生するフッ化水素酸によるタブ表面の腐食、溶解を効果的に防止する。さらに、化成処理層4cは、外装体5の最内層14(図5参照)またはタブ4に対する接着性フィルム6(図6参照)とタブ4とを確実にヒートシールさせる作用も兼ね備えている。   The chemical conversion treatment layer 4c is formed by performing chemical conversion treatment (hereinafter referred to as phosphoric acid chromate treatment) with chromium phosphate, chromic acid, or the like on the sandwiched portion 7 on the surface of the tab material 4a and the portion in contact with the electrolytic solution. The The chemical conversion treatment layer 4c and the insulating layer 4b described above effectively prevent corrosion and dissolution of the tab surface due to hydrofluoric acid generated by the reaction between the electrolyte component in the lithium ion battery and moisture entering from the outside. To do. Furthermore, the chemical conversion treatment layer 4 c also has an action of reliably heat-sealing the innermost layer 14 (see FIG. 5) of the outer package 5 or the adhesive film 6 (see FIG. 6) to the tab 4 and the tab 4.

次に、本発明のリチウムイオン電池タブの製造方法について説明する。先ず、タブ製造用のアルミニウムシートを、スリッターを用いて最終使用幅の長尺状態のタブ材にスリットする(スリット工程)。次に、所定幅にスリットされたタブ材の表裏面及び側面を脱脂する(脱脂工程)。その後、タブ材の所定箇所(挟持部分及び電解液と接触する部分)を絶縁性樹脂皮膜から成る絶縁層を形成する(絶縁層形成工程)。最後に、絶縁層を含む挟持部分全体を覆うように耐フッ化水素性の化成処理層を形成し(化成処理工程)、所定の長さに切断してリチウムイオン電池タブが製造される。   Next, the manufacturing method of the lithium ion battery tab of this invention is demonstrated. First, an aluminum sheet for tab production is slit into a long tab material having a final use width using a slitter (slit process). Next, the front and back surfaces and side surfaces of the tab material slit to a predetermined width are degreased (degreasing step). Thereafter, an insulating layer made of an insulating resin film is formed at a predetermined portion of the tab material (a sandwiched portion and a portion in contact with the electrolytic solution) (insulating layer forming step). Finally, a hydrogen fluoride-resistant chemical conversion treatment layer is formed so as to cover the entire sandwiched portion including the insulating layer (chemical conversion treatment step), and the lithium ion battery tab is manufactured by cutting into a predetermined length.

タブ材の原料となるアルミニウムシートを形成する際、その表面に油性成分が付着することがあり、また、広幅のシートからスリッターによって所定幅のタブ材に断裁する際に、切断刃の保護のために用いられるオイルが付着することもある。これらの油性成分やオイルは以後の絶縁層や化成処理層の形成に悪影響を及ぼすため、油性成分やオイルを除去する脱脂工程が必要となる。なお、脱脂工程の前に、バフ研磨等によりタブ材表面を前処理する工程を設けても良く、エッチング、デスマット処理等によりタブ材表面を洗浄、溶解する工程をさらに設けても良い。   When forming an aluminum sheet as a raw material for the tab material, oily components may adhere to the surface, and when cutting from a wide sheet to a tab material of a predetermined width by a slitter, to protect the cutting blade Oil used in the case may adhere. Since these oil components and oil adversely affect the subsequent formation of the insulating layer and the chemical conversion treatment layer, a degreasing process for removing the oil components and oil is necessary. In addition, before the degreasing step, a step of pretreating the surface of the tab material by buffing or the like may be provided, and a step of cleaning and dissolving the surface of the tab material by etching, desmut treatment or the like may be further provided.

脱脂処理は、タブ材に酸またはアルカリ液をコーティングするか、タブ材を酸またはアルカリ液中に浸漬することにより行うことができる。脱脂に用いる酸性物質としては、塩酸、硫酸、硝酸、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(エチレンジアミン四酢酸)およびその誘導体、チオグリコール酸アンモニウム等が挙げられる。   The degreasing treatment can be performed by coating the tab material with an acid or an alkali solution, or immersing the tab material in an acid or an alkali solution. Acidic substances used for degreasing include inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, hydrofluoric acid, phosphoric acid, sulfamic acid, citric acid, gluconic acid, oxalic acid, tartaric acid, formic acid, hydroxyacetic acid, EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid) and Examples thereof include ammonium derivatives and ammonium thioglycolate.

また、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・10H2O)、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(2Na2O・SI2、水分10〜40%)、メタケイ曹(2Na2O・SI2・9H2O)、一号ケイ曹(Na2O・2SI2、水分42〜44%)、二号ケイ曹(Na2O・3SI2、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(Na427)、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(Na5310)等のリン酸塩類が挙げられる。 Examples of alkaline substances include caustic soda (NaOH), soda ash (Na 2 CO 3 ), sodium bicarbonate (NaHCO 3 ), bow glass (Na 2 SO 4 .10H 2 O), sesquicarbonate (Na 2 CO 3 .NaHCO 3 ). 3 · 2H 2 O) soda salts such as, orthosilicate Cao (2Na 2 O · S I O 2, 10~40% moisture), metasilicate Cao (2Na 2 O · S I O 2 · 9H 2 O), one silicate No. Cao (Na 2 O · 2S I O 2, water 42 to 44%), two items silicate soda (Na 2 O · 3S I O 2, 65% moisture) silicates such as, primary phosphate sodium (NaH 2 PO 4 ), sodium pyrophosphate (Na 4 P 2 O 7 ), sodium diphosphate (Na 2 HPO 4 ), sodium hexametaphosphate {(NaPO 3 ) 6 }, sodium triphosphate (Na 3 PO 4 ) phosphate salts such as sodium tripolyphosphate (Na 5 P 3 O 10) And the like.

絶縁層形成工程は、上述したように耐熱性ポリマーとカップリング剤とを、溶媒に溶解又は分散させて溶液化したもの、又は水酸基を含有するフッ素含有共重合体と硬化剤とから形成されるフッ素系樹脂を溶媒に溶解又は分散させて溶液化したものを、タブ材4aの表面に塗布し、乾燥(焼付)することにより行うことができる。なお、溶媒の種類、塗布方法、乾燥(焼付)方法等は、要求される絶縁層の層厚や品質に応じて最適条件となるように選択すれば良い。   The insulating layer forming step is formed from a solution obtained by dissolving or dispersing a heat-resistant polymer and a coupling agent in a solvent as described above, or a fluorine-containing copolymer containing a hydroxyl group and a curing agent. A solution obtained by dissolving or dispersing a fluorine-based resin in a solvent can be applied to the surface of the tab material 4a and dried (baked). Note that the type of solvent, the coating method, the drying (baking) method, and the like may be selected so as to satisfy the optimum conditions according to the required layer thickness and quality of the insulating layer.

なお、前述したように、タブの導電性を確保するため、絶縁性樹脂皮膜にはタブ材表面が露出する開口部(図4参照)を形成しておく必要がある。開口部の形成方法としては、予め印刷等により開口部に該当する箇所にレジスト膜をパターン形成しておき、必要箇所にのみ酸性やアルカリ性の電解液を処理した後、レジスト膜を除去して絶縁性樹脂皮膜を形成する方法や、表面全体を酸性やアルカリ性の電解液に浸漬処理して絶縁性樹脂皮膜を全面に形成した後、不要部分を削り取る方法等が挙げられる。   As described above, in order to ensure the conductivity of the tab, it is necessary to form an opening (see FIG. 4) in which the surface of the tab material is exposed in the insulating resin film. As a method for forming the opening, a resist film is formed in a pattern corresponding to the opening in advance by printing or the like, and after treatment with an acidic or alkaline electrolytic solution only in a necessary portion, the resist film is removed and insulated. And a method of forming an insulating resin film on the entire surface by immersing the entire surface in an acidic or alkaline electrolytic solution and then scraping off unnecessary portions.

化成処理工程は、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から成る溶液をタブ材表面に塗布し、加熱や遠近赤外線の照射等により皮膜を乾燥硬化させて化成処理層を形成するものである。特に、処理液として、フェノール樹脂、フッ化クロム(III)化合物、リン酸からなる水溶液を用いるリン酸クロメート処理が好適に用いられる。   In the chemical conversion treatment step, a solution composed of phosphate, chromate, fluoride, and triazine thiol compound is applied to the surface of the tab material, and the film is dried and cured by heating, irradiation with near infrared rays, etc. to form a chemical conversion treatment layer. Is. In particular, a phosphoric acid chromate treatment using an aqueous solution composed of a phenol resin, a chromium (III) fluoride compound and phosphoric acid is suitably used as the treatment liquid.

化成処理の方法は、タブ部における挟持部分及び電解液と接触する部分を処理できればよいが、クロム酸塩液にタブ材を浸漬する浸漬法、タブ材にクロム酸塩液を吹き付けるシャワー法、ロールを用いて、タブ材にクロム酸塩液をコートするロールコート法等を用いてタブ材の全周を処理することが望ましい。その後、タブ材に塗布されたクロム酸塩液を乾燥し、さらに、皮膜温度が180℃以上となる温度条件において焼付けることにより、タブ材の表裏面および側面を化成処理する。クロム酸塩液の塗布量は2〜20mg/m2(乾燥重量)程度が適当である。 The chemical conversion treatment method is not limited as long as it can treat the sandwiched portion and the portion in contact with the electrolytic solution in the tab portion, but the immersion method in which the tab material is immersed in the chromate solution, the shower method in which the chromate solution is sprayed on the tab material, roll It is desirable to treat the entire periphery of the tab material using a roll coating method or the like that coats the tab material with a chromate solution. Thereafter, the chromate solution applied to the tab material is dried, and further subjected to chemical conversion treatment on the front and back surfaces and side surfaces of the tab material by baking under a temperature condition where the film temperature is 180 ° C. or higher. The coating amount of chromate solution is suitably about 2 to 20 mg / m 2 (dry weight).

次に、本発明のリチウムイオン電池に用いられる外装体の材質について説明する。外装体を形成する積層体10は、図5(a)に示すように、少なくとも、基材層11、バリア層12、最内層(ヒートシール層)14からなり、これらの各層間に接着層16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する。また、図5(b)に示すように、バリア層12と最内層14との間に中間層13を設けてもよい。   Next, the material of the exterior body used for the lithium ion battery of this invention is demonstrated. As shown in FIG. 5A, the laminate 10 forming the exterior body includes at least a base material layer 11, a barrier layer 12, and an innermost layer (heat seal layer) 14, and an adhesive layer 16 is provided between these layers. And laminating by a method such as a dry laminating method, a sandwich laminating method, an extrusion laminating method, or a thermal laminating method. Further, as shown in FIG. 5B, an intermediate layer 13 may be provided between the barrier layer 12 and the innermost layer 14.

最外層は、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 outermost layer is made of stretched polyester or nylon film, and examples of the polyester resin include polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, copolymerized polyester, and polycarbonate. Examples of the nylon resin include polyamide resins such as nylon 6, nylon 6,6, copolymers of nylon 6,6 and nylon 6, nylon 6,10, polymetaxylylene adipamide (MXD6), and the like. It is done.

前記最外層は、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。   When the outermost layer is used as a lithium ion battery, the outermost layer is a portion that is in direct contact with the hardware, and thus a resin layer having insulating properties is basically preferable. Considering the existence of pinholes in a single film and the occurrence of pinholes during processing, the outermost layer needs to have a thickness of 6 μm or more, and a preferred thickness is 12 to 25 μm.

前記最外層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、12〜25μm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/延伸ポリエチレンテレフタレート
The outermost layer may be laminated in order to improve pinhole resistance and insulation when used as a battery outer package. When the outermost layer is laminated, the outermost layer includes at least one resin layer of two or more layers, and the thickness of each layer is 6 μm or more, preferably 12 to 25 μm. Examples of laminating the outermost layer include the following 1) to 7) although not shown.
1) Stretched polyethylene terephthalate / stretched nylon 2) Stretched nylon / stretched polyethylene terephthalate

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)、二次加工とてリチウムイオン電池用の外装体をエンボスタイプ(図3参照)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)
In addition, the packaging material mechanical suitability (stability of conveyance in packaging machines and processing machines), surface protection (heat resistance and electrolyte resistance), and secondary processing embossed lithium ion battery exterior body (Refer to Fig. 3) For the purpose of reducing the frictional resistance between the mold and the outermost layer during embossing, the outermost layer is multi-layered, and the surface of the outermost layer is a fluororesin layer, an acrylic resin layer, a silicone system. It is preferable to provide a resin layer or the like. For example,
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)

積層構造の外装体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 outer package having a laminated structure, a dry laminating method, a thermal laminating method, an extrusion laminating method, a sandwich laminating method, a coextrusion laminating method, or the like can be used.

バリア層12は、外装体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、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、バリア層としては、好ましくは15μm〜100μmのアルミニウムである。   The barrier layer 12 is a layer for preventing water vapor from entering the inside of the lithium ion battery from the outside through the exterior body 5, and stabilizes pinholes and processability (pouching, embossing) of the barrier layer alone. For example, a film having a thickness of 15 μm or more, such as aluminum or nickel, or a film on which an inorganic compound such as silicon oxide or alumina is deposited is preferable. Is aluminum of 15 μm to 100 μm.

バリア層の材質として、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外装体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。   By using aluminum having an iron content of 0.3 to 9.0% by weight, preferably 0.7 to 2.0% by weight, as a material for the barrier layer, compared to aluminum not containing iron, Aluminum has good spreadability, and the laminated body is less likely to generate pinholes due to bending, and the side wall can be easily formed when embossing an embossed type exterior body. When the iron content is less than 0.3% by weight, effects such as prevention of pinholes and improvement in embossing formability are not observed, and the iron content of the aluminum is 9.0% by weight. When exceeding, the softness | flexibility as aluminum is inhibited and bag-making property worsens as a laminated body.

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、焼きなましを適宜行った、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.

さらに、バリア層12の表面には、酸化性皮膜から成る化成処理層15が設けられている。化成処理層15は、リチウムイオン電池の電解質と水分により発生するフッ化水素によるバリア層12表面の腐食、溶解を防止するとともに、バリア層12表面の接着性(濡れ性)を向上させて積層体形成時のバリア層12と基材層11及び最内層14(或いは中間層13)との接着力を安定化させる。   Furthermore, a chemical conversion treatment layer 15 made of an oxide film is provided on the surface of the barrier layer 12. The chemical conversion treatment layer 15 prevents the corrosion and dissolution of the surface of the barrier layer 12 due to hydrogen fluoride generated by the electrolyte and moisture of the lithium ion battery, and improves the adhesion (wetting property) of the surface of the barrier layer 12 to provide a laminate. The adhesive force between the barrier layer 12, the base material layer 11, and the innermost layer 14 (or the intermediate layer 13) at the time of formation is stabilized.

本発明に用いられる外装体の最内層は、最内層同士がヒートシール性を有するとともに、タブ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。   The innermost layer of the outer package used in the present invention is a material in which the innermost layers have heat-sealing properties and also show heat-sealing properties with respect to the metal forming the tab, and are not altered or deteriorated by the contents. As a result, the unsaturated carboxylic grafted polyethylene, the unsaturated carboxylic grafted polypropylene, the unsaturated carboxylic grafted polymethyl having a thickness of 10 μm or more, preferably 20 to 100 μm, a melting point of 80 ° C. or more, and a Vicat softening point of 70 ° C. or more. An unsaturated carboxylic graft polyolefin resin such as pentene, a metal ion cross-linked polyethylene, or a copolymer of ethylene or propylene and acrylic acid or methacrylic acid, and those containing at least one of these modified products give good results. Indicated.

最内層には、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、電極と最内層との間に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熱接着性タブ材(厚さ15μm以上)を用いることによって、タブと包装材料とが完全に接着され、密封することができる。タブ4と最内層14との間に接着性フィルム6を介在させることにより、密封性を確保することができる。   For the innermost layer, a polyolefin having no metal adhesion can also be used. In this case, an unsaturated carboxylic graft polyolefin, a metal-crosslinked polyethylene, ethylene or propylene and acrylic acid, between the electrode and the innermost layer, Alternatively, by using a heat-adhesive tab material (thickness of 15 μm or more) formed from a copolymer with methacrylic acid, the tab and the packaging material can be completely bonded and sealed. By interposing the adhesive film 6 between the tab 4 and the innermost layer 14, sealing performance can be ensured.

また、接着性フィルムとして、二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルムの両面に、少なくとも一方が酸変性ポリオレフィンであるポリオレフィン層を積層したフィルムを用いることがより好ましい。この場合、ポリエチレンナフタレートフィルムは耐熱性に優れるためヒートシール時に薄肉化することがなく、バリア層12とタブ4との短絡を防止することができる。   As the adhesive film, it is more preferable to use a film in which a polyolefin layer in which at least one is an acid-modified polyolefin is laminated on both surfaces of a biaxially stretched polyethylene naphthalate film. In this case, since the polyethylene naphthalate film is excellent in heat resistance, it is not thinned during heat sealing, and a short circuit between the barrier layer 12 and the tab 4 can be prevented.

ヒートシール部への接着性フィルムのセット方法は、図6(a)、図6(b)、図6(c)に示すように、タブ4と最内層14との間に、タブ4(金属)と最内層14(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7(a)、図7(b)、図7(c)に示すように、タブ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、ポリオレフィン樹脂を不飽和カルボン酸でグラフト変性した不飽和カルボン酸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。   As shown in FIGS. 6 (a), 6 (b), and 6 (c), the adhesive film is set on the heat seal portion between the tab 4 and the innermost layer 14 with the tab 4 (metal). ) And the innermost layer 14 (heat seal layer) may be provided with an adhesive film 6 having a sealing property, and FIGS. 7 (a), 7 (b), and 7 (c). As shown in FIG. 5, the tab 4 may be wound around a predetermined position. Examples of the adhesive film 6 include an unsaturated carboxylic acid grafted polyolefin obtained by graft-modifying a polyolefin resin with an unsaturated carboxylic acid, a metal-crosslinked polyethylene, a film made of a copolymer of ethylene or propylene and acrylic acid, or methacrylic acid. Can be used. In addition, the innermost layer 14 in the laminated body of the present invention may be a single layer made of the above resin, or may be two or more layers including the above resin.

不飽和カルボングラフト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。   The unsaturated carboxylic graft polyolefin resin is suitable for any of adhesion to electrodes, heat resistance, cold resistance, and processability (pouching, embossing formability). If the thickness of the innermost layer is less than 20 μm, when the electrode is heat-sealed, a gap is formed at the end portion and the barrier property is lost. Moreover, even if the thickness of the innermost layer exceeds 100 μm, the heat seal strength does not change, and the thickness of the laminated body increases, which goes against the space-saving that is the subject of the present invention. Moreover, when melting | fusing point and Vicat softening point are low, heat resistance and cold resistance will lose | eliminate, the adhesive strength with films and an electrode will fall, and a bag will break. The various unsaturated carboxylic graft polymers may be used alone, but the properties can also be satisfied by blending two or more kinds of resins.

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。   For each layer of the laminate of the present invention, corona treatment and blast treatment are appropriately performed for the purpose of improving and stabilizing film forming properties, lamination processing, and final product secondary processing (pouching, embossing) suitability. Surface activation treatment such as oxidation treatment or ozone treatment may be performed.

本発明の積層体の最外層、バリア層、中間層、最内層の各層を形成する、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。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。   The outermost layer, the barrier layer, the intermediate layer, and the innermost layer of the laminate of the present invention are formed, or the lamination method between the layers is specifically a T-die method, an inflation method, a coextrusion method, or the like. To form a film. 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し、耐薬品性、耐有機溶剤性をさらに向上させることも可能である。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。   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. It is possible to further improve chemical resistance and organic solvent resistance by adding an additive characterized by the above. 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 the effect of preventing the corrosion of hydrogen fluoride on each layer, particularly the barrier 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。   Moreover, when using the extrusion laminating method, as an adhesion promoting method for stabilizing the adhesive force between each layer to be bonded, polyester-based, polyether-based, urethane-based, polyether-urethane-based, polyester-urethane-based, isocyanate-based, polyolefin-based, Apply a resin such as polyethyleneimine, cyanoarylate, organotitanium compound, epoxy, imide, silicone, and their modified products, or a mixture of about 1 μm, or perform surface activation treatment by ozone treatment. be able to. 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.

本発明のリチウムイオン電池タブおよびタブ材の化成処理方法について、実施例により説明する。以下の実施例1〜4ともに共通条件は以下の通りである。
(1)タブは、陽極をニッケル、陰極をアルミニウムとし、いずれも、幅8mm、長さ50mm、厚さ100μmである。
(2)パウチタイプは、ピロータイプとし、パウチサイズは外寸で、幅60mm、長さ80mmとした(シール幅はいずれも5mm)。
(3)エンボスタイプは、片面エンボスタイプとし、凹部は35mm×50mm、凹部の深さは3.5mm、フランジ部(シール部)の幅は5mmとした。
(4)実施例におけるタブの脱脂処理、陽極酸化処理および化成処理は、リチウムイオン電池本体に装着するサイズに断裁したものに対して処理した。実際の製造においては、前述のように、タブ材の金属シートをスリッターした長尺状態で処理することができる。
The lithium ion battery tab and the tab material chemical conversion treatment method of the present invention will be described with reference to examples. The common conditions in the following Examples 1 to 4 are as follows.
(1) The tab has nickel as the anode and aluminum as the cathode, and each has a width of 8 mm, a length of 50 mm, and a thickness of 100 μm.
(2) The pouch type was a pillow type, and the pouch size was an outer size, with a width of 60 mm and a length of 80 mm (both seal widths were 5 mm).
(3) The embossed type was a single-sided embossed type, the recess was 35 mm × 50 mm, the depth of the recess was 3.5 mm, and the width of the flange part (seal part) was 5 mm.
(4) The tab degreasing treatment, anodizing treatment, and chemical conversion treatment in the examples were performed on the sheet cut to the size to be attached to the lithium ion battery main body. In actual manufacturing, as described above, the metal sheet of the tab material can be processed in a slit state.

(パウチタイプ)
1.(脱脂工程)陰極用のタブ材として厚さ30μmのアルミニウム箔、陽極用のタブ材として厚さ30μmのニッケル箔を準備し、これらのタブ材を0.1規定の硝酸液に5分間浸漬してから水洗いして乾燥した。
2.(絶縁層形成工程)絶縁ワニスとして、芳香族ポリアミドイミド樹脂20重量部、シランカップリング剤3重量部、N−メチル−2−ピロリドンとキシレンからなる混合溶媒80重量部からなるものを準備する。そして、タブ材の両面にレジスト膜をパターン形成した後、絶縁ワニスをバーコーターで塗布し、190℃で10秒間の条件で乾燥(焼付)し、水洗後レジスト膜を除去することにより、タブ材の両面に所定パターンの厚さ2μmの絶縁層を形成した。
3.(化成処理工程)絶縁層を形成したタブ材の両面にコロナ放電処理を施した後、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化成処理液を用いてロールコート法により2μmの化成処理層を形成した。このようにして得られた陽極用及び陰極用のタブ材をリチウムイオン電池のセル端部に接合して、電池本体とした。
4.外装体を形成する積層体は、次のようにして作成した。アルミニウム20μmの片面に化成処理を施し、化成処理していない面に延伸ポリエステルフィルム(厚さ16μm)をドライラミネート法により貼り合わせ、次に、化成処理したアルミニウムの面、化成処理層に、酸変性ポリプロピレンフィルム50μmをドライラミネートにより貼り合わせて得られた積層体を用いてパウチ化して、外装体を得た。
5.外装体の中に、電池本体を収納して、本体実施例の未シール部をタブと共にヒートシールしてパウチタイプのリチウムイオン電池を得た。
(Pouch type)
1. (Degreasing step) Prepare a 30 μm thick aluminum foil as the cathode tab material and a 30 μm thick nickel foil as the anode tab material, and immerse these tab materials in 0.1 N nitric acid solution for 5 minutes. After washing with water and drying.
2. (Insulating layer forming step) As an insulating varnish, one comprising 20 parts by weight of an aromatic polyamideimide resin, 3 parts by weight of a silane coupling agent, and 80 parts by weight of a mixed solvent composed of N-methyl-2-pyrrolidone and xylene is prepared. Then, after forming a resist film on both sides of the tab material, the insulating varnish is applied with a bar coater, dried (baked) at 190 ° C. for 10 seconds, washed with water, and the resist film is removed. An insulating layer having a predetermined pattern thickness of 2 μm was formed on both sides.
3. (Chemical conversion treatment process) After performing corona discharge treatment on both surfaces of the tab material on which the insulating layer is formed, a roll coating method using a chemical conversion treatment liquid containing an aminated phenol polymer, a trivalent chromium compound, and a phosphorus compound Thus, a 2 μm chemical conversion treatment layer was formed. The tab material for anode and cathode thus obtained was joined to the cell end portion of the lithium ion battery to obtain a battery body.
4). The laminated body which forms an exterior body was created as follows. Chemical conversion treatment is applied to one side of 20 μm aluminum, and a stretched polyester film (thickness: 16 μm) is bonded to the surface not subjected to chemical conversion by a dry lamination method. Next, acid modification is applied to the surface of the chemical conversion treatment aluminum and the chemical conversion treatment layer. A pouch was formed using a laminate obtained by laminating 50 μm of a polypropylene film by dry lamination to obtain an outer package.
5. The battery main body was housed in the outer package, and the unsealed portion of the main body example was heat sealed together with the tab to obtain a pouch-type lithium ion battery.

(パウチタイプ)
1.(脱脂工程)陰極用のタブ材として厚さ30μmのアルミニウム箔、陽極用のタブ材として厚さ30μmのニッケル箔を準備し、これらのタブ材を0.1規定の硝酸液に5分間浸漬してから水洗いして乾燥した。
2.(絶縁層形成工程)タブ材の両面にレジスト膜をパターン形成した後、不飽和カルボン酸でグラフト変性したポリプロピレン(以下、PPaと呼称する)を15μm厚さとなるようにTダイ押出機で加熱溶融押出しし、その後にPPa面にコロナ放電処理を施し、該コロナ放電処理した前記PPa面にフッ素系ポリオールにイソシアネート系硬化剤をポリオールの水酸基(−OH基)1当量に対して1.1当量となるように添加したフッ素系樹脂溶液を乾燥後に3.0g/m2となるように塗布・乾燥し、水洗後レジスト膜を除去することにより、タブ材の両面に所定パターンの絶縁層を形成した。
3.(化成処理工程)絶縁層を形成したタブ材の両面にコロナ放電処理を施した後、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化成処理液を用いてロールコート法により2μmの化成処理層を形成した。このようにして得られた陽極用及び陰極用のタブ材をリチウムイオン電池のセル端部に接合して、電池本体とした。
4.外装体を形成する積層体は、次のようにして作成した。アルミニウム20μmの片面に化成処理を施し、化成処理していない面に延伸ポリエステルフィルム(厚さ16μm)をドライラミネート法により貼り合わせ、次に、化成処理したアルミニウムの面、化成処理層に、酸変性ポリプロピレンフィルム50μmをドライラミネートにより貼り合わせて得られた積層体を用いてパウチ化して、外装体を得た。
5.外装体の中に、電池本体を収納して、本体実施例の未シール部をタブと共にヒートシールしてパウチタイプのリチウムイオン電池を得た。
(Pouch type)
1. (Degreasing step) Prepare a 30 μm thick aluminum foil as the cathode tab material and a 30 μm thick nickel foil as the anode tab material, and immerse these tab materials in 0.1 N nitric acid solution for 5 minutes. After washing with water and drying.
2. (Insulating layer forming step) After forming a resist film on both sides of the tab material, polypropylene (hereinafter referred to as PPa) graft-modified with unsaturated carboxylic acid is heated and melted with a T-die extruder so as to have a thickness of 15 μm. The PPa surface was extruded and then subjected to a corona discharge treatment, and the PPa surface treated with the corona discharge was treated with a fluorine-based polyol and an isocyanate-based curing agent at 1.1 equivalents relative to 1 equivalent of a hydroxyl group (-OH group) of the polyol. The thus added fluororesin solution was applied and dried to 3.0 g / m 2 after drying, and after washing with water, the resist film was removed to form insulating layers having a predetermined pattern on both sides of the tab material. .
3. (Chemical conversion treatment process) After performing corona discharge treatment on both surfaces of the tab material on which the insulating layer is formed, a roll coating method using a chemical conversion treatment liquid containing an aminated phenol polymer, a trivalent chromium compound, and a phosphorus compound Thus, a 2 μm chemical conversion treatment layer was formed. The tab material for anode and cathode thus obtained was joined to the cell end portion of the lithium ion battery to obtain a battery body.
4). The laminated body which forms an exterior body was created as follows. Chemical conversion treatment is applied to one side of 20 μm aluminum, and a stretched polyester film (thickness: 16 μm) is bonded to the surface not subjected to chemical conversion by a dry lamination method. Next, acid modification is applied to the surface of the chemical conversion treatment aluminum and the chemical conversion treatment layer. A pouch was formed using a laminate obtained by laminating 50 μm of a polypropylene film by dry lamination to obtain an outer package.
5. The battery main body was housed in the outer package, and the unsealed portion of the main body example was heat sealed together with the tab to obtain a pouch-type lithium ion battery.

(エンボスタイプ)
1.(脱脂工程)陰極用のタブ材として厚さ30μmのアルミニウム箔、陽極用のタブ材として厚さ30μmのニッケル箔を準備し、これらのタブ材を0.1規定の硝酸液に5分間浸漬してから水洗いして乾燥した。
2.(絶縁層形成工程)絶縁ワニスとして、芳香族ポリアミドイミド樹脂20重量部、シランカップリング剤3重量部、N−メチル−2−ピロリドンとキシレンからなる混合溶媒80重量部からなるものを準備する。そして、タブ材の両面にレジスト膜をパターン形成した後、絶縁ワニスをバーコーターで塗布し、190℃で10秒間の条件で乾燥(焼付)し、水洗後レジスト膜を除去することにより、タブ材の両面に所定パターンの厚さ2μmの絶縁層を形成した。
3.(化成処理工程)絶縁層を形成したタブ材の両面にコロナ放電処理を施した後、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化成処理液を用いてロールコート法により2μmの化成処理層を形成した。このようにして得られた陽極用及び陰極用のタブ材をリチウムイオン電池のセル端部に接合して、電池本体とした。
4.アルミニウム40μmの両面に化成処理を施し、化成処理した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法により貼り合わせ、次に、化成処理したアルミニウムの他の面に、MDPEをヒートシール層として30μmの厚さの溶融樹脂膜として押出して、該溶融樹脂膜のアルミニウムとのラミネート面をオゾン処理しながら、押出ラミネートして積層体とした後、MDPEの軟化点以上に加熱して得られた積層体を用いてエンボス成形し、蓋体は成形せずに所定のサイズに断裁して外装体を得た。
5.接着性フィルムとして、酸変性LLDPE100μmによってタブを挟持した状態として、電池本体を外装体のエンボス部の中に収納して、蓋体を被覆して周縁をヒートシールしてエンボスタイプのリチウムイオン電池を得た。
(Embossed type)
1. (Degreasing step) Prepare a 30 μm thick aluminum foil as the cathode tab material and a 30 μm thick nickel foil as the anode tab material, and immerse these tab materials in 0.1 N nitric acid solution for 5 minutes. After washing with water and drying.
2. (Insulating layer forming step) As an insulating varnish, one comprising 20 parts by weight of an aromatic polyamideimide resin, 3 parts by weight of a silane coupling agent, and 80 parts by weight of a mixed solvent composed of N-methyl-2-pyrrolidone and xylene is prepared. Then, after forming a resist film on both sides of the tab material, the insulating varnish is applied with a bar coater, dried (baked) at 190 ° C. for 10 seconds, washed with water, and the resist film is removed. An insulating layer having a predetermined pattern thickness of 2 μm was formed on both sides.
3. (Chemical conversion treatment process) After performing corona discharge treatment on both surfaces of the tab material on which the insulating layer is formed, a roll coating method using a chemical conversion treatment liquid containing an aminated phenol polymer, a trivalent chromium compound, and a phosphorus compound Thus, a 2 μm chemical conversion treatment layer was formed. The tab material for anode and cathode thus obtained was joined to the cell end portion of the lithium ion battery to obtain a battery body.
4). Chemical conversion treatment was applied to both sides of 40 μm aluminum, and a stretched nylon film (thickness 25 μm) was bonded to one side of the chemical conversion treatment by dry lamination, and then MDPE was heat sealed to the other side of the chemical conversion treatment aluminum. It is obtained by extruding as a molten resin film having a thickness of 30 μm as a layer, extruding and laminating the laminated surface with aluminum of the molten resin film to form a laminate, and then heating it above the softening point of MDPE. The laminate was embossed using the laminate, and the lid was cut into a predetermined size without molding to obtain an exterior body.
5. As an adhesive film, with the tabs sandwiched by acid-modified LLDPE 100 μm, the battery body is housed in the embossed part of the exterior body, the lid is covered and the periphery is heat-sealed to form an embossed lithium ion battery. Obtained.

(エンボスタイプ)
1.(脱脂工程)陰極用のタブ材として厚さ30μmのアルミニウム箔、陽極用のタブ材として厚さ30μmのニッケル箔を準備し、これらのタブ材を0.1規定の硝酸液に5分間浸漬してから水洗いして乾燥した。
2.(絶縁層形成工程)タブ材の両面にレジスト膜をパターン形成した後、不飽和カルボン酸でグラフト変性したポリプロピレン(以下、PPaと呼称する)を15μm厚さとなるようにTダイ押出機で加熱溶融押出しし、その後にPPa面にコロナ放電処理を施し、該コロナ放電処理した前記PPa面にフッ素系ポリオールにイソシアネート系硬化剤をポリオールの水酸基(−OH基)1当量に対して1.1当量となるように添加したフッ素系樹脂溶液を乾燥後に3.0g/m2となるように塗布・乾燥し、水洗後レジスト膜を除去することにより、タブ材の両面に所定パターンの絶縁層を形成した。
3.(化成処理工程)絶縁層を形成したタブ材の両面にコロナ放電処理を施した後、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化成処理液を用いてロールコート法により2μmの化成処理層を形成した。このようにして得られた陽極用及び陰極用のタブ材をリチウムイオン電池のセル端部に接合して、電池本体とした。
4.アルミニウム40μmの両面に化成処理を施し、化成処理した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法により貼り合わせ、次に、化成処理したアルミニウムの他の面に、MDPEをヒートシール層として30μmの厚さの溶融樹脂膜として押出して、該溶融樹脂膜のアルミニウムとのラミネート面をオゾン処理しながら、押出ラミネートして積層体とした後、MDPEの軟化点以上に加熱して得られた積層体を用いてエンボス成形し、蓋体は成形せずに所定のサイズに断裁して外装体を得た。
5.接着性フィルムとして、酸変性LLDPE100μmによってタブを挟持した状態として、電池本体を外装体のエンボス部の中に収納して、蓋体を被覆して周縁をヒートシールしてエンボスタイプのリチウムイオン電池を得た。
(Embossed type)
1. (Degreasing step) Prepare a 30 μm thick aluminum foil as the cathode tab material and a 30 μm thick nickel foil as the anode tab material, and immerse these tab materials in 0.1 N nitric acid solution for 5 minutes. After washing with water and drying.
2. (Insulating layer forming step) After forming a resist film on both sides of the tab material, polypropylene (hereinafter referred to as PPa) graft-modified with unsaturated carboxylic acid is heated and melted with a T-die extruder so as to have a thickness of 15 μm. The PPa surface was extruded and then subjected to a corona discharge treatment, and the PPa surface treated with the corona discharge was treated with a fluorine-based polyol and an isocyanate-based curing agent at 1.1 equivalents relative to 1 equivalent of a hydroxyl group (-OH group) of the polyol. The thus added fluororesin solution was applied and dried to 3.0 g / m 2 after drying, and after washing with water, the resist film was removed to form insulating layers having a predetermined pattern on both sides of the tab material. .
3. (Chemical conversion treatment process) After performing corona discharge treatment on both surfaces of the tab material on which the insulating layer is formed, a roll coating method using a chemical conversion treatment liquid containing an aminated phenol polymer, a trivalent chromium compound, and a phosphorus compound Thus, a 2 μm chemical conversion treatment layer was formed. The tab material for anode and cathode thus obtained was joined to the cell end portion of the lithium ion battery to obtain a battery body.
4). Chemical conversion treatment was applied to both sides of 40 μm aluminum, and a stretched nylon film (thickness 25 μm) was bonded to one side of the chemical conversion treatment by dry lamination, and then MDPE was heat sealed to the other side of the chemical conversion treatment aluminum. It is obtained by extruding as a molten resin film having a thickness of 30 μm as a layer, extruding and laminating the laminated surface with aluminum of the molten resin film to form a laminate, and then heating it above the softening point of MDPE. The laminate was embossed using the laminate, and the lid was cut into a predetermined size without molding to obtain an exterior body.
5. As an adhesive film, with the tabs sandwiched by acid-modified LLDPE 100 μm, the battery body is housed in the embossed part of the exterior body, the lid is covered and the periphery is heat-sealed to form an embossed lithium ion battery. Obtained.

実施例1〜4で得られた本発明のリチウムイオン電池を用いて、長期間に亘り充放電を繰り返したところ、いずれも内容物の漏れはなく、タブの挟持部分における外装体での密封性は良好であった。   Using the lithium ion batteries of the present invention obtained in Examples 1 to 4, when charging and discharging were repeated over a long period of time, none of the contents leaked, and the sealing performance in the outer package in the pinched portion of the tab Was good.

本発明は、正極及び負極と、正極及び負極間に充填される電解質とを含むリチウムイオン電池本体と、該リチウムイオン電池本体を収納し周縁部をヒートシールすることによりリチウムイオン電池本体を密封する外装体とを備えたリチウムイオン電池に用いられ、正極及び負極に連結されるとともに外装体により先端が外部に突出するように挟持され、該挟持部分をヒートシールされる金属製のリチウムイオン電池タブであって、タブの少なくとも挟持部分に絶縁性樹脂皮膜から成る絶縁層が設けられ、さらに耐フッ化水素性の化成処理層が絶縁層を含む挟持部分全体を覆うように設けられている。   The present invention seals a lithium ion battery main body by housing a lithium ion battery main body including a positive electrode and a negative electrode, and an electrolyte filled between the positive electrode and the negative electrode, and heat-sealing the peripheral portion. Metal lithium-ion battery tab used for a lithium-ion battery having an exterior body, connected to a positive electrode and a negative electrode, sandwiched by the exterior body so that the tip protrudes outside, and heat-sealing the sandwiched portion An insulating layer made of an insulating resin film is provided on at least the sandwiched portion of the tab, and a hydrogen fluoride-resistant chemical conversion treatment layer is provided so as to cover the entire sandwiched portion including the insulating layer.

また本発明は、金属シートを最終使用幅にスリットしたタブ材の表裏面及び側面の一部をガラス転移点が少なくとも200℃以上の耐熱性ポリマーとカップリング剤とを、溶媒に溶解又は分散させて溶液化したもの、又は水酸基を含有するフッ素含有共重合体と硬化剤とから形成されるフッ素系樹脂を溶媒に溶解又は分散させて溶液化したものを、前記タブ材の表面に塗布し、乾燥することにより絶縁性樹脂皮膜から成る絶縁層を形成し、絶縁層を含む挟持部分全体を覆うように耐フッ化水素性の化成処理層を形成することによりリチウムイオン電池タブを製造する。   In the present invention, a heat-resistant polymer having a glass transition point of at least 200 ° C. and a coupling agent are dissolved or dispersed in a solvent on a part of the front and back surfaces and side surfaces of the tab material slit into the final use width of the metal sheet. Or a solution obtained by dissolving or dispersing a fluororesin formed from a fluorine-containing copolymer containing a hydroxyl group and a curing agent in a solvent, and applying the solution to the surface of the tab material, A lithium ion battery tab is manufactured by forming an insulating layer made of an insulating resin film by drying, and forming a hydrogen fluoride-resistant chemical conversion treatment layer so as to cover the entire sandwiched portion including the insulating layer.

これにより、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タブの腐食が顕著なアルミニウム製タブにおいて、挟持部分の腐食が生じ難くなり、長期間に亘って密封性を維持することができるので、高電圧を発生し、且つ耐用年数の長い大型のリチウムイオン電池に適用できるリチウムイオン電池タブを簡易且つ低コストで提供することができる。   Thereby, in the aluminum tab where the corrosion of the tab due to the hydrofluoric acid generated by the reaction between the electrolyte and moisture is remarkable, the sandwiched portion is hardly corroded, and the sealing performance can be maintained for a long period of time. Therefore, a lithium ion battery tab that can be applied to a large-sized lithium ion battery that generates high voltage and has a long service life can be provided simply and at low cost.

また、本発明のリチウムイオン電池タブ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。   In addition, by using the lithium ion battery tab 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 or electric vehicles.

は、本発明のリチウムイオン電池(パウチタイプ)の斜視図及び分解斜視図である。These are the perspective view and exploded perspective view of the lithium ion battery (pouch type) of the present invention. は、本発明のリチウムイオン電池のタブ周辺の構造を示す断面拡大図である。These are the expanded sectional views which show the structure of the tab periphery of the lithium ion battery of this invention. は、本発明のリチウムイオン電池(エンボスタイプタイプ)の斜視図及び分解斜視図である。These are the perspective view and exploded perspective view of the lithium ion battery (emboss type) of the present invention. は、本発明のリチウムイオン電池タブの断面図(a)、リチウムイオン電池本体を外装体に収納した状態での断面図(b)、タブの挟持部分をヒートシールした後の断面図(c)である。FIG. 4 is a cross-sectional view (a) of a lithium ion battery tab of the present invention, a cross-sectional view (b) in a state in which a lithium ion battery main body is housed in an exterior body, and a cross-sectional view (c) after heat-sealing a tab clamping portion. It is. は、本発明に用いられる外装体の積層構造を示す断面図である。These are sectional drawings which show the laminated structure of the exterior body used for this invention. は、リチウムイオン電池タブと外装体とのヒートシールにおける接着フィルムの装着方法を説明する斜視図である。These are the perspective views explaining the mounting method of the adhesive film in the heat seal of a lithium ion battery tab and an exterior body. は、接着フィルムの他の装着方法を説明する斜視図である。These are perspective views explaining the other mounting methods of an adhesive film.

符号の説明Explanation of symbols

1 リチウムイオン電池
2 リチウムイオン電池本体
3 セル(蓄電部)
4 タブ
4a タブ材
4b 絶縁層
4c 化成処理層(タブ)
4d 開口部
5 外装体
6 接着性フィルム
7 挟持部分
8 正極集電体
10 積層体
11 基材層
12 バリア層
13 中間層
14 最内層(ヒートシール層)
15 化成処理層(バリア層表面)
16 接着層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lithium ion battery 2 Lithium ion battery main body 3 Cell (electric storage part)
4 Tab 4a Tab material 4b Insulating layer 4c Chemical conversion treatment layer (tab)
4d opening 5 exterior body 6 adhesive film 7 sandwiching portion 8 positive electrode current collector 10 laminate 11 base material layer 12 barrier layer 13 intermediate layer 14 innermost layer (heat seal layer)
15 Chemical conversion layer (barrier layer surface)
16 Adhesive layer

Claims (9)

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、を含むリチウムイオン電池本体と、該リチウムイオン電池本体を収納し周縁部をヒートシールすることにより前記リチウムイオン電池本体を密封する外装体と、を備えたリチウムイオン電池に用いられ、前記正極及び負極に連結されるとともに前記外装体により先端が外部に突出するように挟持され、該挟持部分をヒートシールされる金属製のリチウムイオン電池タブであって、
前記タブの少なくとも前記挟持部分に絶縁性樹脂皮膜から成る絶縁層が設けられ、さらに耐フッ化水素性の化成処理層が前記絶縁層を含む前記挟持部分全体を覆うように設けられていることを特徴とするリチウムイオン電池タブ。
A lithium ion battery main body comprising a positive electrode comprising a positive electrode active material and a positive electrode current collector, a negative electrode comprising a negative electrode active material and a negative electrode current collector, and an electrolyte filled between the positive electrode and the negative electrode, and the lithium ion battery And an outer body that seals the main body of the lithium-ion battery by heat-sealing a peripheral portion thereof, and is connected to the positive electrode and the negative electrode, and has a tip that is externally connected by the outer body. It is a metal lithium ion battery tab that is sandwiched so as to protrude and is heat sealed.
An insulating layer made of an insulating resin film is provided on at least the sandwiched portion of the tab, and a hydrogen fluoride-resistant chemical conversion treatment layer is provided so as to cover the entire sandwiched portion including the insulating layer. Feature lithium-ion battery tab.
前記絶縁層が、ガラス転移点が少なくとも200℃以上の耐熱性ポリマーであることを特徴とする請求項1に記載のリチウムイオン電池タブ。   The lithium ion battery tab according to claim 1, wherein the insulating layer is a heat-resistant polymer having a glass transition point of at least 200 ° C. or more. 前記耐熱性ポリマーが、ポリイミド系樹脂,ポリアミドイミド系樹脂若しくはポリエーテルイミド系樹脂又はこれらの2つ以上の混合物であることを特徴とする請求項2に記載のリチウムイオン電池タブ。   The lithium ion battery tab according to claim 2, wherein the heat-resistant polymer is a polyimide resin, a polyamideimide resin, a polyetherimide resin, or a mixture of two or more thereof. 前記絶縁層が、水酸基を含有するフッ素含有共重合体と硬化剤とから形成されるフッ素系樹脂であることを特徴とする請求項1に記載のリチウムイオン電池タブ。   The lithium ion battery tab according to claim 1, wherein the insulating layer is a fluorine-based resin formed from a fluorine-containing copolymer containing a hydroxyl group and a curing agent. 前記化成処理層が、リン酸クロメート処理で形成されることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のリチウムイオン電池タブ。   The lithium ion battery tab according to any one of claims 1 to 4, wherein the chemical conversion treatment layer is formed by a phosphoric acid chromate treatment. 請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のリチウムイオン電池タブを備えたリチウムイオン電池。   The lithium ion battery provided with the lithium ion battery tab in any one of Claims 1 thru | or 5. 前記挟持部分と前記外装体との間に接着性フィルムを介在させたことを特徴とする請求項6に記載のリチウムイオン電池。   The lithium ion battery according to claim 6, wherein an adhesive film is interposed between the sandwiched portion and the exterior body. 金属シートを最終使用幅にスリットしてタブ材とするスリット工程と、
前記タブ材の表裏面及び側面を脱脂する脱脂工程と、
前記タブ材の表裏面及び側面の一部をガラス転移点が少なくとも200℃以上の耐熱性ポリマーとカップリング剤とを、溶媒に溶解又は分散させて溶液化したものを、前記タブ材の表面に塗布し、乾燥することにより絶縁性樹脂皮膜から成る絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、
少なくとも前記絶縁層を覆うように耐フッ化水素性の化成処理層を形成する化成処理工程と、を含むことを特徴とするリチウムイオン電池タブの製造方法。
Slitting the metal sheet into the final use width to make the tab material,
A degreasing step of degreasing the front and back surfaces and side surfaces of the tab material;
On the surface of the tab material, a part of the front and back surfaces and side surfaces of the tab material is obtained by dissolving or dispersing a heat-resistant polymer having a glass transition point of at least 200 ° C. and a coupling agent in a solvent. An insulating layer forming step of forming an insulating layer made of an insulating resin film by applying and drying;
And a chemical conversion treatment step of forming a hydrogen fluoride-resistant chemical conversion treatment layer so as to cover at least the insulating layer.
金属シートを最終使用幅にスリットしてタブ材とするスリット工程と、
前記タブ材の表裏面及び側面を脱脂する脱脂工程と、
前記タブ材の表裏面及び側面の一部を水酸基を含有するフッ素含有共重合体と硬化剤とから形成されるフッ素系樹脂を溶媒に溶解又は分散させて溶液化したものを、前記タブ材の表面に塗布し、乾燥することにより絶縁性樹脂皮膜から成る絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、
少なくとも前記絶縁層を覆うように耐フッ化水素性の化成処理層を形成する化成処理工程と、を含むことを特徴とするリチウムイオン電池タブの製造方法。
Slitting the metal sheet into the final use width to make the tab material,
A degreasing step of degreasing the front and back surfaces and side surfaces of the tab material;
The tab material is obtained by dissolving or dispersing a part of the front and back surfaces and side surfaces of the tab material in a solvent with a fluorine-containing copolymer containing a hydroxyl group and a curing agent. An insulating layer forming step of forming an insulating layer made of an insulating resin film by applying to the surface and drying;
And a chemical conversion treatment step of forming a hydrogen fluoride-resistant chemical conversion treatment layer so as to cover at least the insulating layer.
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