JPWO2019097877A1 - 樹脂成形体およびタブリード - Google Patents

Abstract

樹脂成形体は、酸基含有ポリオレフィン樹脂を含有する樹脂成分と、粒径が５μｍ以下であり、マグネシウムおよびカルシウムの少なくともいずれか一方を含有する、樹脂成分１００質量部当たり１質量部以上２０質量部以下の受酸剤と、を含有する樹脂組成物からなる。上記樹脂成分は０．０５質量％以上５質量％以下の酸基含有部位を含む。

Description

本開示は、樹脂成形体およびタブリードに関するものである。本出願は、２０１７年１１月１７日出願の日本出願第２０１７-２２１４７６号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。

種々の分野において、腐食性を有する酸性の液体による金属の腐食を抑制することが可能な樹脂が求められている。例えば電子機器の小型化および電力使用量の増大に伴い、軽量かつ薄型でありながらエネルギー密度の高い二次電池（例えばリチウムイオン電池など）の開発が進められている。そのような二次電池においては金属の腐食のおそれがあることから、上記のような樹脂が求められる場合がある。

特許文献１および特許文献２には、二次電池に適用可能な電池の構成が開示されている。この電池は、正極、負極、電解液等が封入袋に封入され、正極および負極にはそれぞれリード線が接続された構造を有する。リード線の一部は封入袋から外部に取り出されている。このリード線はタブリードと呼ばれ、リード導体の一部の領域に樹脂成形体（樹脂フィルムなど）が配置された構造を有する。樹脂成形体は封入袋とリード導体との間に生じるすき間を封止するように配置されている。

特開平１１−３５４０８７号 特開２０１７−６９１２０号公報

本開示の実施の形態に係る樹脂成形体は、酸基含有ポリオレフィン樹脂を含有する樹脂成分と、粒径が５μｍ以下であり、マグネシウムおよびカルシウムの少なくともいずれか一方を含有する、樹脂成分１００質量部当たり１質量部以上２０質量部以下の受酸剤と、を含有する樹脂組成物からなる。前記樹脂成分は０．０５質量％以上５質量％以下の酸基含有部位を含む。

実施の形態に係るタブリードの一例を示す図である。 図１の線分ＩＩ−ＩＩに沿う断面を矢印の向きに見た状態に対応する概略断面図である。 実施の形態に係るタブリードを用いた封入袋型の電池の一例を示す図である。 封入袋の内部の構造を示す模式図である。 実施の形態に係るタブリードを用いた電池の概略断面図である。 実施の形態に係るタブリードを用いた電池の構成例を示す図である。

［本開示が解決しようとする課題］
腐食性を有する酸の存在下においては、金属が腐食して問題が生じる場合がある。例えば特許文献１及び２のような電池においては、封入袋とリード導体との間に樹脂成形体を配置して封入袋とリード導体との間に生じる空間を封止することにより封入袋の密封性が大幅に向上する。しかしながら、そのように密封したとしても封入袋内部への水分の侵入を完全に防止することは困難である。封入袋内部に水分が侵入すると、その水分は封入袋内部に封入された電解液と反応して、腐食性の酸であるフッ化水素酸が生成する。このフッ化水素酸は金属からなるリード導体を腐食する。リード導体が腐食すると、リード導体から樹脂成形体が剥離して封入袋の密封性が減少し、封入袋内部に封入された電解液が外部に漏れるおそれもある。このように、腐食性を有する酸性の液体による金属の腐食を抑制することが求められる。

そこで、腐食性を有する酸性の液体による金属の腐食を抑制することが可能な樹脂成形体、および電極と電解液とが封入袋に封入され、電極に接続されたリード線の一部が封入袋外部に位置するよう配置された電池において、上記樹脂成形体が採用されることにより、リード導体の腐食による密封性の低下を抑制することが可能なタブリードを提供することを目的の１つとする。
［本開示の効果］

上記樹脂成形体によれば、腐食性を有する酸性の液体による金属の腐食を抑制することが可能な樹脂成形体、および電極と電解液とが封入袋に封入され、電極に接続されたリード線の一部が封入袋外部に位置するよう配置された電池において、上記樹脂成形体が採用されることにより、リード導体の腐食による密封性の低下を抑制することが可能なタブリードを提供することが可能となる。
［本開示の実施形態の説明］

最初に本開示の実施態様を列記して説明する。本開示の樹脂成形体は、酸基含有ポリオレフィン樹脂を含有する樹脂成分と、粒径が５μｍ以下であり、マグネシウムおよびカルシウムの少なくともいずれか一方を含有する、樹脂成分１００質量部当たり１質量部以上２０質量部以下の受酸剤と、を含有する樹脂組成物からなる。上記樹脂成分は０．０５質量％以上５質量％以下の酸基含有部位を含む。

本開示の樹脂成形体は上述のような構成を有することにより、腐食性を有する酸が存在する環境下にあっても、金属材料に対して充分な接着性を発揮する樹脂成形体を得ることができる。また受酸剤の量は、樹脂成分１００質量部当たり１質量部以上２０質量部以下である。受酸剤の配合割合および酸基含有部位の量をこのような範囲でバランスよく制御することにより、金属材料に対する充分な接着性を維持しつつ、成形性の低下を抑制することができる。また受酸剤の粒径が５μｍ以下である。このような微小な粒径を有する受酸剤を含有することで、受酸剤が樹脂組成物全体にわたって広く分散され、ムラなく酸捕捉機能が発揮される樹脂成形体を得ることができる。その結果、充分な酸捕捉機能を発揮するために必要な受酸剤の量を低減することができ、酸基含有部位と受酸剤との間の反応を充分に抑制することができる。

上記樹脂成形体は、フィルム状の形状を有するのが好ましい。フィルムは取り扱いやすく、加工が容易である点で好ましい。

上記樹脂成形体において、酸基含有部位がカルボン酸基（カルボキシ基）を含有するのが好ましい。酸基としてカルボン酸基を含有する場合、成形性の低下が起こりにくく、かつ金属材料に対する充分な接着力を発揮する点で好ましい。

上記樹脂成形体において、上記受酸剤が、水酸化マグネシウム、ハイドロタルサイト、酸化マグネシウム、および炭酸カルシウムからなる群から選択される少なくとも１種の無機化合物であるのが好ましい。これらの無機化合物は、成形性と、酸の捕捉効果とのバランスが良好な点で好ましい。

上記樹脂成形体において、上記酸基含有ポリオレフィン樹脂が、無水マレイン酸変性ポリプロピレン、およびポリプロピレンとエチレン−メタアクリル酸共重合体との組合せのうち少なくともいずれか一方を含むのが好ましい。これらの樹脂を使用することで、成形性の低下が特に起こりにくく、金属材料に対する充分な接着力が発揮される点で特に好ましい。

上記樹脂成形体は、電池の電源取り出し部封止用材料として使用されてもよい。上記樹脂成形体は、腐食性の酸が存在するような環境における封止材として特に好適に使用することができる。

上記樹脂成形体は、無水マレイン酸変性ポリプロピレンを含有する樹脂成分と、前記樹脂成分１００質量部当たり１質量部以上２０質量部以下の受酸剤とを含有する樹脂組成物からなり、前記受酸剤が、粒径が３μｍ以下の酸化マグネシウムを含有し、前記樹脂成分が０．５質量％以上３質量％以下の酸基含有部位を含む。この形態は、優れた耐電解質液性を有する。

本開示のタブリードは、帯状のリード導体と、リード導体の長手方向の両端部を含む領域を除く、長手方向の一部の領域の外周側を覆うように配置された上記樹脂成形体からなる樹脂部と、を備える。

上述のように、上記樹脂組成物は腐食性の酸が発生するような環境において、充分な酸捕捉効果と、金属材料に対する充分な接着性とを有する。したがって、リード導体と、リード導体の一部を覆うように上記樹脂成形体とが配置されるタブリードとして好適に使用することができる。このようなタブリードを用いることで、電極と電解液とが封入袋に封入され、電極に接続されたリード導体の一部が封入袋外部に位置するよう配置される封入袋型の電池において、リード導体の腐食による密封性の低下を抑制し、封入袋からの電解液の漏れのおそれが少ない電池を提供することが可能となる。

上記タブリードにおいては、リード導体が、アルミニウム、ニッケル、アルミニウム合金、およびニッケル合金から選択される少なくとも１種からなるものであってもよい。これらのリード導体を用いることで、導電性がよく、かつ樹脂部との接着性が充分で封入袋からの電解液の漏れのおそれが少ない電池を提供することが容易となる。

上記タブリードにおいて、リード導体は表面未処理アルミニウム導体であってもよい。本開示のタブリードは、表面未処理アルミニウム導体を用いた場合においても樹脂部とリード導体間の接着性が充分に維持される点で好ましい。

上記タブリードにおいて、リード導体を構成する金属に樹脂部が直接接触するように樹脂部が配置されていてもよい。本開示のタブリードは、リード導体と樹脂部との間に接着層や表面処理層等の他の層が設けられていなくても充分な接着性を維持することができる。また接着層や表面処理層などの他の層を設けなくてもよいことにより、生産性やコストの面でも有利な点で好ましい。

［本開示の実施形態の詳細］
次に、図面を参照しつつ本開示にかかる樹脂成形体およびタブリードの一実施の形態を以下に説明する。

図１は、本実施の形態に係るタブリードの一例を示す図である。また図２は本実施の形態に係るタブリードの断面図である。図１および図２を参照して、タブリード２０は、リード導体１と、樹脂部２とを備える。樹脂部２においては、樹脂成分からなるマトリクス１５に、受酸剤の粒子２５が分散されている。

［リード導体］
リード導体１は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム合金、ニッケル合金またはニッケルめっき銅、あるいはニッケルクラッド銅などで形成される。なお、リチウムイオン電池やリチウムイオンキャパシタでは、正極側のリード導体にはアルミニウムやアルミニウム合金が使用され、負極側のリード導体にはニッケルやニッケル合金、ニッケルめっきを施した銅などが使用される。

本実施の形態において、リード導体１は接着性を高めるための表面処理が行われていてもよく、表面が未処理であってもよい。本実施の形態に係る樹脂成形体は、なかでも表面未処理アルミニウム導体に対して充分に高い接着性を有することを特徴とする。したがってリード導体１が表面未処理アルミニウム導体である場合に、本実施の形態に係る樹脂成形体は好適に使用される。この場合、リード導体１を構成する金属（表面未処理アルミニウム導体）に樹脂部２が直接接触するように、樹脂部２を配置したタブリード２０を得ることができる。また表面処理を行う場合、その処理としてはクロメート処理などが挙げられる。

リード導体１は帯状の形状を有し、その寸法は必要に応じて適宜設定される。一例として、本実施の形態においては、厚さが０．０５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下、幅が１ｍｍ以上１００ｍｍ以下、長さが１０ｍｍ以上６０ｍｍ以下の帯状の形状を有する導体を用いる。
このようなリード導体１は、例えば厚さが０．０５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の金属箔を所定の大きさにカットすることにより作製することができる。

［樹脂部］
樹脂部２は、リード導体１の長手方向の両端部を含む領域を除く、長手方向の一部の領域の外周側を覆うように配置される。リード導体１の長手方向の両端部は、電極や端子などの導電部位と電気的に接続されるため、樹脂部２が形成されず露出された状態である。
樹脂部２は、上記両端部以外の一部の領域において、その外周側を覆うように配置される。樹脂部２は、例えば２枚の樹脂フィルム（樹脂成形体に相当）２１，２２を、リード導体１を挟むようにして互いに貼り合わせることにより形成される。樹脂フィルム２１，２２の幅はリード導体１の幅よりも広く、これにより封止性を高めている。例えば樹脂フィルム２１，２２としては、厚みが例えば３０μｍ以上２００μｍ以下、長さが例えば２ｍｍ以上１０ｍｍ以下、幅が例えば３ｍｍ以上１１０ｍｍ以下といった寸法を有するものが用いられる。

樹脂部２を構成する樹脂フィルム２１，２２は、樹脂成分と受酸剤とを含む樹脂組成物からなる樹脂成形体である。なお樹脂成形体の形態は、必ずしもフィルム状態でなくてもよい。たとえば、リード導体１上の周囲に樹脂組成物を塗布又は押出成形することにより形成されるシームレスな樹脂層であってもよい。フィルムを使用する場合、単一のフィルムをリード導体１に巻きつけて樹脂部２を形成することも可能である。

また図２に示すタブリード２０においては樹脂フィルム２１，２２がそれぞれ単層構造で示されているが、単層の樹脂フィルム２１および樹脂フィルム２２の代わりに、複数の樹脂フィルムを含む積層体を使用してもよい。タブリード２０がそのような積層体を含む場合、積層体を構成するすべての層が受酸剤を含んでいる必要はなく、リード導体１の表面に直接接触する層が、受酸剤を含む上記樹脂成形体から形成されていればよい。

［樹脂成分］
樹脂成分はポリオレフィン樹脂に酸含有基が導入された酸基含有ポリオレフィン樹脂を含有する。ポリオレフィン樹脂とは、ラジカル重合性不飽和二重結合を有するオレフィン系単量体を重合又は共重合させてなる合成樹脂である。オレフィン系単量体としては、特に限定されず、例えば、エチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテン、４−メチル−１−ペンテンなどのα−オレフィンや、ブタジエン、イソプレンなどの共役ジエンなどが挙げられる。オレフィン系単量体は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。

ポリオレフィン樹脂としては、特に限定されず、例えば、エチレンの単独重合体（ポリエチレン）、エチレン成分を５０質量％超含有する、エチレンとエチレン以外のα−オレフィンとの共重合体などのポリエチレン系樹脂、プロピレンの単独重合体（ポリプロピレン）、プロピレン成分を５０質量％超含有する、プロピレンとプロピレン以外のα−オレフィンとの共重合体などのポリプロピレン系樹脂、ブテンの単独重合体（ポリブテン）、ブタジエンやイソプレンなどの共役ジエンの単独重合体又は共重合体などが挙げられる。

酸基含有ポリオレフィン樹脂としては、特に限定されないが、ポリオレフィン樹脂が不飽和カルボン酸で変性されてなる不飽和カルボン酸変性ポリオレフィン樹脂が好ましい。上記不飽和カルボン酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、ケイヒ酸、イタコン酸、シトラコン酸、フマール酸の他に、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸などの不飽和カルボン酸無水物が挙げられる。このうち、リード導体１と樹脂部２との間の接着性などの観点から、マレイン酸又は無水マレイン酸が好ましい。

酸基含有ポリオレフィン樹脂は、酸変性により導入される酸性基以外の極性基を含有する成分と、非極性の成分とを有していてもよい。また極性基を含有する成分と、非極性の成分とが共重合して主鎖が構成されていてもよい。また非極性の成分からなる主鎖に極性基を有する成分がグラフトされていてもよい。酸基含有ポリオレフィン樹脂中において、極性基を含有する成分と、非極性の成分とが規則的に導入されていてもよいし不規則に導入されていてもよい。上記極性基としては、特に限定するものではないが、例えば、アルコキシ基、エポキシ基、カルボキシル基、水酸基、無水マレイン酸基、イソシアネート基、アルデヒド基などが挙げられる。

酸基含有ポリオレフィン樹脂としては、（無水）マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂が好ましい。（無水）マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂はリード導体１に対する接着性を有し、封止性に優れる。（無水）マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂は、ポリオレフィン樹脂に（無水）マレイン酸がグラフト重合されている。（無水）マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂としては、（無水）マレイン酸変性ポリエチレン樹脂、（無水）マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂が挙げられる。なかでも酸基含有ポリオレフィン樹脂が、無水マレイン酸変性ポリプロピレン、およびポリプロピレンとエチレン−メタアクリル酸共重合体との組合せのうち少なくともいずれか一方を含むのが好ましい。

酸基含有ポリオレフィン樹脂は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。上記樹脂成分は酸基含有ポリオレフィン樹脂と、酸基を含有しない未変性のポリオレフィン樹脂との両方を含有していてもよい。

樹脂成分は０．０５質量％以上５質量％以下の酸基含有部位を有する。ここで「酸基含有部位」とは、樹脂の高分子鎖内に酸基を含有する部位が化学的に結合したもの、および遊離カルボン酸などの遊離の酸が含まれる。金属材料に対する樹脂の接着性を高める観点からは、樹脂の高分子鎖内に酸基を含有する部位が化学的に結合したものであるのが好ましい。また、酸基含有部位の「酸基」には、カルボン酸やスルホン酸などの酸基のみならず、無水ジカルボン酸などの酸無水物基も含まれる。

酸基含有部位の量は、例えばＮＭＲ（Ｎｕｃｌｅａｒ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ：核磁気共鳴）スペクトルの公知の分析方法に基づいて算出することができる。またポリオレフィン樹脂全体の量に対する、変性のために配合された酸の配合量から算出することもできる。例えば、無水マレイン酸により、ポリエチレン又はポリプロピレンなどのポリオレフィンを変性した無水マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂の場合、ポリオレフィン部分に対する無水マレイン酸の比率をＮＭＲスペクトルから算出することができる。また上記無水マレイン酸の比率は、ＦＴ−ＩＲ（Ｆｏｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）により、１７００ｃｍ^−１近傍において検出されるカルボニル部位由来のピークの強度に基づいて定量的に算出することもできる。

また樹脂成分が酸基含有ポリオレフィン樹脂と、酸基を含有しない未変性のポリオレフィン樹脂との混合物の場合、酸基含有部位の量は、未変性ポリオレフィン樹脂も含めたポリオレフィン樹脂全体における酸基含有部位の割合として算出する。

樹脂成分全体における酸基含有部位の割合は０．０５質量％以上５質量％以下である。樹脂成分全体における酸基含有部位の割合が０．０５質量％以上であることにより、金属材料に対する樹脂成分の接着性を充分なレベルに維持することができる。また５質量％以下であることにより、成形性の低下を抑制することができる。下限は好ましくは０．１質量％、より好ましくは０．５質量％である。また上限は好ましくは４質量％、より好ましくは３質量％である。

［受酸剤］
上記樹脂組成物は受酸剤を含む。受酸剤はマグネシウムおよびカルシウムの少なくともいずれか一方を含有する無機化合物である。

受酸剤としては、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、ハイドロタルサイト（代表的な組成として、Ｍｇ_６Ａｌ_２（ＯＨ）_１６ＣＯ_３・４Ｈ_２Ｏなど）などのマグネシウム化合物および炭酸カルシウムなどのカルシウム化合物などが挙げられる。取扱性の容易さから、弱塩基性の化合物であるのが好ましい。

受酸剤の粒子２５の粒径は５μｍ以下である。本明細書において、受酸剤の粒径は平均粒子径を意味する。粒径が５μｍ以下の細かい粒子であることで、樹脂組成物中に良好な状態で分散することができる。受酸剤の粒径は、好ましくは４μｍ以下、より好ましくは３μｍ以下である。

受酸剤の量は、樹脂成分１００質量部当たり１質量部以上２０質量部以下である。樹脂成分１００質量部当たり１質量部以上の受酸剤を含むことにより、酸捕捉機能が充分に発揮され、リード導体１と樹脂部２との間の剥離のリスクが低減される。また受酸剤の量が樹脂成分１００質量部当たり２０質量部以下であることで、樹脂組成物の成形性の低下を抑制することができる。なお粒径は、レーザー回折法により粒子径を測定し、その平均値を算出することで求めることができる。

［樹脂組成物および樹脂フィルム］
樹脂フィルム２１，２２を形成するための樹脂組成物は、上記酸基含有ポリオレフィン樹脂を含有する樹脂成分からなるマトリクス１５に上記受酸剤の粒子２５が分散された分散体である。樹脂組成物は、未硬化の樹脂成分に上記受酸剤を添加し、混合することにより調製される。

ベース樹脂となる樹脂成分に受酸剤を添加する方法としては特に限定されない。例としては、バッチ式（一定量のバッチごとに受酸剤をベース樹脂に添加して混合する方法）、あるいは連続式（一定量の受酸剤をベース樹脂に連続的に添加して混合する方法）などの添加方法が挙げられる。

樹脂成分に対する受酸剤の分散度合いについては、例えば受酸剤を樹脂成分１００質量部当たり１．０質量部添加して厚さ５０μｍの樹脂フィルム２１，２２を成形したときに、目視にて透明であると判断することができ、受酸剤の凝集粒子が見られない状態の分散度合いとすることが好ましい。

樹脂組成物には、上記のベース樹脂となる樹脂成分と受酸剤以外に、必要に応じて、難燃剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、滑剤、着色剤等の各種添加剤を混合してもよい。

樹脂フィルム２１，２２は以下のようにして作製することができる。まずベース樹脂となる樹脂成分に対し、受酸剤と、必要な添加剤とを添加して混合することにより樹脂組成物を調製する。混合はオープンロール、加圧ニーダー、単軸混合機、２軸混合機などの混合装置を用いて行うことができる。押出成形機などの成形装置を用いて、得られた樹脂組成物を所望の厚みに成形することにより樹脂フィルム２１，２２を作製する。得られた樹脂フィルム２１，２２は、図２に示すように、樹脂成分のマトリクス１５中に、受酸剤の粒子２５が満遍なく分散された構造を有する。

［タブリード］
本実施の形態にかかるタブリード２０は、帯状のリード導体１と、リード導体１の長手方向の両端部を除く、長手方向の一部の領域の外周側を覆うように配置された樹脂成形体（樹脂フィルム２１，２２）からなる樹脂部２と、を備える。樹脂成形体である樹脂フィルム２１，２２は、上記樹脂組成物からなる樹脂成形体である。

図１および図２を参照して、タブリード２０は、リード導体１の幅方向に突出するように、帯状のリード導体１の両主面側からリード導体１を挟むように樹脂フィルム２１，２２をそれぞれ貼り合わせることにより形成される。樹脂フィルム２１，２２はリード導体１よりも幅が広く、リード導体１からはみ出した幅方向の両端部で互いに貼り合わされる。また樹脂フィルム２１，２２は、リード導体１の長さ方向両端部を含む領域を除く領域において貼り合わされる。このときリード導体１の両端部を含む領域において、それぞれの両端から長さ方向に例えば５ｍｍ以上のリード導体１が露出するように樹脂フィルム２１，２２が配置される。

［電池］
次に、図３〜図６を参照して、上記タブリード２０が封入袋型の非水電解質電池１００に適用された例について説明する。

図３〜図６を参照して、非水電解質電池１００の内部においては、正極５ａと負極５ｂとがセパレータ６を挟んで重ね合わされている。正極５ａに対しては、正極用タブリード２０ａのリード導体１ａが接合されている。また負極５ｂに対しては、負極用タブリード２０ｂのリード導体１ｂが溶接されている。正極用タブリード２０ａおよび負極用タブリード２０ｂの一部（正極５ａおよび負極５ｂとは反対側の一部）が封入袋１１の外部に突出するように、正極５ａ、負極５ｂ、セパレータ６、並びに正極用タブリード２０ａおよび負極用タブリード２０ｂを含む組立体３０が封入袋１１内に納められ（図６参照）、次に電解液が封入袋１１内に注入される。その後外部に取り出されたリード導体１ａ，１ｂを挟んで、封入袋１１の開口部に配置されたタブリード２０の樹脂部２ａ，２ｂを含むように封入袋１１の開口部がヒートシールされ、非水電解質電池１００が完成する。

封入袋１１は、アルミ箔等の金属層９に対し、外側層７として、保護層として機能する樹脂層が、内側層８としてヒートシール性を有する樹脂層が配置された積層構造を有する。封入袋１１は封止部４において封止されている。封入袋１１の具体例としては、アルミ箔の金属層９と、ＰＥＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）フィルムからなる外側層７と、ポリエチレンなどの熱可塑性フィルムからなる内側層８とを貼りあわせた積層構造を有し、封入袋の端部の封止部４において封止された封入袋を挙げることができる。

正極５ａ、負極５ｂはそれぞれ板状の形状を有する。正極５ａ、負極５ｂを板状にすることにより、非水電解質電池１００の薄型化が達成される。正極５ａおよび負極５ｂは、集電体と呼ばれる金属箔やエキスパンテッドメタル等の金属基材上に活物質層が形成された構造を有する。タブリード２０ａと正極５ａ、およびタブリード２０ｂと負極５ｂとの接合方法については特に限定されないが、スポット溶接や、超音波溶接等で接合する方法が好ましく利用できる。

正極用タブリード２０ａには非常に高い電位がかかるために、高電位で溶解しない材質のものが望ましい。そのためリード導体１ａの材質としては、アルミニウム、またはチタン、あるいはこれらの金属の合金が好ましく利用できる。特にアルミニウム又はアルミニウム合金が好ましい。

負極用タブリード２０ｂにおいては、過充電でリード導体１ｂの表面にリチウムが析出する場合がある。また過放電では電位が高くなる。したがってリード導体１ｂとしては、リチウムと反応しにくく、かつ高電位で溶解しにくい材質のものが好ましい。以上の観点から、リード導体１ｂの材質としては、ニッケルまたは銅、あるいはこれらの金属の合金が好ましく利用できる。特にニッケル又はニッケル合金が好ましい。

タブリード２０ａ，２０ｂの樹脂部２ａ，２ｂは、封入袋１１の開口部に配置される。樹脂部２ａ，２ｂは上述の樹脂成形体からなる。樹脂部２ａ，２ｂは封入袋１１の内層フィルムに融着してシール性の低下を防止すると共に、封入袋１１の金属層９とリード導体１ａまたはリード導体１ｂとの間を電気的に絶縁する機能を有している。

このように、本実施の形態に係る樹脂成形体（樹脂フィルム２１，２２）は電池の電源取り出し部封止用材料として好適に使用される。本実施の形態に係るタブリード２０ａ，２０ｂにおいては、非水電解質電池１００内の環境のようなフッ化水素酸が発生する環境下に曝される場合においても、リード導体１ａ，１ｂの腐食が抑制される。その結果、開口部の封止部４においてリード導体１ａ，１ｂと樹脂部２ａ，２ｂとの剥離が抑制され、非水電解質電池１００の耐久性が向上する。

以下において、実施例を参照して上記実施の形態をより具体的に説明する。なお、表１〜表３において、実験Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１１は実施例を、実験Ｎｏ．２１〜Ｎｏ．２７は比較例を示す。

（実施例、比較例において使用した材料）
（樹脂成分）
・ＭＡＨ−ＰＰ１ （比重０．８９、融点１３５℃、無水マレイン酸変性ｒ−ＰＰ（ｒ−ＰＰは再生ポリプロピレン（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ））、酸含有量０．８ｗｔ％）
・ＭＡＨ−ＰＰ２ （融点１３５℃、無水マレイン酸変性ｒ−ＰＰ、酸含有量２ｗｔ％）
・ＰＰ１（比重０．９、引張弾性率１０５０ＭＰａ、融点１４０℃のｒ−ＰＰ）
・ＶＬＤＰＥ（比重０．８６８、融点５５℃のＶＬＤＰＥ（Ｖｅｒｙ Ｌｏｗ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ））
・ＥＭＡＡ（エチレン・メタアクリル酸共重合樹脂、融点８８℃、比重０．９４、この樹脂単独での酸含有量８ｗｔ％）

（無機成分（受酸剤））
・水酸化マグネシウム（平均粒径２．９μｍ、比表面積３．３ｍ^２／ｇ、未処理）
・ハイドロタルサイト（平均粒径０．５μｍ、比表面積１０ｍ^２／ｇ、ステアリン酸処理）
・酸化マグネシウム１（平均粒径０．５μｍ、比表面積１４５ｍ^２／ｇ、未処理）
・酸化マグネシウム２（平均粒径０．５μｍ、比表面積２５ｍ^２／ｇ、未処理）
・酸化マグネシウム３（比較用無機粒子、平均粒径６μｍ、比表面積１４５ｍ^２／ｇ、未処理）
・炭酸カルシウム１（平均粒径２．２μｍ、比表面積１．０ｍ^２／ｇ、未処理）
・炭酸カルシウム２（比較用無機粒子、平均粒径８μｍ、比表面積０．２７ｍ^２／ｇ、未処理）
・酸化亜鉛（比較用無機粒子、平均粒径１μｍ）

［サンプルの作製および評価］
表１から表３に示す配合（単位は質量部）に基づいて、樹脂組成物を調製した。得られた各樹脂組成物をフィルム状に押出成形することにより厚み５０μｍの樹脂フィルム２１，２２のサンプルを作製した。作製した樹脂フィルム２１，２２に対し、成形性（成形の可否）、フィルム外観（凝集物の有無など）、および走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による表面観察を行った。結果を表１から表３に示す。

次にリード導体１と、各樹脂フィルム２１，２２とからなるタブリード２０のサンプルを作製した。このタブリード２０を、電解液に１０００ｐｐｍの水を添加することによりフッ化水素酸を発生しやすくした常温又は７０℃の含水電解質溶液に浸漬させた。浸漬開始から２週間後および５週間後にタブリード２０を取り出した。未浸漬のサンプル、浸漬開始から２週間後に取り出したサンプル、および５週間後に取り出したサンプルについて、引張試験機を用いて１８０°剥離試験を行い剥離強度を測定した。剥離強度の値に基づいて、タブリード２０の耐電解質液性を評価した。結果を表１から表３に示す。

表中、※１はフィルム状に成形できなかったため評価できなかったことを示す。

表１から表３に示された結果より次のことがわかる。表１および表２の実験Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１１はいずれも実施例である。まずフィルムの成形性については、実験Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１１の実施例においても良好である。またフィルム外観の目視による確認および走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による表面観察を行った結果、いずれの実施例においても、目視で見える凝集体や、５μｍ以上の粗大粒子は確認されなかった。

次に耐電解質液性について述べる。実験Ｎｏ．２〜Ｎｏ．５は、基本実験である実験Ｎｏ．１に対し、樹脂成分の種類を変更してその効果を確認した実験例である。実験Ｎｏ．１に示す例（実施例１）は、樹脂成分が無水マレイン酸変性ｒ−ＰＰ（ＭＡＨ−ＰＰ１）のみを樹脂成分として含む例である。この例において、樹脂成分が０．８質量％の酸基含有部位を含む。実験Ｎｏ．２に示す例（実施例２）は、ＭＡＨ−ＰＰ１よりも酸含有量の多い無水マレイン酸変性ｒ−ＰＰ（ＭＡＨ−ＰＰ２）をブレンドすることにより酸基含有部位の量を調整した例である。表１の結果から、酸基含有部位の量を調整することにより、剥離強度が高くなることがわかる。

実験Ｎｏ．３に示す例（実施例３）は、酸変性されていないＰＰをＭＡＨ−ＰＰ１にブレンドした例である。また実験Ｎｏ．４に示す例（実施例４）は、酸変性されていないＶＬＤＰＥをＭＡＨ−ＰＰ１にブレンドした例である。これらの場合、実験Ｎｏ．１に示す例と比較して、樹脂成分の酸基含有部位の割合は少なくなる。しかしながら、樹脂成分が０．０５質量％以上５質量％以下の範囲内の酸基含有部位を含む限り、含水電解質溶液への浸漬開始から５週間経過後であってもリード導体１と樹脂フィルム２１，２２との間の接着性は充分に維持されていることがわかる。

実験Ｎｏ．５に示す例（実施例５）は、変性されていないＰＰ（ＰＰ１）に対し、酸基含有部位としてメタアクリル酸残基を有するＥＭＡＡをブレンドした例である。この例において、樹脂成分が４．８質量％の酸基含有部位を含む。実験Ｎｏ．１に示す例と比較して、０．０５質量％以上５質量％以下の範囲内において酸基含有部位の割合がより高い実験Ｎｏ．５に示す例においては、さらに高い剥離強度が発揮されていることがわかる。

実験Ｎｏ．６、Ｎｏ．７および実験Ｎｏ．９は、基本実験である実験Ｎｏ．１に対し、受酸剤の種類を変更してその効果を確認した実験例である。実験Ｎｏ．６に示す例（実施例６）は、受酸剤として水酸化マグネシウムを使用した例である。実験Ｎｏ．７に示す例（実施例７）は、ハイドロタルサイトを使用した例である。実験Ｎｏ．９に示す例（実施例９）は、炭酸カルシウムを使用した例である。これらのいずれの実験例においても、実験Ｎｏ．１に示す例と同等の高い剥離強度が維持されていることがわかる。

実験Ｎｏ．８に示す例（実施例８）は、基本実験である実験Ｎｏ．１と比較して、比表面積がより小さい微細な酸化マグネシウムを受酸剤として使用した例である。実験Ｎｏ．１と実験Ｎｏ．８から、粒径が５μｍ以下の受酸剤を使用する限りにおいて、フィルムの成形性や凝集物の有無において問題がなく、充分な剥離強度が達成されることがわかる。

実験Ｎｏ．１０に示す例（実施例１０）は、基本実験である実験Ｎｏ．１と比較して、受酸剤の量を少なくした例である。また実験Ｎｏ．１１に示す例（実施例１１）は、基本実験である実験Ｎｏ．１と比較して、受酸剤の量を多くした例である。ただし、いずれも受酸剤の量は、樹脂成分１００質量部当たり１質量部以上２０質量部以下の範囲内である。実験Ｎｏ．１０およびＮｏ．１１の結果から、受酸剤の量が樹脂成分１００質量部当たり１質量部以上２０質量部以下の範囲内であれば、充分な剥離強度が達成されることがわかる。

このように、実験Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１１に示す実施例においては、フィルムの成形性、フィルムの外観、粒子の凝集性、耐電解質液性のいずれにおいても、タブリード２０として要求される品質を満足していることがわかる。

これに対し、実験Ｎｏ．２１〜Ｎｏ．２７に示す比較例に係るサンプルは要求特性の少なくともいずれかを満足しない結果となった。

実験Ｎｏ．２１に示す例（比較例１）は、受酸剤を含まない例である。表３の結果から分かるように、常温、７０℃のいずれにおいても、含水電解質溶液への浸漬後２週間の時点で樹脂フィルムとリード導体との間の接着力が完全に失われた。

実験Ｎｏ．２２に示す例（比較例２）は、樹脂成分中の酸基含有部位の割合が５質量％を超える（６質量％）例である。この場合は樹脂成分と受酸剤とを混合する際に反応が過剰に進行し、その結果、フィルムの形状に成形することができなかった。

実験Ｎｏ．２３に示す例（比較例３）は、樹脂成分１００質量部当たりの受酸剤の量が１質量部未満である例である。この場合、含水電解質溶液に浸漬後、経時による接着性の低下が著しい。特にアルミニウムのリード導体に対しては、含水電解質溶液への浸漬後５週間経過後において、常温、７０℃の水準のいずれにおいても接着性が完全に失われた。

実験Ｎｏ．２４に示す例（比較例４）は、樹脂成分１００質量部当たりの受酸剤の量が２０質量を超える例である。この場合、フィルム外観の目視による確認およびＳＥＭによる表面観察を行った結果、凝集した粗大粒子の存在が確認された。このような粗大粒子は外観上不適格であるだけでなく、樹脂フィルムの絶縁性に影響を与えうる。そのため、実験Ｎｏ．２４に示す例の材料は、タブリード２０に用いる材料としては不適である。

実験Ｎｏ．２５に示す例（比較例５）および実験Ｎｏ．２６に示す例（比較例６）は、受酸剤の粒径が５μｍを超える（それぞれ６μｍ、８μｍ）例である。これらの例においては、樹脂フィルム中に粗大粒子の存在が確認された。また耐電解質液性に関し、常温では一定の効果が見られるが、７０℃の含水電解質溶液に浸漬した場合には、浸漬開始から２週間経過後に接着性が完全に失われた。したがって、受酸剤の粒径が５μｍを超える場合、高温下での使用に耐え得るタブリード２０が得難いことがわかる。

実験Ｎｏ．２７に示す例（比較例７）は、マグネシウムおよびカルシウムのいずれも含まない受酸剤（酸化亜鉛）を使用した例である。耐電解質液性に関し、常温では一定の効果が見られるが、７０℃の含水電解質溶液に浸漬した場合には、浸漬開始から５週間経過後に接着性が完全に失われた。したがって、亜鉛化合物では高温下での使用に耐え得るタブリード２０が得難いことがわかる。

以上の評価結果からわかるように、本開示の実施例に係る樹脂組成物からなる樹脂成形体（実験Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１１）およびそれを備えるタブリードは、非水電解質電池などの電池用材料として好適な品質を備えている。

なお、上記実施の形態においては、電池の電源取り出し部封止用材料としてのタブリード２０において上記樹脂成形体が使用された例を示したが、上記樹脂成形体は、電池の電源取り出し部封止用材料以外の他の用途にも適用が可能である。例えば、フィルム状、シート状、チューブ状との種々の形状に成形することにより各種用途に使用することができる。なかでも上記樹脂成形体は受酸剤を含有することから、酸が発生する環境下で使用される用途において上記樹脂成形体は好適に使用することができる。

また上記樹脂成形体を備えるタブリード２０は、例えばリチウムイオン電池などの二次電池、特に封入袋型の電池の電源取り出し部において、好適に使用することができる。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本発明の範囲は上記した意味ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ リード導体
２ 樹脂部
２ａ，２ｂ 樹脂部
４ 封止部
５ 電極
５ａ 正極
５ｂ 負極
６ セパレータ
７ 外側層
８ 内側層
９ 金属層
１１ 封入袋
１５ マトリクス
２０ タブリード
２０ａ，２０ｂ タブリード
２１ 樹脂フィルム
２２ 樹脂フィルム
２５ 粒子
３０ 組立体
１００ 非水電解質電池

Claims (11)

1. 酸基含有ポリオレフィン樹脂を含有する樹脂成分と、
   粒径が５μｍ以下であり、マグネシウムおよびカルシウムの少なくともいずれか一方を含有する、前記樹脂成分１００質量部当たり１質量部以上２０質量部以下の受酸剤と、
   を含有する樹脂組成物からなり、
   前記樹脂成分が０．０５質量％以上５質量％以下の酸基含有部位を含む、樹脂成形体。
2. フィルム状の形状を有する、請求項１に記載の樹脂成形体。
3. 前記酸基含有部位がカルボン酸基を含有する、請求項１又は請求項２に記載の樹脂成形体。
4. 前記受酸剤が、水酸化マグネシウム、ハイドロタルサイト、酸化マグネシウム、および炭酸カルシウムからなる群から選択される少なくとも１種の無機化合物である請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の樹脂成形体。
5. 前記酸基含有ポリオレフィン樹脂が、無水マレイン酸変性ポリプロピレン、およびポリプロピレンとエチレン−メタアクリル酸共重合体との組合せのうち少なくともいずれか一方を含む請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の樹脂成形体。
6. 電池の電源取り出し部封止用材料として使用される請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の樹脂成形体。
7. 無水マレイン酸変性ポリプロピレンを含有する樹脂成分と、
   粒径が３μｍ以下の酸化マグネシウムを含有する、前記樹脂成分１００質量部当たり１質量部以上２０質量部以下の受酸剤と、
   を含有する樹脂組成物からなり、
   前記樹脂成分が０．５質量％以上３質量％以下の酸基含有部位を含む、請求項１に記載の樹脂成形体。
8. 帯状のリード導体と、
   前記リード導体の長手方向の両端部を含む領域を除く、前記長手方向の一部の領域の外周側を覆うように配置された樹脂成形体からなる樹脂部と、を備え、
   前記樹脂成形体は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の樹脂成形体である、
   タブリード。
9. 前記リード導体が、アルミニウム、ニッケル、アルミニウム合金、およびニッケル合金から選択される少なくとも１種からなる、請求項８記載のタブリード。
10. 前記リード導体が表面未処理アルミニウム導体である、請求項８又は請求項９に記載のタブリード。
11. 前記リード導体を構成する金属に前記樹脂部が直接接触するように前記樹脂部が配置された、請求項８〜請求項１０のいずれか１項に記載のタブリード。

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