JP5481930B2 - リード部材 - Google Patents

Description

本発明は、非水電解質電池等に使用されるリード部材とその製造方法に関する。

電子機器の小型化と共に電源としての電池の小型化、軽量化が求められている。また、高エネルギー密度化、高エネルギー効率化に対する要求もあり、このような要求を満たすものとして、リチウムイオン電池などの非水電解質電池が知られている。図３は、従来の非水電解質電池に用いられるリード部材の一例を示す図である。図中、１はリード部材、２は平形導体、３は絶縁樹脂フィルム、４は外装ケース、５は多層フィルムを示す。

非水電解質電池のリード部材１は、正極板および負極板にそれぞれ接続され外部への接続導体となる平形導体２に、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、予め絶縁樹脂フィルム３で中間部分を被覆してなる。絶縁樹脂フィルム３は、例えば、接着層３ａと該接着層３ａよりは融点が高い絶縁層３ｂからなり、平形導体２を両面から挟んで熱融着される。非水電解質電池の外装ケース４は、図３（Ｃ）に示すように、最内層のフィルム５ａと最外層のフィルム５ｂとの間に金属箔層５ｃをサンドイッチ状に貼り合わせた密封性の高い多層フィルム５を袋状にして形成されている（例えば、特許文献１参照）。

リード部材１は、絶縁樹脂フィルム３で覆われた部分を、袋状にした多層フィルム５の封着部でヒートシールされる。多層フィルム５の最内層のフィルム５ａが、ヒートシールで溶融する際に、絶縁樹脂フィルム３の絶縁層３ｂが溶融しないようにすることにより、多層フィルム５の金属箔層５ｃと平形導体２とが電気的に短絡しないようにされる。
また、絶縁層３を、マレイン酸変性ポリオレフィンの層（１層も可）で形成することにより、密封信頼性を高めることも開示されている（例えば、特許文献２参照）。

特許３５０５９０５号公報 特許３５６２１２９号公報

上述したリード部材（タブリードともいう）は、通常、リール巻き形状でハンドリングされる。しかしながら、リード部材が大型化してくると、重量やリール強度等の関係から、リード部材は１つずつのハンドリングとなる。この場合、上記のように平形導体を用いたリード部材は、その表面が平坦であるため、複数個が重ねられた状態にあると製品同士が密着しやすくなる。

このため、多数のリード部材を重ねた状態の中から、１個ずつ吸着搬送をしようとしても、絶縁樹脂フィルム同士がくっついて、１個ずつの搬送ができず搬送エラーを起こしやすいという問題があった。
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、多数の重ねられた状態のリード部材であっても、互いの外面同士がくっつかないようにした、リード部材とその製造方法の提供を目的とする。

本発明によるリード部材は、中間部分の両面に絶縁樹脂フィルムが貼り合わせられたリード部材であって、絶縁樹脂フィルムの外面が、算術平均粗さＲａで０.０９μｍ以上の粗面で形成され、リード部材の積み重ねにより前記絶縁樹脂フィルム同士が互いにくっつかないようにされていることを特徴とする。
また、本発明によるリード部材の製造方法は、中間部分の両面に絶縁樹脂フィルムが貼り合わせられたリード部材を製造する方法で、絶縁樹脂フィルムと加圧ヒータとの間に、算術平均粗さＲａで０.０９μｍ以上の表面粗さを有する介在シートを、表面粗さ面が絶縁樹脂フィルムの外面に接するように配して、絶縁樹脂フィルムを平形導体の両面に加圧ヒータで加熱加圧して貼り合わせることを特徴とする。

上記の本発明によれば、リード部材の表面が粗面化されて互いに密着しにくい状態となるので、多数のリード部材が積み重ね状態にあっても１個ずつ吸着することができ、リード部材の取り付けに際しての搬送エラーをなくし、作業性を向上させることができる。

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

図１（Ａ）に示すように、本発明によるリード部材１１は、平形導体１２の中間部分の両面に絶縁樹脂フィルム１３を貼り付けてなり、絶縁樹脂フィルム１３の外面１４が、ＪＩＳ Ｂ０６０１で定義される算術平均粗さＲａで０.０９μｍ以上とされる。リード部材１１は、例えば、図１（Ｂ）に示すように、非水電解質電池のリード部材として用いられ、図３（Ｃ）で説明したのと同様な形態で、電池の外装ケース４を形成する多層フィルム５の封着部にヒートシールされて取り付けられる。

リード部材１１の平形導体１２は、非水電解質電池においては、正極板および負極板にそれぞれ接続され外部への接続導体となるもので、正極側に接続される平形導体は、電解液との接触により溶解が生じないように、電極板と同じアルミ又はチタン或いはこれらの合金で形成される。負極側に接続される平形導体は、電解質（例えばリチウム化合物）の過充電等で析出したリチウムに腐食されず、リチウムとの合金が形成されにくく、且つ高電位で溶解されにくい電極板と同じ銅又はニッケル、ニッケルメッキ銅、或いは、これらの合金で形成される。

絶縁樹脂フィルム１３は、リード部材１１が外装ケース４にヒートシールされて封着される部分に設けられ、１層又は２層の樹脂層を有する樹脂フィルムを平形導体１２の両面を挟むように接着又は融着により貼り付けて形成される。この絶縁樹脂フィルム１３は、例えば、マレイン酸変性ポリオレフィンよりなる樹脂フィルムが用いられる。また、絶縁樹脂フィルム１３が２層で形成される場合は、平形導体１２と直接接する内側の絶縁層（接着層）に低融点のもの、外側の外装ケース４のヒートシール層と接する側の絶縁層に、外装ケース４のヒートシールでは溶融しない高融点のものが用いられる。

リード部材１１の絶縁樹脂フィルム１３の外面１４は、本発明においては、算術平均粗さＲａで０．０９μｍ以上となる粗面としている。絶縁樹脂フィルム１３の外面１４が滑らかであると、リード部材１１が多数重ねられたときに、外面１４が互いに接し、これに積み重ねによる荷重が加わって互いにくっついた状態となる。このため、吸着搬送等で、リード部材１１を上から順に１個ずつ吸着して取り上げようとしても、複数のリード部材１１がくっついた状態で取り上げられてしまう。試験の結果、リード部材１１の絶縁樹脂フィルム１３の外面１４が、算術平均粗さＲａで０．０９μｍ以上の粗面とされていれば、リード部材１１が多数積み重ねられていても互いにくっつかないことが判明した。

袋状の外装ケース４を形成する多層フィルム５は、図３（Ｃ）で説明したのと同様な多層フィルムを用いることができ、アルミ、銅、ステンレス等の金属からなる金属箔層を含む３〜５層の積層体で形成される。多層フィルムの最内層のフィルムは、例えば、電解液で溶解されず封着部分から電解液が漏出しないリード部材１１の絶縁樹脂フィルムに用いたのと同様な、マレイン酸変性ポリオレフィンよりなる樹脂フィルムが用いられる。最外層のフィルムは、金属箔層を外傷から保護するためのもので、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等で形成されている。

本発明においては、リード部材１１を外装ケース４にヒートシールする場合に、リード部材１１の絶縁樹脂フィルム１３の粗面化された外面１４に対して、外装ケースの多層フィルム５の最内層フィルムは、ヒートシールの熱で溶融して粗面化された凹凸内に入り込む。このため、リード部材１１と外装ケース４とのシール面積が増加してより良好な密封を形成すると共に、粗面による接着で接着強度を高めることもできる。

図２は、リード部材１１の絶縁樹脂フィルム１３の外面１４に、粗面を形成する方法の一例を示す図である。
図２（Ａ）は、被加熱体である絶縁樹脂フィルム１３と加熱ヒータ１６との間に、粗面転写用の介在シート１５を配して、平形導体１２の両面に絶縁樹脂フィルム１３を加圧ヒータ１６で加熱加圧して貼り付ける方法を示している。具体的には、介在シート１５を加圧ヒータ１６の加熱面に貼り付けておき、加圧ヒータ１６の押圧により、その粗面の凹凸が絶縁樹脂フィルム１３の外側の絶縁層１３ｂの外面に転写される。介在シート１５は、その粗面を形成している凹凸に目詰まりや磨耗が生じない範囲で、引き続いて使用することができる。

図２（Ｂ）は、被加熱体である絶縁樹脂フィルム１３の外側の絶縁層１３ｂに、予め粗面転写用の介在シート１５を貼り付けておき、平形導体１２の両面に絶縁樹脂フィルム１３を加圧ヒータ１６で加熱加圧して貼り付ける方法を示している。介在シート１５は、加圧ヒータ１６の押圧により、その粗面の凹凸が絶縁樹脂フィルム１３の外側の絶縁層１３ｂの外面に転写される。この後、介在シート１５は絶縁樹脂フィルム１３から引き剥がされる。

絶縁樹脂フィルム１３が、図に示すように、内側の接着層１３ａと外側の絶縁層１３ｂの２層である場合、介在シート１５の粗面の凹凸を外側の絶縁層１３ｂの外面に転写する。なお、介在シート１５としては、絶縁樹脂フィルム１３の外側の絶縁層１３ｂよりは、熱溶融温度の高い材料で、少なくとも絶縁層１３ｂに接する側の面１５ａが粗面で形成されたシートが用いられる。

介在シート１５しては、例えば、表面が粗面化されたポリエステルフィルムを用いることができる。例えば、「ルミラーＸ４２、東レ社製（表面粗度Ｒａ０.３７８μｍ）」、「ルミラーＸ４４、東レ社製（表面粗度Ｒａ０.２２９μｍ）」などがある。これらのフィルムにより、絶縁樹脂フィルム１３の外面１４を算術平均粗さＲａで０.２２μｍ以上の凹凸面を容易に形成することができる。表面の算術的平均粗さＲａが、０.０９μｍ、０.２２９μｍ、０.３７８μｍのポリエステルフィルムを介在シート１５とし、平形導体１２の両面に絶縁樹脂フィルム１３を加圧ヒータ１６で加熱加圧して貼り付けると、複数のリード部材１１を重ねても互いの外面同士がくっつかず、自動吸着搬送を使用することができた。

なお、上記の介在シート１５を用いずに、平形導体１２の両面に絶縁樹脂フィルム１３を加圧ヒータ１６で直接に加熱加圧して貼り付けると、複数のリード部材１１を重ねると互いの絶縁樹脂フィルム１３の外面同士がくっついて、自動吸着搬送が使えなかった。また、表面粗度が０.０４μｍ、０.０８μｍのポリエステルフィルムルを介在シート１５として配し、平形導体１２の両面に絶縁樹脂フィルム１３を加圧ヒータ１６で加熱加圧して貼り付けてみた。しかし、この場合も複数のリード部材１１を重ねると互いの絶縁樹脂フィルム１３の外面同士がくっついて、自動吸着搬送が使えなかった。

１，１１…リード部材、２，１２…平形導体、３，１３…絶縁樹脂フィルム、３ａ，１３ａ…内側の接着層、３ｂ，１３ｂ…外側の絶縁層、４…外装ケース、５…多層フィルム、５ａ…最内層のフィルム、５ｂ…最内層のフィルム、５ｃ…金属箔層、１４絶縁樹脂フィルムの外面、１５介在シート、１６加圧ヒータ。

Claims (2)

1. 平形導体の中間部分の両面に絶縁樹脂フィルムが貼り合わせられたリード部材であって、前記絶縁樹脂フィルムの外面が、算術平均粗さＲａで０.０９μｍ以上の粗面で形成され、リード部材の積み重ねにより前記絶縁樹脂フィルム同士が互いにくっつかないようにされていることを特徴とするリード部材。
2. 平形導体の中間部分の両面に絶縁樹脂フィルムが貼り合わせられたリード部材の製造方法であって、前記絶縁樹脂フィルムと加圧ヒータとの間に、算術平均粗さＲａで０.０９μｍ以上の表面粗さを有する介在シートを、前記表面粗さ面が前記絶縁樹脂フィルムの外面に接するように配して、前記絶縁樹脂フィルムを前記平形導体の両面に前記加圧ヒータで加熱加圧して貼り合わせることを特徴とするリード部材の製造方法。

Images