JP7385543B2 - タブリード及び非水電解質デバイス - Google Patents
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Description
本発明は、リード端子にフィルム部が密着されたタブリード及びこれを備えた非水電解質デバイスについての技術分野に関する。
車載電池や蓄電池等として使用されるリチウムイオン電池等の非水電解質デバイスには、袋状にされたラミネート材の内部に電極と電解液又は固体電解質とが封入されたラミネート型の非水電解質デバイスがある。ラミネート型の非水電解質デバイスにおいては、一端部が電極に接続され他端部がラミネート材の外部に露出されたタブリードによって電力の取り出しが行われる。
このようなタブリードには、電力を取り出すための端子部材として機能する金属製のリード端子と、リード端子とラミネート材の間に両者の隙間を封止すると共に両者を絶縁するためのフィルム部とが設けられている。フィルム部が熱圧着されることにより、リード端子とラミネート材との隙間が封止される。
タブリードにあっては、フィルム部の内部に熱圧着時の温度において非溶融性を呈する粒子（非溶融性樹脂）が分散されて含まれているもの（例えば、特許文献１参照）や、フィルム部の内部に樹脂フィルムの厚さよりも粒径の小さい粒子が分散されて含まれているもの（例えば、特許文献２参照）が知られている。特許文献１及び特許文献２に示されたタブリードにおいては、フィルム部の内部に分散された粒子によって、フィルム部の熱圧着時におけるラミネート材とリード端子の接触が防止され、両者の絶縁性が確保されている。
ところが、非水電解質デバイスにあっては、上記したようにフィルム部によってラミネート材とリード端子の絶縁性は確保されるが、空気中の水分がフィルム部を透過してラミネート材の内部に侵入し電解液と反応することによりフッ酸（フッ化水素酸）が発生してフィルム部とリード端子間の剥離やリード端子と電極接続部間の剥離が生じる可能性がある。これにより非水電解質デバイスの出力の低下等の劣化や発熱等を招くおそれがあった。
そこで、本発明は、ラミネート材の内部への水分の侵入を抑制し、水分の侵入による劣化を軽減し非水電解質デバイスの長寿命化を図ることを目的とする。
本発明に係るタブリードは、ラミネート材の内部に少なくとも電極と電解液又は固体電解質とが封入されたラミネート型の非水電解質デバイスに用いられるタブリードであって、金属材料によって形成され両端部がそれぞれ前記電極に接続される電極接続部と外部機器に接続される外部端子部として設けられたリード端子と、前記リード端子に両側から密着され前記リード端子と前記ラミネート材との隙間を封止する一対のフィルム部とを備え、前記フィルム部は厚み方向において第１の樹脂フィルムと第２の樹脂フィルムと第３の樹脂フィルムの三層にされると共に前記第１の樹脂フィルムが熱圧着により前記リード端子に密着され前記第３の樹脂フィルムが熱圧着により前記ラミネート材に密着され、前記第２の樹脂フィルムは内部に分散された乾燥剤を有すると共に前記第１の樹脂フィルムと前記第３の樹脂フィルムより耐熱性が高くされ、前記第１の樹脂フィルムと前記第３の樹脂フィルムには前記乾燥剤が分散されず、前記第１の樹脂フィルム又は前記第３の樹脂フィルムの少なくとも一方に前記第２の樹脂フィルムにおける前記電極接続部側の端面と前記外部端子部側の端面とを覆う被覆部が設けられ、前記被覆部が前記第１の樹脂フィルムと前記第３の樹脂フィルムの各一部によって設けられたものである。
これにより、フィルム部の内部に分散された乾燥剤によってフィルム部を透過する空気中の水分が吸着されることによりラミネート材の内部への水分の侵入が抑制されると共に被覆部によって第２の樹脂フィルムの各端面が覆われるため第２の樹脂フィルムへの水分の侵入が抑制されて乾燥剤の失活速度が低減される。
これにより、第２の樹脂フィルムの端面が第１の樹脂フィルムと第３の樹脂フィルムの各一部によって覆われるため、被覆部が第１の樹脂フィルム又は第３の樹脂フィルムの一方に偏り難くなる。
上記した本発明に係るタブリードにおいては、前記被覆部は前記フィルム部の熱圧着時に前記第１の樹脂フィルム又は前記第３の樹脂フィルムの少なくとも一方が熱によって変形されることにより形成されることが望ましい。
これにより、熱圧着時に第１の樹脂フィルム又は第３の樹脂フィルムがリード端子又はラミネート材に密着されると共に被覆部が形成されるため、被覆部を形成するための専用の工程を必要としない。
上記した本発明に係るタブリードにおいては、前記第２の樹脂フィルムの二つの前記端面を結ぶ方向を被覆方向とし前記被覆部の前記被覆方向における厚さを被覆厚さとしたとき、前記被覆厚さが０．１ｍｍ以上にされることが望ましい。
これにより、端面が十分な量の被覆部によって覆われるため、第２の樹脂フィルムに含有される乾燥剤の失活速度が低減される。
上記した本発明に係るタブリードにおいては、前記第２の樹脂フィルムにおける前記乾燥剤の含有率が重量比で５％以上にされることが望ましい。
これにより、十分な量の乾燥剤が含有された状態で端面が十分な厚みの被覆部によって覆われる。
上記した本発明に係るタブリードにおいては、前記第２の樹脂フィルムの厚みが２０μｍ以上にされることが望ましい。
これにより、第１の樹脂フィルムと第３の樹脂フィルムの厚みが薄くなった状態においても第２の樹脂フィルムが一定以上の厚みにされるため、フィルム部が全体として十分な厚みにされる。
上記した本発明に係るタブリードにおいては、前記第２の樹脂フィルムが架橋されることが望ましい。
これにより、第２の樹脂フィルムが架橋されることにより、第２の樹脂フィルムの強度が高くなると共に耐熱性が高くなる。
本発明に係る非水電解質デバイスは、ラミネート材の内部に少なくとも電極と電解液又は固体電解質とが封入されタブリードが設けられたラミネート型の非水電解質デバイスであって、前記タブリードは、金属材料によって形成され両端部がそれぞれ前記電極に接続される電極接続部と外部機器に接続される外部端子部として設けられたリード端子と、前記リード端子に両側から密着され前記リード端子と前記ラミネート材との隙間を封止する一対のフィルム部とを備え、前記フィルム部は厚み方向において第１の樹脂フィルムと第２の樹脂フィルムと第３の樹脂フィルムの三層にされると共に前記第１の樹脂フィルムが熱圧着により前記リード端子に密着され前記第３の樹脂フィルムが熱圧着により前記ラミネート材に密着され、前記第２の樹脂フィルムは内部に分散された乾燥剤を有すると共に前記第１の樹脂フィルムと前記第３の樹脂フィルムより耐熱性が高くされ、前記第１の樹脂フィルムと前記第３の樹脂フィルムには前記乾燥剤が分散されず、前記第１の樹脂フィルム又は前記第３の樹脂フィルムの少なくとも一方に前記第２の樹脂フィルムにおける前記電極接続部側の端面と前記外部端子部側の端面とを覆う被覆部が設けられ、前記被覆部が前記第１の樹脂フィルムと前記第３の樹脂フィルムの各一部によって設けられたものである。
これにより、タブリードにおいて、フィルム部の内部に分散された乾燥剤によってフィルム部を透過する空気中の水分が吸着されることによりラミネート材の内部への水分の侵入が抑制されると共に被覆部によって第２の樹脂フィルムの各端面が覆われるため第２の樹脂フィルムへの水分の侵入が抑制されて乾燥剤の失活速度が低減される。また、第２の樹脂フィルムの端面が第１の樹脂フィルムと第３の樹脂フィルムの各一部によって覆われるため、被覆部が第１の樹脂フィルム又は第３の樹脂フィルムの一方に偏り難くなる。
本発明によれば、水分の侵入による非水電解質デバイスの劣化が軽減され長寿命化を図ることができる。
以下に、本発明のタブリード及び非水電解質デバイスを実施するための形態について、添付図面を参照して説明する。
＜非水電解質デバイスの概略構成＞
先ず、タブリードが用いられるラミネート型の非水電解質デバイスの例としてリチウムイオン電池の概略構成について説明する（図１及び図２参照）。尚、本発明の非水電解質デバイスの適用範囲はリチウムイオン電池に限られることはなく、本発明はラミネート型のリチウムイオンキャパシタ等の他の非水電解質デバイスにも適用することが可能である。
先ず、タブリードが用いられるラミネート型の非水電解質デバイスの例としてリチウムイオン電池の概略構成について説明する（図１及び図２参照）。尚、本発明の非水電解質デバイスの適用範囲はリチウムイオン電池に限られることはなく、本発明はラミネート型のリチウムイオンキャパシタ等の他の非水電解質デバイスにも適用することが可能である。
以下の説明にあっては、非水電解質デバイス（リチウムイオン電池）においてタブリードが突出される方向を上方とし、前後上下左右の方向を示すものとする。但し、以下に示す前後上下左右の方向は説明の便宜上のものであり、本発明の実施に関しては、これらの方向に限定されることはない。
非水電解質デバイス（リチウムイオン電池）１００は、袋状にされたラミネート材１０１と、ラミネート材１０１の内部に封入された各部と、一部がラミネート材１０１の内部に位置されたタブリード１、１とを有している（図１参照）。
ラミネート材１０１は上端部が封止部１０２として形成された筒状にされている。ラミネート材１０１は、例えば、三層構造にされ、それぞれ樹脂材料によって形成された外面層１０１ａと内面層１０１ｂが金属層１０１ｃの両側に積層されている（図２参照）。外面層１０１ａとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレートが用いられ、内面層１０１ｂとしては、例えば、ポリプロピレンが用いられ、金属層１０１ｃとしては、例えば、アルミニウムが用いられている。
ラミネート材１０１の内部には、電解液１０３と正極１０４と負極１０５とセパレータ１０６が封入されている。正極１０４と負極１０５は電解液１０３に浸されており、セパレータ１０６によって正極１０４が配置された空間と負極１０５が配置された空間とが仕切られている。正極１０４としては、例えば、アルミニウムが用いられ、負極１０５としては、例えば、銅が用いられている。尚、電解液１０３に代えて固体電解質が用いられてもよい。
＜タブリードの構成＞
次に、タブリード１の構成について説明する（図２乃至図６参照）。
次に、タブリード１の構成について説明する（図２乃至図６参照）。
タブリード１は、金属材料によって形成されたリード端子２と、リード端子２に両側から密着された一対のフィルム部３、３とから成る（図２参照）。タブリード１は、一部が封止部１０２に密着された状態にされ、上端側の部分がラミネート材１０１から突出されている。
リード端子２は、例えば、厚さが５０μｍから３０００μｍにされた薄板状に形成されている。リード端子２の下端部は電極接続部２ａとして形成され、正極１０４又は負極１０５に接続されている。リード端子２の上端部はラミネート材１０１から外部に露出された外部端子部２ｂとして形成され、外部端子部２ｂに外部機器の図示しない接続端子が接続されることにより非水電解質デバイス１００から電力が取り出される。
リード端子２としては、例えば、アルミニウム又は銅が用いられ、表面にニッケルメッキが施される。但し、アルミニウムの場合にはメッキが施されないこともある。尚、リード端子２におけるラミネート材１０１の内部に位置される部分に、リード端子２の腐食を抑制する耐食被膜が施されていてもよい。
フィルム部３は、左右両側の端部がリード端子２からはみ出した状態でリード端子２の厚さ方向における両面に密着されている（図３参照）。フィルム部３におけるリード端子２に密着された部分は密着部４とされている。フィルム部３の左右方向における両端部は、フィルム部３、３がリード端子２の両面に密着された状態で対向する端部同士が貼り合わされる合わせ部５、５とされている。
フィルム部３の内部には、粒子状の乾燥剤６が分散（含有）されている。尚、フィルム部３には乾燥剤６の他に架橋剤や酸化防止剤等の添加剤が含まれていてもよい。
フィルム部３は厚み方向において第１の樹脂フィルム７と第２の樹脂フィルム８と第３の樹脂フィルム９の三層にされると共に第１の樹脂フィルム７が熱圧着によりリード端子２に密着され第３の樹脂フィルム９が熱圧着によりラミネート材１０１の封止部１０２に密着されている。フィルム部３は、第１の樹脂フィルム７の内面７ａがリード端子２に密着され、第３の樹脂フィルム９の外面９ａが内面層１０１ｂに密着される。
第１の樹脂フィルム７と第２の樹脂フィルム８と第３の樹脂フィルム９は積層された部分において、第１の樹脂フィルム７と第３の樹脂フィルム９の厚さが、例えば、同じにされ、第２の樹脂フィルム８の厚さが第１の樹脂フィルム７と第３の樹脂フィルム９の厚さより厚くされている。例えば、第１の樹脂フィルム７と第３の樹脂フィルム９は厚さが１０μｍから５０μｍにされ、第２の樹脂フィルム８は厚さが２０μｍから５０μｍにされている。
フィルム部３は第１の樹脂フィルム７と第２の樹脂フィルム８と第３の樹脂フィルム９のベース樹脂が何れも樹脂の中では水分を透過しにくいポリオレフィン系の樹脂、例えば、ポリプロピレン（酸変性ポリプロピレン）によって形成されている。第１の樹脂フィルム７と第３の樹脂フィルム９は密着層として設けられ、第２の樹脂フィルム８は耐熱層として設けられ、第２の樹脂フィルム８は第１の樹脂フィルム７と第３の樹脂フィルム９より耐熱性が高くされている。第２の樹脂フィルム８には乾燥剤６と架橋剤が分散されている。
乾燥剤６としては、水分を物理吸着する捕水性を有する材料、例えば、ゼオライトやステアライトやシリカ等が用いられる。ゼオライトやステアライトやシリカは、加熱することにより吸着した水分を大気開放することが可能なため、製造工程において乾燥剤６が水分を吸着することによって生じる捕水力の低下に配慮する必要がなく、フィルム部３の良好な製造状態を確保することができる。但し、乾燥剤６として、水分を物理吸着する材料と化学吸着する材料の両方が用いられてもよい。
尚、乾燥剤６としては、水分を化学吸着する捕水性の高い材料、例えば、酸化カルシウムが用いられてもよい。酸化カルシウムは、例えば、粒径が３０μｍ以下にされ、酸化カルシウムの重量は第２の樹脂フィルム８における含有率が第２の樹脂フィルム８の全体に対して重量比で、例えば、１０％以上にされている。また、水分を化学吸着する捕水性を有する乾燥剤６の材料として、酸化カルシウムに代えて、酸化ストロンチウムや酸化バリウムや酸化マグネシウムが用いられてもよい。さらに、酸化カルシウムに代表されるアルカリ土類金属の酸化物やアルカリ金属の酸化物又はこれらの混合物若しくは複合酸化物が用いられてもよい。
酸化カルシウムは特に捕水上限が高いと共に入手や取り扱いの容易性が高いため、乾燥剤６として酸化カルシウムが用いられることにより十分な捕水性を確保した上で製造コストの削減を図ることができる。尚、酸化カルシウムに代えて、酸化ストロンチウムや酸化バリウムや酸化マグネシウムを用いることによっても同様の効果を得ることができる。
また、アルカリ土類金属の酸化物は、物理吸着によって捕水する材料と比べて捕水上限が高いため、乾燥剤６としてアルカリ土類金属の酸化物が用いられることによりフィルム部３に含まれる乾燥剤６の量を少なくすることが可能となり、十分な捕水性を確保した上で製造コストの削減を図ることができる。尚、乾燥剤６として、アルカリ土類金属の酸化物に代えて、アルカリ金属の酸化物又はアルカリ金属の酸化物やアルカリ土類金属の酸化物の混合物若しくは複合酸化物を用いることによっても同様の効果を得ることができる。
また、乾燥剤６は粒径が３０μｍ以下にされることが望ましい。これにより、熱圧着が行われたときに、フィルム部３が少なくとも乾燥剤６の粒径分の厚さを保った状態でリード端子２とラミネート材１０１の隙間が封止される。従って、リード端子２とラミネート材１０１の良好な絶縁状態を確保することができる。但し、粒径の小さい乾燥剤６を用いた場合には、フィルム部３の厚さを薄くすることができる。
さらにまた、乾燥剤６は、重量がフィルム部３の重量に対して３０％以下にされることが望ましい。これにより、フィルム部３において乾燥剤６の分散不良や凝集が発生し難くされるため、フィルム部３におけるリード端子２とラミネート材１０１との良好な密着状態を確保することができる。
上記のように、フィルム部３には乾燥剤６が含有されているが、乾燥剤６が含有されない構成にすることも可能である。しかしながら、フィルム部３に乾燥剤６が含有されない構成の場合には、フィルム部３を形成する樹脂の水蒸気透過度に応じて水分が侵入し侵入した水分がラミネート材１０１の内部に封入された電解液１０３と反応し、非水電解質デバイス１００の寿命の低下を来すおそれがある。特に、非水電解質デバイス１００が、例えば、車載用の電力源として用いられる場合には、少なくとも８年の耐用年数（寿命）を満たすことが好ましく、将来的には１５年の耐用年数（寿命）を満たすことが必要とされ、乾燥剤６が分散されない構成の場合には、これらの耐用年数が満たされなくなるおそれがある。
従って、フィルム部３に乾燥剤６を含有させることにより水分が乾燥剤６に吸着されて長寿命化が図られるが、フィルム部３の全体に乾燥剤６が含有されてしまうと、乾燥剤６の含有によりフィルム部３とリード端子２及びラミネート材１０１との密着性が低下してフィルム部３とリード端子２及びラミネート材１０１との十分な密着性を確保することができなくなる可能性がある。
そこで、タブリード１においては、第１の樹脂フィルム７と第３の樹脂フィルム９に乾燥剤６が含有されない構成にしてフィルム部３とリード端子２及びラミネート材１０１との十分な密着性を確保した上で、第２の樹脂フィルム８に乾燥剤６が含有される構成にしている。このような構成にすることにより、フィルム部３に侵入する水分を乾燥剤６によって吸着しラミネート材１０１の内部への水分の侵入を抑制することが可能になり、フィルム部３とリード端子２及びラミネート材１０１との十分な密着性を確保した上で非水電解質デバイス１００の寿命を長くすることが可能になる。
一方、乾燥剤６を含有する第２の樹脂フィルム８の一部が空気に対して露出された構成にされると、第２の樹脂フィルム８に空気中の水分が侵入し易くなるため、乾燥剤６が失活状態になる速度が速くなり、十分な長寿命化を図ることができなくなるおそれもある。
乾燥剤６の失活状態とは、乾燥剤６の各粒子に対する水分の吸着量が最大になり、各粒子において、それ以上の水分を吸着することができなくなる状態であり、失活状態は空気に対して露出された部分（セグメント）から順に生じる（図４参照）。
例えば、一定の間隔で乾燥剤６が整列された部分をセグメントとし空気に対して露出された側から順にセグメントＡ、セグメントＢ、セグメントＣ、・・・とすると、水分はセグメントＡから順に侵入する。水分の侵入によりセグメントＡの各粒子に対する水分の吸着量が何れも最大になり飽和状態になった場合にはセグメントＡにおける乾燥剤６が失活状態になる。このとき失活状態になった乾燥剤６が水分を通す状態になるため、セグメントＡにおいて乾燥剤６が占める体積に応じて水分がセグメントＡを通り易い状態になり、水分がセグメントＡからセグメントＢへ向かって侵入していく。従って、さらなる水分の侵入によってセグメントＢにおける乾燥剤６が失活状態になって水分がセグメントＢを通り易い状態になり、順に、各セグメントの乾燥剤６が失活状態になって水分が各セグメントを通り易い状態になる。
そこで、フィルム部３においては、第２の樹脂フィルム８における乾燥剤６の失活速度を抑制するために、第２の樹脂フィルム８の上下方向における端面８ａ、８ａがそれぞれ第１の樹脂フィルム７と第３の樹脂フィルム９の各一部によって覆われている（図２参照）。従って、フィルム部３には端面８ａ、８ａをそれぞれ覆う被覆部１０、１０が設けられている。
第２の樹脂フィルム８の端面８ａ、８ａを結ぶ方向（上下方向）を被覆方向としたときに、被覆部１０、１０はフィルム部３の被覆方向における両端部に設けられている。このとき被覆部１０の被覆方向における厚さを被覆厚さＨとすると、被覆部１０は被覆厚さＨが、例えば、０．１ｍｍ以上にされている（図５参照）。
上記のように、第１の樹脂フィルム７には被覆部１０の一部を構成する部分が存在し、第１の樹脂フィルム７は第２の樹脂フィルム８に厚み方向において積層された積層部７ｂと積層部７ｂの両端にそれぞれ連続され被覆部１０、１０の一部を構成する覆い部７ｃ、７ｃとを有している。また、第３の樹脂フィルム９にも被覆部１０の各一部を構成する部分が存在し、第３の樹脂フィルム９は第２の樹脂フィルム８に厚み方向において積層された積層部９ｂと積層部９ｂの両端にそれぞれ連続され被覆部１０、１０の各一部を構成する覆い部９ｃ、９ｃとを有している。
＜被覆部の形成＞
次に、被覆部１０、１０の形成について説明する（図６乃至図９参照）。尚、タブリード１は一対のフィルム部３、３を有しているが、以下には、説明を簡単にするために、一方のフィルム部３のみについて説明する。
次に、被覆部１０、１０の形成について説明する（図６乃至図９参照）。尚、タブリード１は一対のフィルム部３、３を有しているが、以下には、説明を簡単にするために、一方のフィルム部３のみについて説明する。
フィルム部３はリード端子２に熱圧着される前の工程において、例えば、照射量が制御されたガンマ線が第１の樹脂フィルム７と第２の樹脂フィルム８と第３の樹脂フィルム９の全体又は第２の樹脂フィルム８のみに照射されることにより第２の樹脂フィルム８が架橋される。フィルム部３は第２の樹脂フィルム８が架橋されることにより、第１の樹脂フィルム７と第３の樹脂フィルム９に対して高い耐熱性を有する状態にされ、その後の工程においてリード端子２とラミネート材１０１に熱圧着される。
被覆部１０、１０は、フィルム部３のリード端子２に対する熱圧着による密着時とフィルム部３のラミネート材１０１に対する熱圧着による密着時とにおいて、以下のようにして形成される（図６及び図７参照）。
フィルム部３は、先ず、リード端子２に熱圧着されることにより第１の樹脂フィルム７がリード端子２に密着されるが、熱圧着が行われる前の状態において、例えば、略同じ厚みにされた第１の樹脂フィルム７と第２の樹脂フィルム８と第３の樹脂フィルム９が厚み方向において積層されている（図６参照）。このとき、第１の樹脂フィルム７と第２の樹脂フィルム８と第３の樹脂フィルム９の厚みは、例えば、４０μｍから６０μｍであり、第１の樹脂フィルム７と第２の樹脂フィルム８と第３の樹脂フィルム９の被覆方向における幅は同じにされており、第２の樹脂フィルム８は端面８ａ、８ａが露出した状態にされている。
熱圧着により第１の樹脂フィルム７がリード端子２に接合されて密着されるとタブリード１が構成され、次に、タブリード１はラミネート材１０１に熱圧着されることにより第３の樹脂フィルム９が封止部１０２に密着される（図７参照）。このように第１の樹脂フィルム７がリード端子２に熱圧着により密着される第１の熱圧着工程と第３の樹脂フィルム９が熱圧着により封止部１０２に密着される第２の熱圧着工程とにおいては、熱圧着により第１の樹脂フィルム７と第２の樹脂フィルム８と第３の樹脂フィルム９が変形（溶融）され、第１の樹脂フィルム７の各一部と第３の樹脂フィルム９の各一部とが端面８ａ、８ａ側に回り込んで被覆部１０、１０が形成される。第１の樹脂フィルム７のうち端面８ａ、８ａ側に回り込んだ各一部はそれぞれ覆い部７ｃ、７ｃとされ、第３の樹脂フィルム９のうち端面８ａ、８ａ側に回り込んだ各一部はそれぞれ覆い部９ｃ、９ｃとされる。
このとき第２の樹脂フィルム８は架橋されているため、第２の樹脂フィルム８は架橋の程度が第１の樹脂フィルム７と第３の樹脂フィルム９より大きくされ、第２の樹脂フィルム８は第１の樹脂フィルム７と第３の樹脂フィルム９よりも熱圧着による変形量が小さく強度が高くされると共に第１の樹脂フィルム７と第３の樹脂フィルム９より耐熱性が高くされる。また、第２の熱圧着工程においては、第１の樹脂フィルム７より第３の樹脂フィルム９が変形し易く、フィルム部３の厚み方向において覆い部７ｃより覆い部９ｃの方が大きくなり易い。
第１の樹脂フィルム７がリード端子２に密着され第３の樹脂フィルム９が封止部１０２に密着された状態においては、上記したように、第１の樹脂フィルム７と第３の樹脂フィルム９の厚さが１０μｍから５０μｍにされ、第２の樹脂フィルム８の厚さが２０μｍから５０μｍにされる。
尚、タブリード１においては、端面８ａを覆う被覆部１０の全体が第３の樹脂フィルム９の覆い部９ｃのみによって形成されてもよい（図８参照）。
また、上記には、第１の樹脂フィルム７の覆い部７ｃと第３の樹脂フィルム９の覆い部９ｃとにおいて端面８ａを覆う部分の被覆方向における大きさ（寸法）が何れも同じにされた例（図７参照）を便宜的に示したが、第１の熱圧着工程と第２の熱圧着工程において、第１の樹脂フィルム７と第３の樹脂フィルム９の変形の程度が異なり、被覆方向において第１の樹脂フィルム７の覆い部７ｃが第３の樹脂フィルム９の覆い部９ｃより大きくなる場合もある（図９参照）。この場合には、覆い部９ｃの被覆方向における厚さが覆い部７ｃの被覆方向における厚さより小さくされる。
上記のように構成されたタブリード１においては、第２の樹脂フィルム８に乾燥剤６が分散されているため、フィルム部３の内部に侵入する空気中の水分が乾燥剤６によって吸着され、ラミネート材１０１の内部への水分の侵入が抑制される。従って、水分の侵入による非水電解質デバイス１００の劣化が軽減され非水電解質デバイス１００の長寿命化を図ることができる。また、乾燥剤６は潰れ難い材料によって形成されており、フィルム部３は熱溶着時に加圧されてもリード端子２とラミネート材１０１との接触が防止される厚さが保持されるため、リード端子２とラミネート材１０１の良好な絶縁状態を確保することができる。
また、フィルム部３はポリオレフィン系の樹脂によって形成されている。従って、ラミネート材１０１の内部への水分の侵入を抑制する効果を高めることができる。
＜被覆部の機能に関する計算結果等＞
次に、上記した被覆部１０の機能に関して計算した結果等について説明する（図１０乃至図１２参照）。
次に、上記した被覆部１０の機能に関して計算した結果等について説明する（図１０乃至図１２参照）。
図１０は、図４に示す第２の樹脂フィルム８におけるセグメントＡの乾燥剤６が失活状態になったときに、セグメントＡにおける水分の侵入を抑制する能力（水分のバリア能力）について、被覆部１０の被覆厚さＨが異なる場合において計算したデータである。即ち、乾燥剤６が失活状態になった場合においても、第２の樹脂フィルム８の材料自体によっても水分の侵入が抑制されるため、このときの水分の侵入を抑制する能力を計算した。
図１０において、横軸は乾燥剤６の第２の樹脂フィルム８に対する含有率（重量比）であり、縦軸はバリア能力である。第２の樹脂フィルム８に乾燥剤６が含まれていない含有率０％の状態においてバリア能力を１００％とした。
図１０に示すように、バリア能力は被覆厚さＨの厚さに拘わらず乾燥剤６の含有率が増加するに従って低くなるが、被覆厚さＨが厚くなるに従って高くなることが解り、失活状態においても被覆厚さＨが厚くなるに従って水分の侵入を十分に抑制する結果が得られた。
従って、フィルム部３に被覆部１０を設けることにより、乾燥剤６の失活状態においてもフィルム部３への水分の侵入が抑制され、被覆部１０が水分の侵入を抑制する高い機能を有することが解った。また、被覆部１０の被覆厚さＨが０．１ｍｍ程度であっても、被覆部１０が設けられない場合に比し、水分の侵入を抑制する十分な効果が得られることも解った。
図１１は、異なる被覆厚さＨに対して第２の樹脂フィルム８に含有された全ての乾燥剤６が失活状態になるまでの失活期間について、乾燥剤６の第２の樹脂フィルム８に対する含有率（重量比）が異なる場合において計算したデータである。
図１１において、横軸は被覆厚さＨであり、縦軸は全ての乾燥剤６が失活状態になるまでの失活期間である。
図１１に示すように、失活期間は乾燥剤６の含有率の高さに拘わらず被覆厚さＨが厚くなるに従って長くなり、被覆厚さＨが厚く乾燥剤６の含有率が高くなるに従って長くなる結果が得られた。特に、被覆厚さＨが０．１ｍｍ以上あり乾燥剤６の含有率が２０％以上であれば失活期間が１５年以上を満たす結果が得られた。
尚、図１１において示した失活期間は第２の樹脂フィルム８に含有された全ての乾燥剤６が失活状態になるまでの期間であり、タブリード１においては図１０のデータでも示したように、フィルム部３の材料自体によっても水分の侵入が抑制されるため、非水電解質デバイス１００の寿命は失活期間よりも長い期間である。即ち、非水電解質デバイス１００の寿命は、第２の樹脂フィルム８に含有された全ての乾燥剤６が失活状態になることに加えフィルム部３の材料自体による水分の侵入の抑制機能を考慮し、水分が電解液１０３と反応して電力の取出に支障を来すまでの期間になるため、一般には、失活期間に８年程度の期間を加えた期間である。
図１２は、このような事項を考慮して非水電解質デバイス１００の寿命を算出したデータである。
図１２において、横軸は被覆厚さＨであり、縦軸は非水電解質デバイス１００の寿命とされる期間である。
図１２に示すように、非水電解質デバイス１００の寿命は乾燥剤６の含有率の高さに拘わらず被覆厚さＨが厚くなるに従って長くなり、被覆厚さＨが厚く乾燥剤６の含有率が高くなるに従って長くなる結果が得られた。特に、被覆厚さＨが０．１ｍｍ以上あり乾燥剤６の含有率が５％以上であれば非水電解質デバイス１００の寿命が、より望ましい期間である１５年以上を満たす結果が得られた。
＜まとめ＞
以上に記載した通り、タブリード１及び非水電解質デバイス１００にあっては、第１の樹脂フィルム７が熱圧着によりリード端子２に密着され第３の樹脂フィルム９が熱圧着によりラミネート材１０１に密着され、第２の樹脂フィルム８は内部に分散された乾燥剤６を有すると共に第１の樹脂フィルム７と第３の樹脂フィルム９より耐熱性が高くされ、第１の樹脂フィルム７又は第３の樹脂フィルム９の少なくとも一方に第２の樹脂フィルム８の端面８ａ、８ａをそれぞれ覆う被覆部１０、１０が設けられている。
以上に記載した通り、タブリード１及び非水電解質デバイス１００にあっては、第１の樹脂フィルム７が熱圧着によりリード端子２に密着され第３の樹脂フィルム９が熱圧着によりラミネート材１０１に密着され、第２の樹脂フィルム８は内部に分散された乾燥剤６を有すると共に第１の樹脂フィルム７と第３の樹脂フィルム９より耐熱性が高くされ、第１の樹脂フィルム７又は第３の樹脂フィルム９の少なくとも一方に第２の樹脂フィルム８の端面８ａ、８ａをそれぞれ覆う被覆部１０、１０が設けられている。
従って、フィルム部３の内部に分散された乾燥剤６によってフィルム部３を透過する空気中の水分が吸着されることによりラミネート材１０１の内部への水分の侵入が抑制されると共に被覆部１０によって第２の樹脂フィルム８の各端面８ａ、８ａが覆われるため第２の樹脂フィルム８への水分の侵入が抑制されて乾燥剤６の失活速度が低減される。これにより、水分の侵入による非水電解質デバイス１００の劣化が軽減され長寿命化を図ることができる。
また、被覆部１０が第１の樹脂フィルム７の覆い部７ｃと第３の樹脂フィルム９の覆い部９ｃとによって設けられることにより、第２の樹脂フィルム８の端面８ａが第１の樹脂フィルム７と第３の樹脂フィルム９の各一部によって覆われるため、被覆部１０が第１の樹脂フィルム７又は第３の樹脂フィルム９の一方に偏り難くなり、端面８ａを確実に覆い乾燥剤６の捕水性能の低減を抑制することができる。
さらに、被覆部１０はフィルム部３の熱圧着時に第１の樹脂フィルム７又は第３の樹脂フィルム９の少なくとも一方が熱によって変形されることにより形成される。
従って、熱圧着時に第１の樹脂フィルム７又は第３の樹脂フィルム９がリード端子２又はラミネート材１０１に密着されると共に被覆部１０が形成されるため、被覆部１０を形成するための専用の工程を必要とせず、製造コストの低減を図った上でラミネート材１０１の内部への水分の侵入を抑制して非水電解質デバイス１００の長寿命化を図ることができる。
尚、被覆部１０は、予め被覆部１０の各一部を構成する部分を有する形状に形成された第１の樹脂フィルム７と第３の樹脂フィルム９を第２の樹脂フィルム８とは別に形成し、その後の工程においてこれらの第１の樹脂フィルム７と第３の樹脂フィルム９を第２の樹脂フィルム８に貼り付けることによっても形成することが可能である。
しかしながら、上記のように、熱圧着時に被覆部１０が形成されるようにした場合には、第１の樹脂フィルム７と第３の樹脂フィルム９を予め被覆部１０の各一部を構成する部分を有する形状に形成する必要がなく、第１の樹脂フィルム７と第３の樹脂フィルム９を第２の樹脂フィルム８に貼り付ける専用の工程も必要とせず、フィルム部３のリード端子２やラミネート材１０１に対する熱圧着時に同時に被覆部１０が形成される。
従って、熱圧着時に被覆部１０が形成されるようにすることにより、タブリード１及び非水電解質デバイス１００の製造時間の大幅な短縮化及び製造コストの大幅な低減による大幅な生産性の向上を図ることができる。特に、タブリード１を形成する一般的なプロセスと同様のプロセスによって第２の樹脂フィルム８を被覆する複雑な構成を容易に形成することができ、第２の樹脂フィルム８を被覆する複雑な構成を形成する際の大幅な生産性の向上を図ることができる。
さらにまた、被覆部１０の被覆厚さＨが０．１ｍｍ以上にされることにより、端面８ａが十分な量の被覆部１０によって覆われるため、第２の樹脂フィルム８に含有される乾燥剤６の失活速度が低減され、非水電解質デバイス１００の一層の長寿命化を図ることができる。
また、第２の樹脂フィルム８における乾燥剤６の含有率が重量比で５％以上にされることにより、十分な量の乾燥剤６が含有された状態で端面８ａが十分な厚みの被覆部１０によって覆われるため、第２の樹脂フィルム８に含有される乾燥剤６の高い捕水機能を確保した上で乾燥剤６の失活速度の低減を図ることができる。
さらに、第２の樹脂フィルム８の厚みが２０μｍ以上にされることにより、第１の樹脂フィルム７と第３の樹脂フィルム９の厚みが薄くなった状態においても第２の樹脂フィルム８が一定以上の厚みにされるため、フィルム部３が全体として十分な厚みにされ、フィルム部３による良好な絶縁性を確保することができる。
加えて、第２の樹脂フィルム８が架橋されることにより、第２の樹脂フィルム８の強度が高くなると共に耐熱性が高くなるため、フィルム部３の全体としての高い強度を確保することができると共に高い耐熱性を確保することができる。
尚、上記した非水電解質デバイス１００においては、正極１０４又は負極１０５に接続されたタブリード１、１が何れもラミネート材１０１から上方へ突出された例を示したが、正極１０４又は負極１０５に接続されたタブリード１、１のうち一方がラミネート材１０１から上方へ突出され、他方がラミネート材１０１から下方へ突出されていてもよい。
１００ 非水電解質デバイス
１０１ ラミネート材
１０３ 電解液
１０４ 正極（電極）
１０５ 負極（電極）
１ タブリード
２ リード端子
２ａ 電極接続部
２ｂ 外部端子部
３ フィルム部
６ 乾燥剤
７ 第１の樹脂フィルム
７ｃ 覆い部
８ 第２の樹脂フィルム
８ａ 端面
９ 第３の樹脂フィルム
９ｃ 覆い部
１０ 被覆部
１０１ ラミネート材
１０３ 電解液
１０４ 正極（電極）
１０５ 負極（電極）
１ タブリード
２ リード端子
２ａ 電極接続部
２ｂ 外部端子部
３ フィルム部
６ 乾燥剤
７ 第１の樹脂フィルム
７ｃ 覆い部
８ 第２の樹脂フィルム
８ａ 端面
９ 第３の樹脂フィルム
９ｃ 覆い部
１０ 被覆部
Claims (7)
- ラミネート材の内部に少なくとも電極と電解液又は固体電解質とが封入されたラミネート型の非水電解質デバイスに用いられるタブリードであって、
金属材料によって形成され両端部がそれぞれ前記電極に接続される電極接続部と外部機器に接続される外部端子部として設けられたリード端子と、
前記リード端子に両側から密着され前記リード端子と前記ラミネート材との隙間を封止する一対のフィルム部とを備え、
前記フィルム部は厚み方向において第１の樹脂フィルムと第２の樹脂フィルムと第３の樹脂フィルムの三層にされると共に前記第１の樹脂フィルムが熱圧着により前記リード端子に密着され前記第３の樹脂フィルムが熱圧着により前記ラミネート材に密着され、
前記第２の樹脂フィルムは内部に分散された乾燥剤を有すると共に前記第１の樹脂フィルムと前記第３の樹脂フィルムより耐熱性が高くされ、
前記第１の樹脂フィルムと前記第３の樹脂フィルムには前記乾燥剤が分散されず、
前記第１の樹脂フィルム又は前記第３の樹脂フィルムの少なくとも一方に前記第２の樹脂フィルムにおける前記電極接続部側の端面と前記外部端子部側の端面とを覆う被覆部が設けられ、
前記被覆部が前記第１の樹脂フィルムと前記第３の樹脂フィルムの各一部によって設けられた
タブリード。 - 前記被覆部は前記フィルム部の熱圧着時に前記第１の樹脂フィルム又は前記第３の樹脂フィルムの少なくとも一方が熱によって変形されることにより形成される
請求項１に記載のタブリード。 - 前記第２の樹脂フィルムの二つの前記端面を結ぶ方向を被覆方向とし前記被覆部の前記被覆方向における厚さを被覆厚さとしたとき、
前記被覆厚さが０．１ｍｍ以上にされた
請求項１又は請求項２に記載のタブリード。 - 前記第２の樹脂フィルムにおける前記乾燥剤の含有率が重量比で５％以上にされた
請求項３に記載のタブリード。 - 前記第２の樹脂フィルムの厚みが２０μｍ以上にされた
請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載のタブリード。 - 前記第２の樹脂フィルムが架橋された
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５に記載のタブリード。 - ラミネート材の内部に少なくとも電極と電解液又は固体電解質とが封入されタブリードが設けられたラミネート型の非水電解質デバイスであって、
前記タブリードは、
金属材料によって形成され両端部がそれぞれ前記電極に接続される電極接続部と外部機器に接続される外部端子部として設けられたリード端子と、
前記リード端子に両側から密着され前記リード端子と前記ラミネート材との隙間を封止する一対のフィルム部とを備え、
前記フィルム部は厚み方向において第１の樹脂フィルムと第２の樹脂フィルムと第３の樹脂フィルムの三層にされると共に前記第１の樹脂フィルムが熱圧着により前記リード端子に密着され前記第３の樹脂フィルムが熱圧着により前記ラミネート材に密着され、
前記第２の樹脂フィルムは内部に分散された乾燥剤を有すると共に前記第１の樹脂フィルムと前記第３の樹脂フィルムより耐熱性が高くされ、
前記第１の樹脂フィルムと前記第３の樹脂フィルムには前記乾燥剤が分散されず、
前記第１の樹脂フィルム又は前記第３の樹脂フィルムの少なくとも一方に前記第２の樹脂フィルムにおける前記電極接続部側の端面と前記外部端子部側の端面とを覆う被覆部が設けられ、
前記被覆部が前記第１の樹脂フィルムと前記第３の樹脂フィルムの各一部によって設けられた
非水電解質デバイス。
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