JP5209847B2 - 電池用ラミネート外装材及びラミネート電池 - Google Patents
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Description
この発明は、携帯電話、ノートパソコン、デジタルカメラ等のモバイル電気機器の電源に使用される電池の本体を包むラミネート外装材と、このラミネート外装材を用いたラミネート電池に関する。
なお、この明細書及び特許請求の範囲において、「アルミ」という語は、純アルミニウムとアルミニウム合金を含むものとする。
近年、モバイル電気機器の小型化、軽量化に伴い、これらに搭載されるリチウムイオン電池やリチウムポリマー電池についても、その外装材として旧来の金属缶に代えて、厚さ２０〜１００μｍ程度のアルミ箔の両面にプラスチックフィルムを張り合わせたラミネート外装材を使用することで軽量化が図られている。
ところが、このラミネート外装材は、プレス成形による型付けができるように、焼鈍で軟化させた軟質アルミ箔を使用するので、材料強度が弱くなり、外部からの衝撃で破れたり、ピンホールが発生し易いという欠点がある。このため、従来のラミネート外装材を使用したラミネート電池では、外装の強度を補う目的でプラスチックの射出成形容器に装填されることが多いが（特許文献１参照）、その結果として電池単位の重量が増すと共に部品点数も多くなってしまう。
そこで最近では、電池本体に、焼鈍していない硬質アルミ箔、もしくはその片面又は両面にプラスチックフィルムを貼着したものを巻き付けると共に、両端部にプラスチック部品を嵌め込んで補強する方法が登場している。
特開平１１−１８５７２８号公報
しかしながら、硬質アルミ箔は材料強度が強過ぎて曲げ加工や型付けを行った際に元の状態に戻り易いため、電池本体に巻き付けた上から粘着テープで止めたり、電池本体とアルミ箔との間に、両面粘着テープを介在させて圧着したり、ホットメルト接着剤の融液やフィルムを介在させて熱接着する必要があった。従って、前記方法では、電池外装の構成要素が多くなる上、粘着テープやホットメルト接着剤の供給・接着機構の組み込みにより、電池製造ラインが複雑化すると共に設備コストも増大するという問題があった。
この発明は、上述の事情に鑑みて、電池用ラミネート外装材として、別途に粘着テープやホットメルト接着剤を使用することなく、電池本体への接着を容易に且つ確実に行え、端部補強用のプラスチック部品を用いる場合でも当該部品に対して強固に接着できるものを提供し、もってラミネート電池の部品数を少なくすると共に、電池製造ラインの簡素化を可能にすることを目的としている。
上記目的を達成するために、この発明の請求項１に係る電池用ラミネート外装材は、ベースフィルムの一面側に金属箔が貼着されると共に、該ベースフィルムの他面側に、電池本体の表面フィルムに対して熱接着可能な軟化点１６０℃以下の熱接着性樹脂からなる塗膜層が形成されてなるものとしている。
請求項２の発明は、上記請求項１の電池用ラミネート外装材において、上記塗膜層の熱接着性樹脂がエチレン−酢酸ビニル共重合体である構成としている。
請求項３の発明は、上記請求項１又は２の電池用ラミネート外装材において、上記塗膜層の厚さが０．５〜１０μｍである構成としている。
請求項４の発明は、上記請求項１〜３のいずれかの電池用ラミネート外装材において、ベースフィルムがラミネート電池の端部補強用プラスチック部品に対して熱接着可能な熱可塑性樹脂からなる構成としている。
請求項５の発明は、上記請求項１〜４のいずれかの電池用ラミネート外装材において、金属箔のベースフィルム貼着側とは反対側の表面に、厚さ８〜４０μｍの延伸フィルムが貼着されてなるものとしている。
請求項６の発明は、上記請求項１〜４のいずれかの電池用ラミネート外装材において、金属箔のベースフィルム貼着側とは反対側の表面に、厚さ０．５〜５μｍの熱硬化樹脂層が形成されてなるものとしている。
請求項７の発明は、上記請求項１〜６のいずれかの電池用ラミネート外装材において、金属箔が硬質アルミ箔からなる構成を採用している。
また、この発明の請求項８に係るラミネート電池は、電池本体に前記請求項１〜７のいずれかに記載の電池用ラミネート外装材が前記塗膜層側で接して巻付けられて熱接着されると共に、電池本体の両側にはみ出た該ラミネート外装材の余剰部分で構成される各筒状部に、端部補強用プラスチック部品が少なくとも一部を挿嵌して該ラミネート外装材のベースフィルムに熱接着されてなるものとしている。
なお、硬質アルミ箔とは、加工（圧延）を施して加工硬化させた状態のアルミ箔を意味し、例えば、加工硬化上がりの箔、加工硬化後に適度な熱処理を施した箔等が挙げられ、一般的にＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｈ０００１）で用いられている質別記号ＨＸ１、ＨＸ２、ＨＸ３、ＨＸ４、ＨＸ５、ＨＸ６、ＨＸ７、ＨＸ８、ＨＸ９のもの（ただし、Ｘ：１〜３）が挙げられる。これに対し、軟質アルミ箔は、上記の硬質アルミ箔以外のアルミ箔を意味し、例えば、完全焼き鈍しにより軟化させた状態の箔等が挙げられ、一般的にＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｈ０００１）でＯ材と称されているものが挙げられる。
請求項１の発明に係る電池用ラミネート外装材は、それ自体が電池本体の表面フィルムに対して熱接着可能な塗膜層を備えるため、電池本体への装着に際し、別途に粘着テープやホットメルト接着剤を使用することなく、該電池本体に対して直接に容易に熱接着でき、それだけラミネート電池の部品数を少なくできると共に、電池製造ラインの簡素化を可能にする。しかして、その塗膜層は軟化点１６０℃以下の熱接着性樹脂からなるため、ラミネート外装材を該塗膜層側で接するように電池本体に巻き付けた状態で、１６０℃以下の低温加熱によって接着固定でき、もって電池本体内のセパレータの融解や電解液の分解等の熱劣化を回避でき、高い電池性能を維持できる。
請求項２の発明によれば、上記塗膜層の熱接着性樹脂がエチレン−酢酸ビニル共重合体であるから、電池本体の表面フィルムに対して優れた熱接着性を発揮すると共に、高温化で粘度が低下して高い熱流動性を示すため、端部補強用プラスチック部品を使用する際、該プラスチック部品とラミネート外装材とを高温で熱圧着することにより、その圧着部位から溶融した塗膜層の熱接着性樹脂が排除され、ベースフィルムと該プラスチック部品とが強接着する
請求項３の発明によれば、電池用ラミネート外装材の前記塗膜層が特定の厚みを有することから、電池本体との熱接着を低温短時間で行える一方、端部補強用プラスチック部品との熱圧着では圧着部位から流去し易くなる。
請求項３の発明によれば、電池用ラミネート外装材の前記塗膜層が特定の厚みを有することから、電池本体との熱接着を低温短時間で行える一方、端部補強用プラスチック部品との熱圧着では圧着部位から流去し易くなる。
請求項４の発明によれば、電池用ラミネート外装材のベースフィルムがラミネート電池の端部補強用プラスチック部品に対して熱接着可能であるから、電池本体から外れた部位での高温圧着により、該ベースフィルムとプラスチック部品とを強接着できる。
請求項５の発明によれば、電池用ラミネート外装材の金属箔の外面側表面に貼着された特定厚さの延伸フィルムが保護層として機能するから、ラミネート電池の外装に耐摩耗性、耐衝撃性、耐薬品性が付与される。
請求項６の発明によれば、電池用ラミネート外装材の金属箔の外面側表面に形成された特定厚さの熱硬化樹脂層が保護層として機能するから、ラミネート電池の外装の耐摩耗性、耐衝撃性、耐薬品性が向上する。
請求項７の発明によれば、金属箔として硬質アルミ箔を用いているから、より軽量化することができる。
請求項８の発明に係るラミネート電池は、上記の電池用ラミネート外装材が電池本体に対して確実に接着固定されると共に、電池両端部において端部補強用プラスチック部品が該ラミネート外装材のベースフィルムに強固に接着されたものとなる。
図１（Ａ）〜（Ｃ）は、この発明を適用するラミネート電池の外装形成を工程順に示している。このラミネート電池は、図１（Ａ）の如く直方体形状の電池本体１０をそれよりも幅広のラミネート外装材１１上に載せ、図１（Ｂ）の如く該ラミネート外装材１１で電池本体１０を包み込んで熱接着した上で、ラミネート外装材１１の両側余剰部にて構成される両端の長方形の各筒状部１１ａに、図１（Ｃ）の如く直方体形状の端部補強用プラスチック部品１２の一部を挿嵌し、該プラスチック部品１２とラミネート外装材１１とを熱接着によって接着固定したものである。図中の１０ａは電池の端子を示す。
なお、電池本体１０は、リチウムイオン電池やリチウムポリマー電池であり、その表面がポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム、ポリアミド（ＯＮ）フィルム、ポリプロピレン（ＯＰＰ）フィルム等の延伸フィルムにて構成されている。
そして、ラミネート外装材１１は、図２に示すように、ベースフィルム１の一面側に金属箔２が接着剤層３を介して貼着されると共に、該ベースフィルム１の他面側に熱接着性樹脂の塗膜層４が形成されたものを基本構成としている。
ここで、ベースフィルム１としては、ポリプロピレン（ＯＰＰ）フィルム、ポリエチレン（ＰＥ）フィルム、ポリカーボネート（ＰＣ）フィルム、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）フィルム、１２ナイロンの如き接着性ポリアミド（ＯＮ）フィルム等の熱可塑性樹脂フィルムが使用されるが、端部補強用プラスチック部品１２に対して小さい接着面積でも強固に熱接着できるように、当該プラスチック部品１２と同系の熱可塑性樹脂からなるフィルムが好ましく，特に加工性及び絶縁性に優れたオレフィン系樹脂のフィルムが好適である。
しかして、このベースフィルム１の厚みは、電池本体１０の凹凸のある表面に対しても圧力緩衝作用で確実に接着できるように２０〜１００μｍ程度にするのがよく、薄過ぎては圧力緩衝作用が不充分であるために凹凸のある電池表面には接着不完全になり、厚過ぎてもフィルムが硬くなって接着不完全になる。
金属箔２としては、特に限定されないが、例えばステンレス箔、鉄箔、銅箔、ニッケル箔、硬質アルミ箔等が挙げられる。これらの中でも硬質アルミ箔（硬質アルミニウム箔）が好適である。
金属箔２としては、厚さが４０〜２００μｍ程度のものが好適であり、薄過ぎては材料強度に劣る一方、厚過ぎては加工が著しく困難になる。また、接着剤層３の接着成分としては、ポリエステル−ウレタン系やポリエーテル−ウレタン系のものが好ましく使用される。
塗膜層４の熱接着性樹脂としては、電池本体１０の表面フィルムに対して熱接着可能な軟化点１６０℃以下のものであればよいが、特に延伸フィルムに対する接着性に優れるエチレン−酢酸ビニル共重合体（以下、ＥＶＡと略称する）が好適である。しかして、この熱接着性樹脂の軟化点が１６０℃より高くなると、電池本体１０に対する熱接着の温度が高くなるため、電池本体１０内のセパレータの融解や電解液の分解等の熱劣化を生じる懸念がある。
この塗膜層４に用いるＥＶＡとしては、酢酸ビニル含量が３０〜９５質量％、ＭＩ（メルトインデックス）が３以上のものが好ましい。これは、酢酸ビニル含量が３０質量％未満ではアルコール等の溶媒に溶けにくく、ベースフィルム１への塗布が困難になり、ＭＩが３未満では熱流動性に乏しいため、端部補強用プラスチック部品１２との熱接着の際に接着部位から排除されにくく、該プラスチック部品１２とベースフィルム１との強接着を妨げることによる。なお、塗工性を向上するために、ＥＶＡを一部ケン化変性し、アセトオキシ基、カルボキシル基、水酸基等を含むグラフトポリマーとして、アルコール等の溶媒に対する溶解性を高めてもよい。また、延伸フィルムとの接着性をより向上させるために、エチレン−酢酸ビニル共重合体に少量のエチレン−アクリレート共重合体（ＥＥＡ）を添加することもできる。
更に、この塗膜層４には、ベースフィルム１との密着性とホットタック性を向上させる粘着付与成分、ならびにラミネート外装材１１の巻回状態でのブロッキングを防止するためのブロッキング防止剤を、それぞれ樹脂に対して１〜２０質量％程度の範囲で含有させることが推奨される。
上記の粘着付与成分としては、テルペンフェノール樹脂、ロジン及びロジンエステル、石油樹脂等が挙げられ、これらは２種以上を併用してもよいが、特に軟化点６０〜１６０℃で平均分子量３０００以下のものが好ましい。これは、軟化点が６０℃未満ではブロッキングを生じ易く、１６０℃より高くなると低温下での熱接着性が発現せず、また平均分子量が３０００より大きくなると溶解性ならびにエチレン−酢酸ビニル共重合体との相溶性の悪化を招くことによる。
上記のブロッキング防止材としては、ＳｉＯ2、ＣａＣＯ3、ＢａＣＯ3、ＴｉＯ2、タルク等の無機質粒子が挙げられ、これらは２種以上を併用してもよいが、特に平均粒子径が１〜１０μｍで比重３以下のものが推奨される。すなわち、平均粒子径が１μｍ未満になると、ブロッキング防止材の粒子同士が凝集密着して樹脂中で分散しにくくなり、逆に１０μｍを越える粒子になると、塗膜層４を形成するためのグラビアコート時にグラビア版の目詰まりが発生する。また、比重が３を越えると、塗布後の乾燥で熱が加わった時に樹脂中で沈降し易く、ブロッキング防止効果を発現しない懸念がある。
ベースフィルム１上に塗膜層４を形成するには、前記のエチレン−酢酸ビニル共重合体の如き樹脂成分と要すれば粘着付与成分及びブロッキング防止材をアルコール中に添加混合して乳化し、これをグラビアコート方式でベースフィルム１上に塗布、乾燥すればよい。この塗膜層４の厚さは、０．５〜１０μｍと薄く設定するのがよく、０．５μｍ未満にすることは技術的に難しく、１０μｍを越えると端部補強用プラスチック部品１２との熱接着時に熱流動で排除しにくくなり、ベースフィルム１と該プラスチック部品１２との強接着が困難になる。
このような構成のラミネート外装材１１を用いて電池本体１０の外装を行うには、まず該ラミネート外装材１１を塗膜層４側が上向きになるように配置し、この上に図１（Ａ）の如く電池本体１０を載せ、図１（Ｂ）の如く該ラミネート外装材１１を電池本体１０に巻き付け、その外側から１６０℃以下の熱板を当接して熱接着する。これにより、溶融した塗膜層４の熱接着性樹脂を介して電池本体１０とラミネート外装材１１とが熱接着されて一体化するが、この熱接着の温度が低いため、電池本体１０内のセパレータの融解や電解液の分解等の熱劣化が回避され、もって高い電池性能を維持できる。
そして、この熱圧着により、幅広のラミネート外装材１１の両側余剰部によって電池本体１０の両端にそれぞれ筒状部１１ａが構成されるから、次に各筒状部１１ａに図１（Ｃ）の如く端部補強用プラスチック部品１２の一部を挿嵌し、その外側から１８０〜２２０℃の熱板を圧接してラミネート外装材１１と該プラスチック部品１２とを熱圧着する。
このとき、ラミネート外装材１１の両側筒状部１１ａ，１１ａにおける塗膜層４の熱接着性樹脂は、熱圧着の温度が高いために低粘性で流動性の高い融液となり、熱板の圧力で圧着部位から排除される。従って、同系の樹脂材料からなるラミネート外装材１１のベースフィルム１と該プラスチック部品１２とが直接に強接着して一体化することになるが、この高温での熱圧着は電池本体１０から外れた位置でなされるから、該電池本体１０に熱劣化を生じる懸念はない。
上述した実施形態のラミネート外装材１１ではラミネート電池の外周面に金属箔２が露呈することになるが、この発明のラミネート外装材においては、金属箔２の表面に耐摩耗性、耐衝撃性、耐薬品性等を付与するために、予め保護層を設けておいてもよい。このような保護層を設けるには、例えば図３に示すように、金属箔２のベースフィルム１貼着側とは反対側の表面に接着剤層６を介して延伸フィルム５を貼着したり、図４に示すように、同表面に熱硬化樹脂層７を塗布形成すればよい。
しかして、延伸フィルム５としては、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＯＮ、ＯＰＰ等よりなる安価で汎用性のある一般的な樹脂フィルムを使用すればよい。その厚さは８〜４０μｍの範囲が好ましく、８μｍ未満では汎用性がなく、４０μｍよりも厚くなると高価で加工性も悪くなる。また、更に耐摩耗性を向上させるために、延伸フィルム５の表面にシリカやアルミナを真空蒸着したもの、同表面にシロキサン系樹脂をコーティングしたもの、該延伸フィルム５の表面を粗化処理したもの等も使用可能である。なお、接着剤層６としては、ベースフィルム１と金属箔２とを貼着する接着剤層３と同様のものを使用できる。
一方、熱硬化樹脂層７としては、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、硝化綿系樹脂等の熱硬化で強固な皮膜を形成し得る樹脂成分を用いればよい。そして、更に耐摩耗性を向上させるために、これらの樹脂中に５質量％以下のシロキサン系樹脂を添加してもよい。また、熱硬化樹脂層７の厚さは、０．５〜５μｍの範囲がよく、薄過ぎては保護層としての効果が期待できず、逆に厚過ぎても却って樹脂層が脆くなる上に加工単価も増大することになる。
以下、この発明の実施例を比較例と対比して具体的に説明する。なお、以下において、部及び％とあるのは、質量部及び質量％を意味する。
実施例１
ＪＩＳ Ａ３００４−Ｈ１８材からなる厚さ１００μｍの硬質アルミ箔の一面側に、延伸フィルムとして厚さ１２μｍのＰＥＴフィルムをポリエステル−ウレタン系接着剤を介して貼り合わせると共に、該アルミ箔の他面側にベースフィルムとして同じ接着剤を介して厚さ４０μｍのＣＰＰフィルム（キャスティングポリプロピレンフィルム）を貼り合わせてラミネートフィルムを作製した。一方、酢酸ビニル含量４０％でＭＩが１５のＥＶＡ樹脂３０部、ケン化度２０％にした同ＥＶＡ３０部、軟化点９０℃で平均分子量１５００のテルペン樹脂１０部、粒径２〜５μｍで比重２．５〜２．７のＳｉＯ2の１０部を混合した樹脂混合物に、イソプロピルアルコールと純水とを容量比１：１で混合した溶媒を加え、樹脂固形分が４０％となる塗液を調整した。そして、この塗液を前記ラミネートフィルムのＣＰＰフィルム上に乾燥後の厚みが３μｍとなるように塗布したのち、２００℃で２０秒間加熱乾燥することにより、熱接着性樹脂の塗膜層を形成し、電池用ラミネート外装材を作製した。
ＪＩＳ Ａ３００４−Ｈ１８材からなる厚さ１００μｍの硬質アルミ箔の一面側に、延伸フィルムとして厚さ１２μｍのＰＥＴフィルムをポリエステル−ウレタン系接着剤を介して貼り合わせると共に、該アルミ箔の他面側にベースフィルムとして同じ接着剤を介して厚さ４０μｍのＣＰＰフィルム（キャスティングポリプロピレンフィルム）を貼り合わせてラミネートフィルムを作製した。一方、酢酸ビニル含量４０％でＭＩが１５のＥＶＡ樹脂３０部、ケン化度２０％にした同ＥＶＡ３０部、軟化点９０℃で平均分子量１５００のテルペン樹脂１０部、粒径２〜５μｍで比重２．５〜２．７のＳｉＯ2の１０部を混合した樹脂混合物に、イソプロピルアルコールと純水とを容量比１：１で混合した溶媒を加え、樹脂固形分が４０％となる塗液を調整した。そして、この塗液を前記ラミネートフィルムのＣＰＰフィルム上に乾燥後の厚みが３μｍとなるように塗布したのち、２００℃で２０秒間加熱乾燥することにより、熱接着性樹脂の塗膜層を形成し、電池用ラミネート外装材を作製した。
実施例２
熱接着性樹脂の塗膜層の厚さを１μｍに設定した以外は、実施例１と同様にして電池用ラミネート外装材を作製した。
熱接着性樹脂の塗膜層の厚さを１μｍに設定した以外は、実施例１と同様にして電池用ラミネート外装材を作製した。
実施例３
ベースフィルムとしてＣＰＰフィルムに代えて厚さ５０μｍのＰＣフィルムを用いた以外は、実施例１と同様にして電池用ラミネート外装材を作製した。
ベースフィルムとしてＣＰＰフィルムに代えて厚さ５０μｍのＰＣフィルムを用いた以外は、実施例１と同様にして電池用ラミネート外装材を作製した。
実施例４
延伸フィルムのＰＥＴフィルムに代えて、アルミ箔の前記一面側にエポキシ樹脂からなる熱硬化性樹脂の塗布、加熱により厚さ２μｍの熱硬化樹脂層を形成した以外は、実施例１と同様にして電池用ラミネート外装材を作製した。
延伸フィルムのＰＥＴフィルムに代えて、アルミ箔の前記一面側にエポキシ樹脂からなる熱硬化性樹脂の塗布、加熱により厚さ２μｍの熱硬化樹脂層を形成した以外は、実施例１と同様にして電池用ラミネート外装材を作製した。
実施例５
延伸フィルムのＰＥＴフィルムを貼り合わせなかった以外は、実施例１と同様にして電池用ラミネート外装材を作製した。
延伸フィルムのＰＥＴフィルムを貼り合わせなかった以外は、実施例１と同様にして電池用ラミネート外装材を作製した。
比較例１
ベースフィルムのＣＰＰフィルムを使用せず、アルミ箔の前記一面側に直接に熱接着性樹脂の塗膜層を形成した以外は、実施例１と同様にして電池用ラミネート外装材を作製した。
ベースフィルムのＣＰＰフィルムを使用せず、アルミ箔の前記一面側に直接に熱接着性樹脂の塗膜層を形成した以外は、実施例１と同様にして電池用ラミネート外装材を作製した。
比較例２
熱接着性樹脂の塗膜層の厚さを１５μｍに設定した以外は、実施例１と同様にして電池用ラミネート外装材を作製した。
熱接着性樹脂の塗膜層の厚さを１５μｍに設定した以外は、実施例１と同様にして電池用ラミネート外装材を作製した。
［性能評価試験１］
実施例１〜５及び比較例１、２の電池用ラミネート外装材を用い、既述の図１（Ａ）〜（Ｃ）で示す方法に準じ、表面がＰＥＴフィルムからなるリチウムイオン電池の電池本体に対する熱接着を熱板によって１６０℃×０．２ＭＰａ×２秒の条件で行うと共に、ＰＰ製の端部補強用プラスチック部品に対する熱圧着を熱板によって２００℃×０．４ＭＰａ×３秒の条件で行ってラミネート電池の外装を施した。そして、ラミネート外装材の電池本体及び端部補強用プラスチック部品に対する接着強度を測定した。その結果を表１に示す。なお、端部補強用プラスチック部品は表中ではプラ部品と略記した。
実施例１〜５及び比較例１、２の電池用ラミネート外装材を用い、既述の図１（Ａ）〜（Ｃ）で示す方法に準じ、表面がＰＥＴフィルムからなるリチウムイオン電池の電池本体に対する熱接着を熱板によって１６０℃×０．２ＭＰａ×２秒の条件で行うと共に、ＰＰ製の端部補強用プラスチック部品に対する熱圧着を熱板によって２００℃×０．４ＭＰａ×３秒の条件で行ってラミネート電池の外装を施した。そして、ラミネート外装材の電池本体及び端部補強用プラスチック部品に対する接着強度を測定した。その結果を表１に示す。なお、端部補強用プラスチック部品は表中ではプラ部品と略記した。
［性能評価試験２］
実施例１〜５及び比較例１、２の電池用ラミネート外装材を性能評価試験１と同様の電池本体に巻き付け、粘着テープで接着して固定したのち、粘着テープ面が上になるように縦５００ｍｍ、横５００ｍｍのポリプロピレン製ケースに入れ、ＪＩＳ Ｚ０２３２に基づいた装置で振動範囲５〜１００Ｈｚの不規則振動を６時間与えたのち、ラミネート外装材の外観と、電解液漏れの有無を観察した。その結果を表１に示す。なお、ラミネート外装材の外観については、「◎」…外観変化なし、「○」…外面に僅かな傷が発生、「×」…傷が目立って発生、の３段階で評価した。
実施例１〜５及び比較例１、２の電池用ラミネート外装材を性能評価試験１と同様の電池本体に巻き付け、粘着テープで接着して固定したのち、粘着テープ面が上になるように縦５００ｍｍ、横５００ｍｍのポリプロピレン製ケースに入れ、ＪＩＳ Ｚ０２３２に基づいた装置で振動範囲５〜１００Ｈｚの不規則振動を６時間与えたのち、ラミネート外装材の外観と、電解液漏れの有無を観察した。その結果を表１に示す。なお、ラミネート外装材の外観については、「◎」…外観変化なし、「○」…外面に僅かな傷が発生、「×」…傷が目立って発生、の３段階で評価した。
上表の結果から明らかなように、この発明に係る電池用ラミネート外装材（実施例１〜５）は、電池本体の樹脂フィルム表面に対して容易に且つ確実に熱接着できる上、接着面積が小さいにも拘らず、端部補強用プラスチック部品に対しても強固に熱接着できる。また、実施例１〜４のラミネート外装材は、外装後のラミネート電池の振動試験でも傷を生じにくく、強度にも優れるから、最終形態のラミネート電池としての外観を損ねたり電解液漏れを発生する懸念がない。
１・・・・・ベースフィルム
２・・・・・金属箔
３・・・・・接着剤層
４・・・・・熱接着性樹脂の塗膜層
５・・・・・延伸フィルム
６・・・・・接着剤層
７・・・・・熱硬化樹脂層
１０・・・・電池本体
１１・・・・ラミネート外装材
１１ａ・・・筒状部
１２・・・・端部補強用プラスチック部品
２・・・・・金属箔
３・・・・・接着剤層
４・・・・・熱接着性樹脂の塗膜層
５・・・・・延伸フィルム
６・・・・・接着剤層
７・・・・・熱硬化樹脂層
１０・・・・電池本体
１１・・・・ラミネート外装材
１１ａ・・・筒状部
１２・・・・端部補強用プラスチック部品
Claims (8)
- 電池本体と、
ベースフィルムの一面側に金属箔が接着剤層を介して貼着されると共に、該ベースフィルムの他面側に、熱接着性樹脂の塗布、乾燥により厚さが０．５〜１０μｍの塗膜層が形成され、前記金属箔のベースフィルム貼着側とは反対側の表面に、接着剤層を介して延伸フィルムが貼着されてなる電池用ラミネート外装材とを備え、
前記塗膜層は、前記電池本体の表面フィルムに対して熱接着可能な軟化点１６０℃以下の熱接着性樹脂からなり、
前記ベースフィルムは、ラミネート電池の端部補強用プラスチック部品に対して熱接着可能な熱可塑性樹脂からなり、
前記電池本体に前記電池用ラミネート外装材が前記塗膜層側で接して巻付けられて熱接着されると共に、電池本体の両側にはみ出た該ラミネート外装材の余剰部分で構成される各筒状部に、端部補強用プラスチック部品が少なくとも一部を挿嵌して該ラミネート外装材に熱接着されてなるラミネート電池であって、
前記端部補強用プラスチック部品と前記ラミネート外装材との熱接着は、前記端部補強用プラスチック部品と前記ラミネート外装材とが熱圧着されることにより、該圧着部位から溶融した塗膜層の熱接着性樹脂が排除されて、前記端部補強用プラスチック部品と、前記ラミネート外装材のベースフィルムとが接着されてなされたものであることを特徴とするラミネート電池。 - 前記延伸フィルムの厚さが８〜４０μｍである請求項１に記載のラミネート電池。
- 電池本体と、
ベースフィルムの一面側に金属箔が接着剤層を介して貼着されると共に、該ベースフィルムの他面側に、熱接着性樹脂の塗布、乾燥により厚さが０．５〜１０μｍの塗膜層が形成され、前記金属箔のベースフィルム貼着側とは反対側の表面に、熱硬化樹脂層が形成されてなる電池用ラミネート外装材とを備え、
前記塗膜層は、前記電池本体の表面フィルムに対して熱接着可能な軟化点１６０℃以下の熱接着性樹脂からなり、
前記ベースフィルムは、ラミネート電池の端部補強用プラスチック部品に対して熱接着可能な熱可塑性樹脂からなり、
前記電池本体に前記電池用ラミネート外装材が前記塗膜層側で接して巻付けられて熱接着されると共に、電池本体の両側にはみ出た該ラミネート外装材の余剰部分で構成される各筒状部に、端部補強用プラスチック部品が少なくとも一部を挿嵌して該ラミネート外装材に熱接着されてなるラミネート電池であって、
前記端部補強用プラスチック部品と前記ラミネート外装材との熱接着は、前記端部補強用プラスチック部品と前記ラミネート外装材とが熱圧着されることにより、該圧着部位から溶融した塗膜層の熱接着性樹脂が排除されて、前記端部補強用プラスチック部品と、前記ラミネート外装材のベースフィルムとが接着されてなされたものであることを特徴とするラミネート電池。 - 前記熱硬化樹脂層の厚さが０．５〜５μｍである請求項３に記載のラミネート電池。
- 前記塗膜層の厚さが０．５〜３μｍである請求項１〜４のいずれか１項に記載のラミネート電池。
- 前記塗膜層の熱接着性樹脂がエチレン−酢酸ビニル共重合体である請求項１〜５のいずれか１項に記載のラミネート電池。
- 前記金属箔が硬質アルミ箔である請求項１〜６のいずれか１項に記載のラミネート電池。
- 前記端部補強用プラスチック部品と前記ラミネート外装材とが１８０〜２２０℃の熱板の圧接により熱圧着されたものである請求項１〜７のいずれか１項に記載のラミネート電池。
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