JPH11176476A - 電池用接着剤又は粘着剤、及び粘着テープ又はシート - Google Patents
電池用接着剤又は粘着剤、及び粘着テープ又はシートInfo
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- JPH11176476A JPH11176476A JP9344593A JP34459397A JPH11176476A JP H11176476 A JPH11176476 A JP H11176476A JP 9344593 A JP9344593 A JP 9344593A JP 34459397 A JP34459397 A JP 34459397A JP H11176476 A JPH11176476 A JP H11176476A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、電極とセパレータとの積層体から
なる電池素子の固定に用いられる接着剤又は粘着剤、及
び粘着テープ又はシート、特にシート状の電極とセパレ
ータを積層後、渦巻状に巻回してなる渦巻き式電池素子
の巻き終わり部を固定するための電池用接着剤又は粘着
剤、及び粘着テープ又はシートに関する。 【解決手段】電極とセパレータとの積層体からなる電池
素子の固定に用いられる接着剤又は粘着剤であって、接
着剤又は粘着剤が電池電解液に実質的に溶解又は分解す
ることなく、かつ電池電解液に接触後電池素子固定機能
が低下して、電池素子の積層が緩むことを特徴とする。
なる電池素子の固定に用いられる接着剤又は粘着剤、及
び粘着テープ又はシート、特にシート状の電極とセパレ
ータを積層後、渦巻状に巻回してなる渦巻き式電池素子
の巻き終わり部を固定するための電池用接着剤又は粘着
剤、及び粘着テープ又はシートに関する。 【解決手段】電極とセパレータとの積層体からなる電池
素子の固定に用いられる接着剤又は粘着剤であって、接
着剤又は粘着剤が電池電解液に実質的に溶解又は分解す
ることなく、かつ電池電解液に接触後電池素子固定機能
が低下して、電池素子の積層が緩むことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電極とセパレータ
との積層体からなる電池素子の固定に用いられる接着剤
又は粘着剤、及び粘着テープ又はシート、特にシート状
の電極とセパレータを積層後、渦巻状に巻回してなる渦
巻き式電池素子の巻き終わり部を固定するための電池用
接着剤又は粘着剤（以下、接着剤という）、及び粘着テ
ープ又はシート（以下、粘着テープという）に関する。
との積層体からなる電池素子の固定に用いられる接着剤
又は粘着剤、及び粘着テープ又はシート、特にシート状
の電極とセパレータを積層後、渦巻状に巻回してなる渦
巻き式電池素子の巻き終わり部を固定するための電池用
接着剤又は粘着剤（以下、接着剤という）、及び粘着テ
ープ又はシート（以下、粘着テープという）に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より二次電池として種々の構造のも
のが知られているが、近年、小型電子機器の普及に伴
い、電源用電池としての二次電池にも、高容量、高密度
化が求められている。 このため、従来の水系電解液電
池であるＮｉ−Ｃｄ電池等から、有機電解液電池である
リチウム電池に置き替りつつある。このリチウム電池に
おいて、充電可能なリチウム二次電池であるリチウムイ
オン電池の電池素子の構造としては、シート状の電極を
多孔質膜であるセパレータを介して積層後、渦巻き状に
巻いた渦巻き式構造が一般的である。この電池素子は通
常、その積層体の巻き終わり部を接着剤又は粘着テープ
で固定して、巻き緩まないようにした状態で電池ケース
内に収納されている。
のが知られているが、近年、小型電子機器の普及に伴
い、電源用電池としての二次電池にも、高容量、高密度
化が求められている。 このため、従来の水系電解液電
池であるＮｉ−Ｃｄ電池等から、有機電解液電池である
リチウム電池に置き替りつつある。このリチウム電池に
おいて、充電可能なリチウム二次電池であるリチウムイ
オン電池の電池素子の構造としては、シート状の電極を
多孔質膜であるセパレータを介して積層後、渦巻き状に
巻いた渦巻き式構造が一般的である。この電池素子は通
常、その積層体の巻き終わり部を接着剤又は粘着テープ
で固定して、巻き緩まないようにした状態で電池ケース
内に収納されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このリ
チウムイオン電池においては、充電時にリチウムイオン
が正極から脱ドープされ、セパレータを通過して、負極
にドープされるが、この際、負極においてはその負極活
物質内にリチウムを取り込む結果、負極活物質の膨張が
引き起こされる。 この負極活物質としては、カーボン
素材が多く使用されており、その中でグラファイト系は
リチウムイオンのドープによる膨張度合いが大きいとさ
れている。ここで、上記電池素子構造では、その巻き終
わり部が接着剤又は粘着テープで固定されて、巻き緩ま
ないようにされているため、結果として、電池充電時の
電池素子の膨張を抑制することになっている。 このよ
うに電池充填時の素子膨張が抑制されると、電池内部に
ストレスがもたらされ、このストレスにより正・負極活
物質及びセパレータの破壊、集電体と活物質の密着性低
下等が発生し、電池特性（サイクル特性）の低下が起こ
っていた。特にグラファイト系を負極活物質に用いた場
合、前述の理由により、その傾向が大きい。また、接着
剤が電解液に溶解、分解することで、接着力が減少し、
巻き緩むことにより、素子膨張が抑制されないようにす
ることも可能であるが、接着剤成分が電解液中に拡散す
ることによる電解液特性の低下に起因する電池特性の低
下が懸念される。
チウムイオン電池においては、充電時にリチウムイオン
が正極から脱ドープされ、セパレータを通過して、負極
にドープされるが、この際、負極においてはその負極活
物質内にリチウムを取り込む結果、負極活物質の膨張が
引き起こされる。 この負極活物質としては、カーボン
素材が多く使用されており、その中でグラファイト系は
リチウムイオンのドープによる膨張度合いが大きいとさ
れている。ここで、上記電池素子構造では、その巻き終
わり部が接着剤又は粘着テープで固定されて、巻き緩ま
ないようにされているため、結果として、電池充電時の
電池素子の膨張を抑制することになっている。 このよ
うに電池充填時の素子膨張が抑制されると、電池内部に
ストレスがもたらされ、このストレスにより正・負極活
物質及びセパレータの破壊、集電体と活物質の密着性低
下等が発生し、電池特性（サイクル特性）の低下が起こ
っていた。特にグラファイト系を負極活物質に用いた場
合、前述の理由により、その傾向が大きい。また、接着
剤が電解液に溶解、分解することで、接着力が減少し、
巻き緩むことにより、素子膨張が抑制されないようにす
ることも可能であるが、接着剤成分が電解液中に拡散す
ることによる電解液特性の低下に起因する電池特性の低
下が懸念される。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の接着剤又は粘着
テープは、かかる課題を解決するためになされたもので
あり、電解液に接触するまでは巻き終わり部を固定する
機能を有し、接着剤又は粘着剤が電解液に接触後は実質
的に溶解又は分解することなく、接着力が低下して固定
機能が低下、もしくは接着力がゼロとなり剥離して、そ
の結果電池素子の巻き緩みが起こり、電池充電時の電池
素子の膨張が抑制されず応力が緩和され、素子の構成材
料に与えるストレスを低減でき、これらに起因する電池
特性の低下を回避できる。また、接着剤が電解液に実質
的に溶解、又は分解しないため、これらに起因する電池
特性の低下も回避することができる。
テープは、かかる課題を解決するためになされたもので
あり、電解液に接触するまでは巻き終わり部を固定する
機能を有し、接着剤又は粘着剤が電解液に接触後は実質
的に溶解又は分解することなく、接着力が低下して固定
機能が低下、もしくは接着力がゼロとなり剥離して、そ
の結果電池素子の巻き緩みが起こり、電池充電時の電池
素子の膨張が抑制されず応力が緩和され、素子の構成材
料に与えるストレスを低減でき、これらに起因する電池
特性の低下を回避できる。また、接着剤が電解液に実質
的に溶解、又は分解しないため、これらに起因する電池
特性の低下も回避することができる。
【０００５】即ち本発明は、電極とセパレータとの積層
体からなる電池素子の固定に用いられる接着剤又は粘着
剤及び粘着テープ又はシートであって、接着剤又は粘着
剤が電池電解液に実質的に溶解又は分解することなくか
つ固定機能が低下して、もしくは電池素子から剥離し
て、電池素子の積層が緩むことを特徴とする電池用接着
剤又は粘着剤、及び粘着テープ又はシートに係るもので
ある。
体からなる電池素子の固定に用いられる接着剤又は粘着
剤及び粘着テープ又はシートであって、接着剤又は粘着
剤が電池電解液に実質的に溶解又は分解することなくか
つ固定機能が低下して、もしくは電池素子から剥離し
て、電池素子の積層が緩むことを特徴とする電池用接着
剤又は粘着剤、及び粘着テープ又はシートに係るもので
ある。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の電池用接着剤又は粘着剤
は、電池電解液に接触又は浸漬された状態で、実質的に
溶解又は分解されることなく、か電解液に接触後はその
接着力が低下して電池素子固定機能が低下することが重
要である。 かかる電池素子固定機能の低下により、電
池素子の積層の緩み、すなわち巻き緩みが起こる。ここ
で接着剤が電解液に実質的に溶解又は分解されないと
は、具体的には接着剤が電解液に接触又は浸漬された状
態で溶解又は分解による重量減少率が５０％未満、好ま
しくは３０〜０％であることをいう。 この重量減少率
が５０％以上となる場合、電解液への接着剤成分の拡散
による電解液特性の低下する割合が増し、これらに起因
する電池特性の低下が顕著となるため、好ましくない。
この重量減少率は、後述の実施例における重量変化の
測定により得ることができる。また、接着力が低下して
電池素子固定機能が低下する理由としては、電解液が粘
着剤と特定被着体の間に浸入することにより、接着面積
が減少するためと考えられる。 ここで、接着力が低下
して電池素子固定機能が低下する程度は、結果的に電池
素子の巻き緩みが発生する限り特に限定されないが、本
発明においては、特定被着体に対する接着力が２０ｇｆ
／１０ｍｍ未満、好ましくは１０〜０ｇｆ／１０ｍｍ程
度となることが望ましい。 この接着力が２０ｇｆ／１
０ｍｍ以上の場合、電池充電時の負極活物質の体積膨張
による電池素子の膨張が抑制されて応力が緩和されず、
電池素子の構成材料にストレスを与える割合が高くな
り、これらに起因する電池特性の低下が回避されなくな
る恐れがある。ここで、特定被着体とは、電池素子にお
いて巻き終わり部などを固定するために接着剤又は粘着
剤にて貼り付けられる部分をいう。 例えば、リチウム
イオン電池の場合、その多くが素子の最外周にポリエチ
レン多孔質膜であるセパレータが巻き付けられており、
この部分が被着体として接着剤又は粘着テープにて貼り
付けられ、巻き終わり部が固定されている。
は、電池電解液に接触又は浸漬された状態で、実質的に
溶解又は分解されることなく、か電解液に接触後はその
接着力が低下して電池素子固定機能が低下することが重
要である。 かかる電池素子固定機能の低下により、電
池素子の積層の緩み、すなわち巻き緩みが起こる。ここ
で接着剤が電解液に実質的に溶解又は分解されないと
は、具体的には接着剤が電解液に接触又は浸漬された状
態で溶解又は分解による重量減少率が５０％未満、好ま
しくは３０〜０％であることをいう。 この重量減少率
が５０％以上となる場合、電解液への接着剤成分の拡散
による電解液特性の低下する割合が増し、これらに起因
する電池特性の低下が顕著となるため、好ましくない。
この重量減少率は、後述の実施例における重量変化の
測定により得ることができる。また、接着力が低下して
電池素子固定機能が低下する理由としては、電解液が粘
着剤と特定被着体の間に浸入することにより、接着面積
が減少するためと考えられる。 ここで、接着力が低下
して電池素子固定機能が低下する程度は、結果的に電池
素子の巻き緩みが発生する限り特に限定されないが、本
発明においては、特定被着体に対する接着力が２０ｇｆ
／１０ｍｍ未満、好ましくは１０〜０ｇｆ／１０ｍｍ程
度となることが望ましい。 この接着力が２０ｇｆ／１
０ｍｍ以上の場合、電池充電時の負極活物質の体積膨張
による電池素子の膨張が抑制されて応力が緩和されず、
電池素子の構成材料にストレスを与える割合が高くな
り、これらに起因する電池特性の低下が回避されなくな
る恐れがある。ここで、特定被着体とは、電池素子にお
いて巻き終わり部などを固定するために接着剤又は粘着
剤にて貼り付けられる部分をいう。 例えば、リチウム
イオン電池の場合、その多くが素子の最外周にポリエチ
レン多孔質膜であるセパレータが巻き付けられており、
この部分が被着体として接着剤又は粘着テープにて貼り
付けられ、巻き終わり部が固定されている。
【０００７】本発明の接着剤又は粘着剤の具体的な構成
材料は、電解液に実質的に溶解又は分解することなく、
かつ電解液に接触後に結果的に電池素子固定機能が低
下、もしくは電池素子から剥離する限り特に限定されな
いが、例えばアクリル酸ブチルなどのアクリル酸アルキ
ルエステルモノマーとアクリル酸ヒドロキシエチルなど
の官能基含有モノマーとの共重合体を部分的に架橋した
ものが挙げられる。
材料は、電解液に実質的に溶解又は分解することなく、
かつ電解液に接触後に結果的に電池素子固定機能が低
下、もしくは電池素子から剥離する限り特に限定されな
いが、例えばアクリル酸ブチルなどのアクリル酸アルキ
ルエステルモノマーとアクリル酸ヒドロキシエチルなど
の官能基含有モノマーとの共重合体を部分的に架橋した
ものが挙げられる。
【０００８】また本発明は、かかる粘着剤を適宜基材の
少なくとも片面に設けて成る電池用粘着テープ又はシー
トも提供する。本発明の粘着テープに用いる基材の具体
例は、特に限定されないが、例えば、ポリエチレンテレ
フタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリプロピ
レン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリメチルメ
タクリレートなどの無延伸あるいは延伸フィルムなどが
挙げられる。
少なくとも片面に設けて成る電池用粘着テープ又はシー
トも提供する。本発明の粘着テープに用いる基材の具体
例は、特に限定されないが、例えば、ポリエチレンテレ
フタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリプロピ
レン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリメチルメ
タクリレートなどの無延伸あるいは延伸フィルムなどが
挙げられる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明する
が、これらに限定されるものではない。表１に示す配合
組成の接着剤又は粘着剤を得、これらの電解液浸漬後の
接着力、電解液に浸漬後の重量減少率、及び巻き終わり
部を固定する機能の低下を巻き緩み性として、以下の方
法で評価し、その結果を表２に示す。
が、これらに限定されるものではない。表１に示す配合
組成の接着剤又は粘着剤を得、これらの電解液浸漬後の
接着力、電解液に浸漬後の重量減少率、及び巻き終わり
部を固定する機能の低下を巻き緩み性として、以下の方
法で評価し、その結果を表２に示す。
【００１０】
【表１】
【００１１】
【表２】
【００１２】（接着力）セパレータ（ポリエチレン製多
孔質膜）同士を得られた接着剤又は粘着剤（３０μｍ
厚）で貼り合せ、電解液溶媒として、エチレンカボネー
ト（ＥＣ）：ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）：ジエチ
ルカーボネート（ＤＥＣ）＝１：１：１（体積比）を調
整し、これに浸漬する。 次いで、６０℃で１日保存後
取り出し、直ちに引張試験機にて、３００ｍｍ／ｍｉｎ
の速度で両端を剥がした時の荷重を測定する。
孔質膜）同士を得られた接着剤又は粘着剤（３０μｍ
厚）で貼り合せ、電解液溶媒として、エチレンカボネー
ト（ＥＣ）：ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）：ジエチ
ルカーボネート（ＤＥＣ）＝１：１：１（体積比）を調
整し、これに浸漬する。 次いで、６０℃で１日保存後
取り出し、直ちに引張試験機にて、３００ｍｍ／ｍｉｎ
の速度で両端を剥がした時の荷重を測定する。
【００１３】（重量減少率）十分に乾燥した各接着剤又
は粘着剤の重量を秤量計で測定し、初期重量とする。一
方、電解液溶媒として、エチレンカボネート（ＥＣ）：
ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）：ジエチルカーボネー
ト（ＤＥＣ）＝１：１：１（体積比）を調整し、これに
各接着剤又は粘着剤を浸漬する。 次いで、６０℃で１
日保存後取り出し、十分に乾燥した後、重量を秤量計で
測定し、浸漬後の重量とした。 初期と浸漬後の重量に
ついて、次式で重量減少率を算出した。 重量減少率（％）＝ １００−（浸漬後の重量／初期の
重量）×１００
は粘着剤の重量を秤量計で測定し、初期重量とする。一
方、電解液溶媒として、エチレンカボネート（ＥＣ）：
ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）：ジエチルカーボネー
ト（ＤＥＣ）＝１：１：１（体積比）を調整し、これに
各接着剤又は粘着剤を浸漬する。 次いで、６０℃で１
日保存後取り出し、十分に乾燥した後、重量を秤量計で
測定し、浸漬後の重量とした。 初期と浸漬後の重量に
ついて、次式で重量減少率を算出した。 重量減少率（％）＝ １００−（浸漬後の重量／初期の
重量）×１００
【００１４】（巻き緩み性）ポリプロピレン製のチュー
ブ（直径：約１０ｍｍ）にセパレータ（ポリエチレン製
多孔質膜）（２５ｍｍ長）を、２００ｇｆ荷重で巻き、
端末を２軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）フィルム（厚
さ３０μｍ）に得られた接着剤又は粘着剤を３０μｍ厚
で設けた粘着テープで約半周巻き止めた後、室温で１日
放置して、巻き緩みの有無を確認して、これを浸漬前の
結果とする。 次いで、前記と同様の電解液溶媒に浸漬
し、６０℃で１日保存後、巻き緩みの有無を確認して、
これを浸漬後の結果とする。
ブ（直径：約１０ｍｍ）にセパレータ（ポリエチレン製
多孔質膜）（２５ｍｍ長）を、２００ｇｆ荷重で巻き、
端末を２軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）フィルム（厚
さ３０μｍ）に得られた接着剤又は粘着剤を３０μｍ厚
で設けた粘着テープで約半周巻き止めた後、室温で１日
放置して、巻き緩みの有無を確認して、これを浸漬前の
結果とする。 次いで、前記と同様の電解液溶媒に浸漬
し、６０℃で１日保存後、巻き緩みの有無を確認して、
これを浸漬後の結果とする。
【００１５】
【発明の効果】以上のように本発明の電池用接着剤又は
粘着剤、及び粘着テープ又はシートによれば、電池充電
時の電池素子の膨張が抑制されず応力が緩和され、素子
の構成材料に与えるストレスを低減でき、これらに起因
する電池特性の低下を回避できるという効果がある。ま
た、接着剤が電解液に実質的に溶解、分解しないため、
これらに起因する電池特性の低下も回避することができ
る。
粘着剤、及び粘着テープ又はシートによれば、電池充電
時の電池素子の膨張が抑制されず応力が緩和され、素子
の構成材料に与えるストレスを低減でき、これらに起因
する電池特性の低下を回避できるという効果がある。ま
た、接着剤が電解液に実質的に溶解、分解しないため、
これらに起因する電池特性の低下も回避することができ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大島 俊幸 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 奥野 敏光 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 電極とセパレータとの積層体からなる電
池素子の固定に用いられる接着剤又は粘着剤であって、
接着剤又は粘着剤が電池電解液に実質的に溶解又は分解
することなく、かつ電池電解液に接触後電池素子固定機
能が低下して、電池素子の積層が緩むことを特徴とする
電池用接着剤又は粘着剤。 - 【請求項２】 電極とセパレータとの積層体からなる電
池素子の固定に用いられる接着剤又は粘着剤であって、
接着剤又は粘着剤が電池電解液に実質的に溶解又は分解
することなく、かつ電池電解液に接触後電池素子から剥
離することを特徴とする電池用接着剤又は粘着剤。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の電池用接着剤又は
粘着剤が、基材の少なくとも片面に設けられてなる電池
用粘着テープ又はシート。 - 【請求項４】 電池素子が、シート状の電極とセパレー
タを積層後、渦巻状に巻回してなる渦巻き式電池素子で
あることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の電
池用接着剤又は粘着剤、及び粘着テープ又はシート。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34459397A JP3943217B2 (ja) | 1997-12-15 | 1997-12-15 | 電池用接着剤又は粘着剤、及び粘着テープ又はシート |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34459397A JP3943217B2 (ja) | 1997-12-15 | 1997-12-15 | 電池用接着剤又は粘着剤、及び粘着テープ又はシート |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11176476A true JPH11176476A (ja) | 1999-07-02 |
| JP3943217B2 JP3943217B2 (ja) | 2007-07-11 |
Family
ID=18370476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34459397A Expired - Lifetime JP3943217B2 (ja) | 1997-12-15 | 1997-12-15 | 電池用接着剤又は粘着剤、及び粘着テープ又はシート |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3943217B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003338307A (ja) * | 2002-03-13 | 2003-11-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池およびこれに用いる渦巻状電極群の製造方法 |
| JP2006040812A (ja) * | 2004-07-29 | 2006-02-09 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解質電池 |
| US7695530B2 (en) | 2004-11-12 | 2010-04-13 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Method for producing a secondary cell having flat wound electrode body |
| WO2012077293A1 (ja) * | 2010-12-10 | 2012-06-14 | パナソニック株式会社 | リチウムイオン電池の製造方法 |
| EP2492992A1 (en) | 2011-02-28 | 2012-08-29 | Nitto Denko Corporation | Pressure-sensitive adhesive tape for battery and battery using the pressure-sensitive adhesive tape |
| EP2514794A1 (en) | 2011-04-20 | 2012-10-24 | Nitto Denko Corporation | Pressure-sensitive adhesive tape for electrochemical device |
| EP2607441A2 (en) | 2011-12-20 | 2013-06-26 | Nitto Denko Corporation | Pressure-sensitive adhesive tape for battery, battery using the pressure-sensitive adhesive tape and process for manufacturing a battery |
| EP2784140A1 (en) | 2013-03-29 | 2014-10-01 | Nitto Denko Corporation | Pressure-sensitive adhesive tape for electrochemical device |
-
1997
- 1997-12-15 JP JP34459397A patent/JP3943217B2/ja not_active Expired - Lifetime
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