JPWO2020004412A1 - 端子用樹脂フィルム及びこれを用いた蓄電装置 - Google Patents
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Abstract
本開示は蓄電装置又は発電装置において電流取出し端子をシールするために使用される端子用樹脂フィルムに関する。この端子用樹脂フィルムは、電流取出し端子に対する密着性を有する樹脂組成物からなり、当該樹脂組成物は、熱硬化性樹脂及び融点が１６０℃以上の熱可塑性樹脂の少なくとも一方を含み、且つ、融点が１６０℃未満の熱可塑性樹脂を含まない。
Description
本開示は、蓄電装置又は発電装置において電流取出し端子をシールするために使用される端子用樹脂フィルム及びこれを用いた蓄電装置に関する。
近年、携帯機器の小型化や自然発電エネルギーの有効活用の要求が増しており、より高い電圧が得られ且つエネルギー密度が高いリチウムイオン電池（蓄電装置の一種）の研究開発が行われている。リチウムイオン電池に用いられる外装材として、従来は金属製の缶が多く用いられてきた。近年、適用する製品の薄型化や多様化等の要求に対し、製造コストが低いという理由から、金属層（例えば、アルミニウム箔）と樹脂フィルムとを含む積層体を袋状にした外装材が多く用いられるようになってきている。
上記外装材の内部に電池本体が密封されたリチウムイオン電池は、ラミネート型リチウムイオン電池と称される。このタイプのリチウムイオン電池は、電流取り出し端子（「タブリード」と呼ばれることもある）を備える。電流取出し端子と外装材の密着性を向上させる等の目的で、電流取出し端子の外周の一部を覆うように端子用樹脂フィルム（「タブシーラント」と呼ばれることもある）が配置される場合がある（例えば、特許文献１〜３参照）。
ところで、リチウムイオン電池の次世代電池として、全固体電池と称される蓄電装置の研究開発がなされている。全固体電池は、電解物質として有機電解液を使用せず、固体電解質を使用するという特徴を有する。リチウムイオン電池は、電解液の沸点温度（８０℃程度）よりも高い温度条件で使用することができないのに対し、全固体電池は１００℃を越える温度条件で使用することが可能であるとともに、高い温度条件下（例えば１００〜１５０℃）で作動させることによってリチウムイオンの伝導度を高めることができる。
しかし、外装材として上記のような積層体を使用し、ラミネート型の全固体電池を製造する場合、端子用樹脂フィルムの耐熱性が不十分であることに起因して全固体電池のパッケージの密封性が不十分になるおそれがある。
本開示は上記課題に鑑みてなされたものであり、耐熱性に優れる端子用樹脂フィルム及びこれを用いた蓄電装置を提供する。
本開示に係る端子用樹脂フィルムは、蓄電装置及び発電装置の少なくとも一方において電流取出し端子をシールするために使用されるものであって、電流取出し端子に対する密着性を有する樹脂組成物からなり、当該樹脂組成物は、熱硬化性樹脂及び融点が１６０℃以上の熱可塑性樹脂の少なくとも一方を含み、且つ、融点が１６０℃未満の熱可塑性樹脂を含まないことを特徴とする。
従来の端子用樹脂フィルムは、主にポリプロピレンからなり、融点が１５０℃程度であった。このため、例えば、１００〜１５０℃の温度となり得る全固体電池に使用するには耐熱性が不十分である。これに対し、本開示に係る端子用樹脂フィルムは、熱硬化性樹脂及び融点が１６０℃以上の熱可塑性樹脂の少なくとも一方を含み、且つ、融点が１６０℃未満の熱可塑性樹脂を含まないため、優れた耐熱性を有する。したがって、蓄電装置又は発電装置が例えば１００〜１５０℃の温度条件下で使用されるものであっても、これらの装置のパッケージの密封性を十分に維持できる。また、蓄電装置又は発電装置がその電流取出し端子に大電流が流れることによって電流取出し端子が例えば１００〜１５０℃に達するものであっても、これらの装置を構成するパッケージの密封性を十分に維持できる。なお、ここでいう「融点」はＪＩＳ Ｋ７１２１−１９８７に記載の方法に準拠して求められる「融解ピーク温度」を意味し、融解ピークが２個以上独立して現れる場合には最も低い融解ピーク温度が採用される。
本開示に係る端子用樹脂フィルムを適用できる蓄電装置として、全固体電池が挙げられる。ただし、これに限定されず、その他の蓄電装置や発電装置に当該端子用樹脂フィルムを適用してもよい。
本開示において、上記熱硬化性樹脂として、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アリル樹脂、エポキシ樹脂、フラン樹脂及びシリコーン樹脂からなる群より選択される少なくとも一種の樹脂を採用すればよい。これらの熱硬化性樹脂は電流取出し端子の表面を構成する金属材料（例えば、アルミニウム及びニッケル）に対する優れた密着性を有するとともに、優れた耐熱性を有する。
本開示において、上記熱可塑性樹脂として、ポリエステル系樹脂（例えば、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）及びその共重合体、並びに、ＰＥＴの成分をベースとしたポリエステル系樹脂）、ナイロン、ポリビニルアルコール樹脂、ポリ塩化ビニリデン、ポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンスルファイド、ポリエーテルイミド、ポリスルフォン、フッ素樹脂、ポリアミドイミド及びアセチルセルロースからなる群より選択される少なくとも一種の樹脂を採用すればよい。これらの熱可塑性樹脂は電流取出し端子の表面を構成する金属材料（例えば、アルミニウム及びニッケル）に対する優れた密着性を有するとともに、優れた耐熱性を有する。
本開示に係る端子用樹脂フィルムは、単層構造であっても多層構造であってもよい。端子用樹脂フィルムが単層構造である場合、端子用樹脂フィルムを構成する樹脂組成物はポリエステル系樹脂、ポリフェニレンスルファイド、ウレタン樹脂及びエポキシ樹脂からなる群より選ばれる一種の樹脂であることが好ましい。これらの樹脂からなるフィルムを端子用樹脂フィルムとして使用することで、電流取出し端子に対する密着性（ヒートシール時に樹脂組成物が適度に流動すること）と、電流取出し端子の絶縁性（ヒートシール時に樹脂組成物が流動し過ぎないこと）とを両立しやすいという効果が奏される。
端子用樹脂フィルムが多層構造である場合、端子用樹脂フィルムは、融点が１７０〜２８０℃のポリエステル系樹脂及び融点が２６０〜２９０℃のポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）からなる群から選ばれる一種の樹脂からなる第一の層と、熱硬化性樹脂及び融点が１６０〜２８０℃の熱可塑性樹脂の一方からなる第二の層とを備える構成とすることができる。第二の層は、第一の層の電流取出し端子と対面する側の表面に形成されていることが好ましい。第一の層を構成する樹脂として、融点が十分に高いＰＥＴ又はＰＰＳを採用することで、ヒートシール時に第一の層が融解しないため、電流取出し端子の優れた絶縁性を達成できる。
端子用樹脂フィルムが上記第一及び第二の層を備える多層構造である場合、第一の層における第二の層が形成されている側と反対側の表面に形成された第三の層を更に備えてもよい。この第三の層は、熱硬化性樹脂又は融点が１６０〜２８０℃の熱可塑性樹脂からなる構成とすることができる。
端子用樹脂フィルムが多層構造である場合、第一の層が熱硬化性樹脂からなるものであってもよい。この場合、端子用樹脂フィルムは、第一の層の少なくとも一方の表面に形成された熱硬化性樹脂層を備え、当該熱硬化性樹脂層は第一の層を構成する熱硬化性樹脂よりも流動性が高いことが好ましい。かかる構成を採用することにより、電流取出し端子に対する優れた密着性を達成できる。
本開示は、蓄電装置本体と、蓄電装置本体から延在する電流取出し端子と、電流取出し端子を挟持し且つ蓄電装置本体を収容する外装材と、電流取出し端子と外装材と間に配置された上記端子用フィルムとを備える蓄電装置（例えば、全固体電池）を提供する。
本開示によれば、耐熱性に優れる端子用樹脂フィルムこれを用いた蓄電装置が提供される。
以下、図面を参照しながら本開示の実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
＜蓄電装置＞
図１は、本実施形態に係る蓄電装置の概略構成を示す斜視図である。図１では、蓄電装置１００の一例として、全固体電池を例に挙げて図示し、以下の説明を行う。なお、図１に示す構成の蓄電装置は、電池パック又は電池セルと呼ばれることがある。
図１は、本実施形態に係る蓄電装置の概略構成を示す斜視図である。図１では、蓄電装置１００の一例として、全固体電池を例に挙げて図示し、以下の説明を行う。なお、図１に示す構成の蓄電装置は、電池パック又は電池セルと呼ばれることがある。
蓄電装置１００は、全固体電池であり、蓄電装置本体１０と、外装材２０と、一対の金属端子３０（電流取出し端子）と、端子用樹脂フィルム４０（タブシーラント）とを備える。蓄電装置本体１０は、充放電を行う電池本体である。外装材２０は、蓄電装置本体１０の表面を覆うとともに、端子用樹脂フィルム４０の一部と接触するように配置されている。
（外装材）
図２は、外装材２０の切断面の一例を示す断面図である。外装材２０は、外側から内側（蓄電装置本体１０側）に向けて、基材層１１と、第一の接着層１２ａと、第一の腐食防止処理層１３ａと、バリア層（金属箔層）１５と、第二の腐食防止処理層１３ｂと、第二の接着層１２ｂと、内層１８とをこの順序で備える多層構造を有することが好ましい。内層１８がＰＥＴ及び／又はその共重合体を含み且つ１６０〜２８０℃の範囲に融解ピーク温度を有することで、例えば、１００〜１５０℃の温度条件下で使用される蓄電装置１００（全固体電池）の外装材に求められる耐熱性を外装材２０が達成し得る。なお、本開示においてＰＥＴの共重合体は、ポリエチレンテレフタラートの単位と、他の樹脂の単位とを含む共重合体を意味する。他の樹脂として、例えば、ポリブチレンテレフタラートが挙げられる。
図２は、外装材２０の切断面の一例を示す断面図である。外装材２０は、外側から内側（蓄電装置本体１０側）に向けて、基材層１１と、第一の接着層１２ａと、第一の腐食防止処理層１３ａと、バリア層（金属箔層）１５と、第二の腐食防止処理層１３ｂと、第二の接着層１２ｂと、内層１８とをこの順序で備える多層構造を有することが好ましい。内層１８がＰＥＴ及び／又はその共重合体を含み且つ１６０〜２８０℃の範囲に融解ピーク温度を有することで、例えば、１００〜１５０℃の温度条件下で使用される蓄電装置１００（全固体電池）の外装材に求められる耐熱性を外装材２０が達成し得る。なお、本開示においてＰＥＴの共重合体は、ポリエチレンテレフタラートの単位と、他の樹脂の単位とを含む共重合体を意味する。他の樹脂として、例えば、ポリブチレンテレフタラートが挙げられる。
内層１８は、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）及び／又その共重合体を含み且つ１６０〜２８０℃の範囲に融解ピーク温度を有する。基材層１１は、内層１８の融解ピーク温度よりも高い融解ピーク温度を有することが好ましい。基材層１１が内層１８の融解ピーク温度よりも高い融解ピーク温度を有することで、ヒートシール時に基材層１１（外側の層）が融解することに起因して外観が悪くなることを抑制できる。以下、まず、内層１８及び基材層１１について説明する。
内層１８としては、市販の結晶性ＰＥＴフィルム（融解ピーク温度：約２５５℃）を使用することができる。内層１８に求められる耐熱性（蓄電装置１００の作動温度条件等）に応じて、内層１８の融解ピーク温度を上記範囲内で調整してもよく、例えば、結晶性ＰＥＴフィルムの結晶化度を調整したり、無延伸としたり、ポリエチレンテレフタラートの単位と、他の樹脂の単位とを含む共重合体としたり、結晶性ＰＥＴと非晶性ＰＥＴとを含むＰＥＴフィルムを使用したりしてもよい。あるいは、ＰＥＴの成分をベースとしたポリエステル系樹脂を内層１８の材料として使用してもよい。かかるポリエステル系樹脂は、エチレングリコールに由来する構造単位及びテレフタル酸に由来する構造単位と、その他の構造単位とを有する。このポリエステル系樹脂の構造単位の由来となる二価アルコール成分として、ネオペンチルグリコール、１，４−ブタジオール、ジエチレングリコール等が挙げられる。このポリエステル系樹脂の構造単位の由来となる酸成分として、イソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸等が挙げられる。これらの構造単位の量を調整することで、ポリエステル系樹脂の融点を調整できる。以下、ＰＥＴの共重合体及びＰＥＴの成分をベースとした上記ポリエステル系樹脂をＰＥＴ系樹脂という。
内層１８の融解ピーク温度は、上述のとおり、１６０〜２８０℃の範囲である。この温度が１６０℃未満であると、内層１８の耐熱性が不十分となり、２８０℃を越えるとヒートシールに要する温度が過度に高くなる。内層１８の融解ピーク温度の下限値は、１６５℃、１７５℃、１８５℃、１９５℃、２００℃、２０５℃、２１５℃、２２５℃又は２３５℃であってもよい。内層１８の融解ピーク温度の上限値は、２７５℃、２６８℃、２６２℃又は２５２℃であってもよい。
内層１８は、単層構造であっても多層構造であってもよい。図３（ａ）に示すように、内層１８が単層構造である場合、内層１８は、例えば、結晶性ＰＥＴフィルム（融解ピーク温度：約２５５℃）であってもよいし、結晶性ＰＥＴフィルムの結晶化度を調整したり、無延伸としたり、ＰＥＴ系樹脂を使用して融解ピーク温度を例えば１６０〜２５０℃の範囲まで低温化させたものであってもよい。なお、融解ピーク温度が低温化されたＰＥＴフィルム又はＰＥＴ系樹脂フィルムを内層１８として使用する場合、基材層１１として、結晶性ＰＥＴフィルム（融解ピーク温度：約２５５℃）を使用することが可能である。
内層１８が単層構造である場合、内層１８の厚さは好ましくは１０〜１００μｍであり、より好ましくは２０〜８０μｍである。内層１８の厚さが１０μｍ以上であることで密封性及び絶縁性を確保しやすく、他方、１００μｍ以下であることで低コスト化を図ることができる。
図３（ｂ）に示すように、内層１８は、第一の層１８ａと、第一の層１８ａの内側の表面上に形成された第二の層１８ｂとを有する二層構造であってもよい。第一の層１８ａは、ＰＥＴ及び／又はＰＥＴ系樹脂を含み且つ融解ピーク温度が１７０〜２８０℃であることが好ましい。第二の層１８ｂは、ＰＥＴ及び／又はＰＥＴ系樹脂を含み且つ第一の層１８ａの融解ピーク温度よりも低い融解ピーク温度を有することが好ましい。第二の層１８ｂの融解ピーク温度は、例えば、１６０〜２７０℃の範囲であればよい。第一の層１８ａの融解ピーク温度ＴＡと第二の層１８ｂの融解ピーク温度ＴＢの差（ＴＡ−ＴＢ）は、好ましくは１０℃以上であり、より好ましくは２０〜１００℃である。この温度差が１０℃以上であることで、一層優れたシール強度を達成できる。
第一の層１８ａの厚さは好ましくは５〜５００μｍであり、より好ましくは２０〜２００μｍである。第一の層１８ａの厚さが５μｍ以上であることで絶縁性を確保しやすく、他方、５００μｍ以下であることで低コスト化を図ることができる。
第二の層１８ｂは、耐熱性及びシール強度の観点から、ＰＥＴ及び／又ＰＥＴ系樹脂の代わりに、熱硬化性樹脂を含むものであってもよいし、ＰＥＴ及び／又ＰＥＴ系樹脂と熱硬化性樹脂の両方を含むものであってもよい。熱硬化性樹脂としては、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アリル樹脂、エポキシ樹脂、フラン樹脂及びシリコーン樹脂が挙げられる。これらのうち、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併用してもよい。
第二の層１８ｂの厚さは好ましくは５〜５００μｍであり、より好ましくは２０〜２００μｍである。第二の層１８ｂの厚さが５μｍ以上であることで密封性を確保しやすく、他方、５００μｍ以下であることで低コスト化を図ることができる。
図３（ｃ）に示すように、内層１８は、第一の層１８ａと、第二の層１８ｂと、第一の層１８ａにおける第二の層１８ｂが形成されている側と反対側の表面に形成された第三の層１８ｃと有する三層構造であってもよい。第三の層１８ｃは、ＰＥＴを含み且つ第一の層１８ａの融解ピーク温度よりも低い融解ピーク温度を有することが好ましい。第三の層１８ｃの融解ピーク温度は、例えば、１６０〜２７０℃の範囲であればよい。第一の層１８ａの融解ピーク温度ＴＡと第三の層１８ｃの融解ピーク温度ＴＣの差（ＴＡ−ＴＣ）は、好ましくは１０℃以上である。この温度差が１０℃以上であることで、一層優れたシール強度を達成できる。
第三の層１８ｃは、耐熱性及びシール強度の観点から、ＰＥＴ及び／又ＰＥＴ系樹脂の代わりに、熱硬化性樹脂を含むものであってもよいし、ＰＥＴ及び／又ＰＥＴ系樹脂と熱硬化性樹脂の両方を含むものであってもよい。熱硬化性樹脂としては、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アリル樹脂、エポキシ樹脂、フラン樹脂及びシリコーン樹脂が挙げられる。これらのうち、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併用してもよい。
第三の層１８ｃの厚さは好ましくは５〜５００μｍであり、より好ましくは２０〜２００μｍである。第三の層１８ｃの厚さが５μｍ以上であることで高いシール強度を確保しやすく、他方、５００μｍ以下であることで低コスト化を図ることができる。なお、上述の第二の層１８ｂと第三の層１８ｃは同じ構成であってもよいし、異なる構成であってもよい。内層１８は、例えば、各種添加剤（例えば、難燃剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、酸化防止剤、光安定剤、粘着付与剤等）を含んでもよい。
基材層１１は、上述のとおり、内層１８の融解ピーク温度よりも高い融解ピーク温度を有する。内層１８が多層構造である場合、内層１８の融解ピーク温度は最も融解ピーク温度が高い層（例えば第一の層１８ａ）の融解ピーク温度を意味する。基材層１１の融解ピーク温度は、内層１８の融解ピーク温度より１０℃以上高いことが好ましく、３０℃以上高いことがより好ましい。基材層１１として使用でき且つ上記範囲の融解ピーク温度を有する樹脂フィルムとしては、ナイロンフィルム、ＰＥＴフィルム、ポリアミドフィルム、ポリフェニレンスルファイドフィルム（ＰＰＳフィルム）などが挙げられる。基材層１１として、市販のフィルムを使用してもよいし、コーティング（塗工液の塗布及び乾燥）によって基材層１１を形成してもよい。なお、基材層１１は単層構造であっても多層構造であってもよく、熱硬化性樹脂を塗工することによって形成してもよい。また、基材層１１は、例えば、各種添加剤（例えば、難燃剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、酸化防止剤、光安定剤、粘着付与剤等）を含んでもよい。
基材層１１の融解ピーク温度Ｔ１１と内層１８の融解ピーク温度Ｔ１８の差（Ｔ１１−Ｔ１８）は、好ましくは２０℃以上であり、より好ましくは４０〜１００℃である。この温度差が２０℃以上であることで、ヒートシールに起因する外装材２０の外観の悪化をより一層十分に抑制できる。基材層１１の厚さは好ましくは５〜５０μｍであり、より好ましくは１２〜３０μｍである。
次に、第一の接着層１２ａ、第一の腐食防止処理層１３ａ、バリア層（金属箔層）１５、第二の腐食防止処理層１３ｂ及び第二の接着層１２ｂについて説明する。これらの層は、上述の内層１８及び基材層１１と同等又はこれを越える耐熱性を有する。
接着層１２ａ，１２ｂは、十分な耐熱性を有するものであればよく、例えば、一般的なドライラミネーション用接着剤や、酸変性された熱融着性樹脂、熱硬化性接着剤等の公知の接着剤を適宜選択して用いることができる。熱硬化性接着剤として、例えば、ポリエステルウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤が挙げられる。
バリア層１５は、導電性を有する金属層である。バリア層１５の材料としては、例えば、アルミニウムやステンレス鋼等を例示することができるが、コストや重量（密度）等の観点から、アルミニウムが好適である。腐食防止処理層１３ａ，１３ｂはバリア層１５を保護するためのものである。腐食防止処理層１３ａ，１３ｂの一例として、希土類元素酸化物（例えば、酸化セリウム）、並びに、リン酸又はリン酸塩を含む層が挙げられる。なお、図２に示すように、腐食防止処理層１３ａ，１３ｂがバリア層１５の両面に形成されていることが性能上好ましいが、コスト面を考慮して、腐食防止処理層１３ｂのみを配置してもよい。
（金属端子）
図４は、図１に示す端子用樹脂フィルム及び金属端子のＩＶ−ＩＶ線方向の断面図である。一対（図１の場合、２つ）の金属端子３０，３０のうち、一方の金属端子３０は、蓄電装置本体１０の正極と電気的に接続されており、他方の金属端子３０は、蓄電装置本体１０の負極と電気的に接続されている。一対の金属端子３０，３０は、蓄電装置本体１０から外装材２０の外部まで延びている。一対の金属端子３０，３０の形状は、例えば、平板形状とすることができる。
図４は、図１に示す端子用樹脂フィルム及び金属端子のＩＶ−ＩＶ線方向の断面図である。一対（図１の場合、２つ）の金属端子３０，３０のうち、一方の金属端子３０は、蓄電装置本体１０の正極と電気的に接続されており、他方の金属端子３０は、蓄電装置本体１０の負極と電気的に接続されている。一対の金属端子３０，３０は、蓄電装置本体１０から外装材２０の外部まで延びている。一対の金属端子３０，３０の形状は、例えば、平板形状とすることができる。
金属端子３０の材料としては、金属を用いることができる。金属端子３０の材料となる金属は、蓄電装置本体１０の構造や蓄電装置本体１０の各構成要素の材料等を考慮して決めればよい。例えば、蓄電装置１００が全固体電池の場合、蓄電装置本体１０の正極と接続される金属端子３０の材料としては、アルミニウムを用いることが好ましい。蓄電装置本体１０の負極と接続される金属端子３０の材料としては、表面にニッケルめっき層が形成された銅、もしくはニッケルを用いることが好ましい。
金属端子３０の厚さは、全固体電池のサイズや容量に依存する。全固体電池が小型の場合、金属端子３０の厚さは、例えば、５０μｍ以上にするとよい。また、蓄電・車載用途等の大型の全固体電池の場合、金属端子３０の厚さは、例えば、１００〜５００μｍの範囲内で適宜設定することができる。
（端子用樹脂フィルム）
図４に示すように、端子用樹脂フィルム４０は、金属端子３０の一部の外周面を覆うように配置されている。金属端子３０と外装材２０との間に端子用樹脂フィルム４０を配置されることで、蓄電装置１００の密封性及び絶縁性をより一層高度に達成することができる。端子用樹脂フィルム４０は、上述の内層１８及び基材層１１と同等又はこれを越える耐熱性を有する。
図４に示すように、端子用樹脂フィルム４０は、金属端子３０の一部の外周面を覆うように配置されている。金属端子３０と外装材２０との間に端子用樹脂フィルム４０を配置されることで、蓄電装置１００の密封性及び絶縁性をより一層高度に達成することができる。端子用樹脂フィルム４０は、上述の内層１８及び基材層１１と同等又はこれを越える耐熱性を有する。
端子用樹脂フィルム４０は、金属端子３０に対する密着性を有する樹脂組成物からなり、当該樹脂組成物は、熱硬化性樹脂及び融解ピーク温度（融点）が１６０℃以上の熱可塑性樹脂の少なくとも一方を含み、且つ、融解ピーク温度が１６０℃未満の熱可塑性樹脂を含まないものである。かかる構成の端子用樹脂フィルム４０によれば、蓄電装置が例えば１００〜１５０℃の温度条件下で使用されるものであっても、金属端子３０の温度が例えば１００〜１５０℃に達するものであっても、蓄電装置１００の密封性を十分に維持できる。当該樹脂組成物は、熱硬化性樹脂及び融解ピーク温度（融点）が２００℃以上の熱可塑性樹脂の少なくとも一方を含み、且つ、融解ピーク温度が２００℃未満の熱可塑性樹脂を含まないものであってもよい。
端子用樹脂フィルム４０に採用する熱硬化性樹脂として、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アリル樹脂、エポキシ樹脂、フラン樹脂及びシリコーン樹脂からなる群より選択される少なくとも一種の樹脂が挙げられる。これらの熱硬化性樹脂は金属端子３０の表面を構成する金属材料（例えば、アルミニウム及びニッケル）に対する優れた密着性を有するとともに、優れた耐熱性を有する。
端子用樹脂フィルム４０に採用する熱可塑性樹脂として、ＰＥＴ、上記ＰＥＴ系樹脂、ナイロン、ポリビニルアルコール樹脂、ポリ塩化ビニリデン、ポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンスルファイド、ポリエーテルイミド、ポリスルフォン、フッ素樹脂、ポリアミドイミド及びアセチルセルロースからなる群より選択される少なくとも一種の樹脂を採用すればよい。これらの熱可塑性樹脂は金属端子３０の表面を構成する金属材料（例えば、アルミニウム及びニッケル）に対する優れた密着性を有するとともに、優れた耐熱性を有する。
端子用樹脂フィルム４０は、単層構造であっても多層構造であってもよい。端子用樹脂フィルム４０が単層構造である場合（図５（ａ）参照）、端子用樹脂フィルム４０を構成する樹脂組成物はＰＥＴ、上記ＰＥＴ系樹脂、ポリフェニレンスルファイド、ウレタン樹脂及びエポキシ樹脂からなる群より選ばれる一種の熱可塑性樹脂、及び／又は、ウレタン樹脂及びエポキシ樹脂からなる群より選ばれる一種の熱硬化性樹脂であることが好ましい。これらの樹脂からなるフィルムを端子用樹脂フィルム４０として使用することで、金属端子３０に対する密着性（ヒートシール時に樹脂組成物が適度に流動すること）と、金属端子３０の絶縁性（ヒートシール時に樹脂組成物が流動し過ぎないこと）とを両立しやすいという効果が奏される。
端子用樹脂フィルム４０が多層構造である場合、端子用樹脂フィルム４０は、融解ピーク温度が１７０〜２７０℃のＰＥＴ及び／又ＰＥＴ系樹脂あるいは融解ピーク温度が２６０〜３００℃のポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）からなる第一の層４０ａと、第一の層４０ａの金属端子３０と対面する側の表面に形成された熱硬化性樹脂又は融解ピーク温度が１６０〜２７０℃の熱可塑性樹脂からなる第二の層４０ｂとを備える構成とすることができる（図５（ｂ）参照）。第一の層４０ａを構成する樹脂として、融解ピーク温度が十分に高いＰＥＴ及び／又ＰＥＴ系樹脂あるいはＰＰＳを採用することで、ヒートシール時に第一の層４０ａが融解しないため、金属端子３０の優れた絶縁性を達成できる。第一の層４０ａを構成するＰＥＴ又はＰＥＴ系樹脂の融解ピーク温度は２１０℃以上であってもよい。第二の層４０ｂを構成するＰＥＴ又はＰＥＴ系樹脂の融解ピーク温度は２００℃以上であってもよい。第一の層４０ａの融解ピーク温度ＳＡと第二の層４０ｂの融解ピーク温度ＳＢの差（ＳＡ−ＳＢ）は、好ましくは１０℃以上であり、より好ましくは２０〜１００℃である。この温度差が１０℃以上であることで、金属端子３０の優れた絶縁性を達成できる。
第一の層４０ａの厚さは好ましくは５〜５００μｍであり、より好ましくは２０〜２００μｍである。第一の層４０ａの厚さが５μｍ以上であることで絶縁性を確保しやすく、他方、５００μｍ以下であることで低コスト化を図ることができる。第二の層４０ｂの厚さは好ましくは５〜５００μｍであり、より好ましくは２０〜２００μｍである。第二の層４０ｂの厚さが５μｍ以上であることで密封性を確保しやすく、他方、５００μｍ以下であることで低コスト化を図ることができる。
端子用樹脂フィルム４０が第一及び第二の層４０ａ，４０ｂを備える多層構造である場合、第一の層４０ａにおける第二の層４０ｂが形成されている側と反対側の表面に形成された第三の層４０ｃを更に備えてもよい（図５（ｃ）参照）。第三の層４０ｃは、熱硬化性樹脂又は融解ピーク温度が１６０〜２７０℃の熱可塑性樹脂からなる構成とすることができる。
第一の層４０ａが熱硬化性樹脂からなる場合、第二の層４０ｂとして第一の層４０ａを構成する熱硬化性樹脂よりも流動性が高い熱硬化性樹脂を採用することが好ましい。かかる構成により、ヒートシール時に第二の層４０ｂによって金属端子３０に対する優れた密着性を達成できる。更に、第三の層４０ｃとして、第一の層４０ａを構成する熱硬化性樹脂よりも流動性が高い熱硬化性樹脂を採用してもよい。かかる構成により、密封性がより一層優れる蓄電装置１００を得ることができる。
第三の層４０ｃの厚さは好ましくは５〜５００μｍであり、より好ましくは２０〜２００μｍである。第三の層４０ｃの厚さが５μｍ以上であることで密封性を確保しやすく、他方、５００μｍ以下であることで低コスト化を図ることができる。
以上、本開示の実施形態について詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、端子用樹脂フィルム４０が適用される蓄電装置として電固体電池を例示したが、端子用樹脂フィルム４０をその他の蓄電装置（例えば、リチウムイオン電池）又は発電装置に適用に適用してもよい。
以下、実施例に基づいて本開示をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
＜外装材の作製＞
基材層として、融解ピーク温度が３００℃の高耐熱ポリアミドフィルム（ユニチカ株式会社製、厚さ：２５μｍ）を準備した。金属箔層として、アルミニウム箔（厚さ：４０μｍ）を準備した。内層として、融解ピーク温度が２５５℃のＰＥＴフィルム（厚さ：７５μｍ、単層構造）を準備した。基材層と金属箔層とを熱硬化性接着剤（ポリエステルウレタン系）で貼り合わせるとともに、これと同じ接着剤で金属箔層と内層とを貼り合わせることによって十分に耐熱性を有する外装材を得た。
基材層として、融解ピーク温度が３００℃の高耐熱ポリアミドフィルム（ユニチカ株式会社製、厚さ：２５μｍ）を準備した。金属箔層として、アルミニウム箔（厚さ：４０μｍ）を準備した。内層として、融解ピーク温度が２５５℃のＰＥＴフィルム（厚さ：７５μｍ、単層構造）を準備した。基材層と金属箔層とを熱硬化性接着剤（ポリエステルウレタン系）で貼り合わせるとともに、これと同じ接着剤で金属箔層と内層とを貼り合わせることによって十分に耐熱性を有する外装材を得た。
＜端子用樹脂フィルム（単層構造）の作製＞
（実施例１）
端子用樹脂フィルム（単層構造）として、エポキシ樹脂フィルム（厚さ：１００μｍ）を準備した。
（実施例１）
端子用樹脂フィルム（単層構造）として、エポキシ樹脂フィルム（厚さ：１００μｍ）を準備した。
（実施例２）
端子用樹脂フィルム（単層構造）として、ウレタン樹脂フィルム（厚さ：１００μｍ）を準備した。
端子用樹脂フィルム（単層構造）として、ウレタン樹脂フィルム（厚さ：１００μｍ）を準備した。
（実施例３）
端子用樹脂フィルム（単層構造）として、ナイロンフィルム（厚さ：１００μｍ、融点：２２５℃）を準備した。
端子用樹脂フィルム（単層構造）として、ナイロンフィルム（厚さ：１００μｍ、融点：２２５℃）を準備した。
（実施例４）
端子用樹脂フィルム（単層構造）として、ＰＥＴフィルム（厚さ：１００μｍ、融点：２５５℃）を準備した。
端子用樹脂フィルム（単層構造）として、ＰＥＴフィルム（厚さ：１００μｍ、融点：２５５℃）を準備した。
（実施例５）
端子用樹脂フィルム（単層構造）として、ポリエステル共重合体フィルム（厚さ：１００μｍ、融点１６０℃）を使用した。
端子用樹脂フィルム（単層構造）として、ポリエステル共重合体フィルム（厚さ：１００μｍ、融点１６０℃）を使用した。
（実施例６）
端子用樹脂フィルム（単層構造）として、ＰＰＳフィルム（厚さ：１００μｍ、融点：２９０℃）を準備した。
端子用樹脂フィルム（単層構造）として、ＰＰＳフィルム（厚さ：１００μｍ、融点：２９０℃）を準備した。
（比較例１）
端子用樹脂フィルム（単層構造）として、ＰＰフィルム（厚さ：１００μｍ、融点：１４０℃）を準備した。
端子用樹脂フィルム（単層構造）として、ＰＰフィルム（厚さ：１００μｍ、融点：１４０℃）を準備した。
＜端子用樹脂フィルム（二層構造）の作製＞
（実施例７）
以下のフィルムを貼り合わせることにより、第一の層及び第二の層からなる二層構造の端子用樹脂フィルムを作製した。
・第一の層：エポキシ樹脂フィルム（厚さ：５０μｍ）
・第二の層：ＰＥＴフィルム（厚さ：５０μｍ、融点：２５５℃）
（実施例７）
以下のフィルムを貼り合わせることにより、第一の層及び第二の層からなる二層構造の端子用樹脂フィルムを作製した。
・第一の層：エポキシ樹脂フィルム（厚さ：５０μｍ）
・第二の層：ＰＥＴフィルム（厚さ：５０μｍ、融点：２５５℃）
（実施例８）
以下のフィルムを貼り合わせることにより、第一の層及び第二の層からなる二層構造の端子用樹脂フィルムを作製した。
・第一の層：ウレタン樹脂フィルム（厚さ：５０μｍ）
・第二の層：エポキシ樹脂フィルム（厚さ：５０μｍ）
以下のフィルムを貼り合わせることにより、第一の層及び第二の層からなる二層構造の端子用樹脂フィルムを作製した。
・第一の層：ウレタン樹脂フィルム（厚さ：５０μｍ）
・第二の層：エポキシ樹脂フィルム（厚さ：５０μｍ）
（実施例９）
以下のフィルムを貼り合わせることにより、第一の層及び第二の層からなる二層構造の端子用樹脂フィルムを作製した。
・第一の層：エポキシ樹脂フィルム（厚さ：５０μｍ）
・第二の層：エポキシ樹脂フィルム（厚さ：５０μｍ）
以下のフィルムを貼り合わせることにより、第一の層及び第二の層からなる二層構造の端子用樹脂フィルムを作製した。
・第一の層：エポキシ樹脂フィルム（厚さ：５０μｍ）
・第二の層：エポキシ樹脂フィルム（厚さ：５０μｍ）
（実施例１０）
以下のフィルムを貼り合わせることにより、第一の層及び第二の層からなる二層構造の端子用樹脂フィルムを作製した。
・第一の層：ＰＰＳフィルム（厚さ：５０μｍ、融点：２９０℃）
・第二の層：ＰＥＴフィルム（厚さ：５０μｍ、融点：２５５℃）
以下のフィルムを貼り合わせることにより、第一の層及び第二の層からなる二層構造の端子用樹脂フィルムを作製した。
・第一の層：ＰＰＳフィルム（厚さ：５０μｍ、融点：２９０℃）
・第二の層：ＰＥＴフィルム（厚さ：５０μｍ、融点：２５５℃）
（実施例１１）
以下のフィルムを貼り合わせることにより、第一の層及び第二の層からなる二層構造の端子用樹脂フィルムを作製した。
・第一の層：ＰＰＳフィルム（厚さ：５０μｍ、融点：２９０℃）
・第二の層：エポキシ樹脂フィルム（厚さ：５０μｍ）
以下のフィルムを貼り合わせることにより、第一の層及び第二の層からなる二層構造の端子用樹脂フィルムを作製した。
・第一の層：ＰＰＳフィルム（厚さ：５０μｍ、融点：２９０℃）
・第二の層：エポキシ樹脂フィルム（厚さ：５０μｍ）
（比較例２）
以下のフィルムを貼り合わせることにより、第一の層及び第二の層からなる二層構造の端子用樹脂フィルムを作製した。
・第一の層：エポキシ樹脂フィルム（厚さ：５０μｍ）
・第二の層：ＰＰフィルム（厚さ：５０μｍ、融点：１４０℃）
以下のフィルムを貼り合わせることにより、第一の層及び第二の層からなる二層構造の端子用樹脂フィルムを作製した。
・第一の層：エポキシ樹脂フィルム（厚さ：５０μｍ）
・第二の層：ＰＰフィルム（厚さ：５０μｍ、融点：１４０℃）
（比較例３）
以下のフィルムを貼り合わせることにより、第一の層及び第二の層からなる二層構造の端子用樹脂フィルムを作製した。
・第一の層：ＰＰフィルム（厚さ：５０μｍ、融点：１４０℃）
・第二の層：エポキシ樹脂フィルム（厚さ：５０μｍ）
以下のフィルムを貼り合わせることにより、第一の層及び第二の層からなる二層構造の端子用樹脂フィルムを作製した。
・第一の層：ＰＰフィルム（厚さ：５０μｍ、融点：１４０℃）
・第二の層：エポキシ樹脂フィルム（厚さ：５０μｍ）
（比較例４）
以下のフィルムを貼り合わせることにより、第一の層及び第二の層からなる二層構造の端子用樹脂フィルムを作製した。
・第一の層：ＰＰフィルム（厚さ：５０μｍ、融点：１４０℃）
・第二の層：ＰＥＴフィルム（厚さ：５０μｍ、融点：２５５℃）
以下のフィルムを貼り合わせることにより、第一の層及び第二の層からなる二層構造の端子用樹脂フィルムを作製した。
・第一の層：ＰＰフィルム（厚さ：５０μｍ、融点：１４０℃）
・第二の層：ＰＥＴフィルム（厚さ：５０μｍ、融点：２５５℃）
＜絶縁性の評価＞
図６（ａ）〜図６（ｅ）を参照しながら、電流取出し端子に対する密着性の評価方法を説明する。外装材を１２０ｍｍ×２００ｍｍにカットしたサンプル５０を、内層が成型機の凸部に接するように冷間成型用金型にセットし、成型速度１５ｍｍ／秒で２．０ｍｍの絞り加工を施して凹部５１を形成した。その後、サンプル５０を２つ折りにした（図６（ａ）参照）。次いで、金属端子５２（材質：アルミニウム）と実施例及び比較例に係る各端子用樹脂フィルム５３とを間に挟んだ状態で１００ｍｍの上辺部５４をヒートシールした（図６（ｂ）参照）。その後、１２０ｍｍの側辺部５５及び１００ｍｍの下辺部５６をヒートシールした（図６（ｃ）参照）。電極を接触させるために、サンプル５０の外層の一部を削って金属箔層の露出部５７を形成した（図６（ｄ）参照）。次いで、６０℃のオーブンに１週間保管した後、タブ５２と金属箔層の露出部５７に電極５８ａ，５８ｂをそれぞれ接続し、耐電圧・絶縁抵抗試験器（ＫＩＫＵＳＵＩ製、「ＴＯＳ９２０１」）を用いて２５Ｖを印加し、そのときの抵抗値を測定した（図６（ｅ）参照）。
Ａ：２００ＭΩ以上
Ｂ： ３０ＭΩ以上２００ＭΩ未満
Ｃ： ３０ＭΩ未満
図６（ａ）〜図６（ｅ）を参照しながら、電流取出し端子に対する密着性の評価方法を説明する。外装材を１２０ｍｍ×２００ｍｍにカットしたサンプル５０を、内層が成型機の凸部に接するように冷間成型用金型にセットし、成型速度１５ｍｍ／秒で２．０ｍｍの絞り加工を施して凹部５１を形成した。その後、サンプル５０を２つ折りにした（図６（ａ）参照）。次いで、金属端子５２（材質：アルミニウム）と実施例及び比較例に係る各端子用樹脂フィルム５３とを間に挟んだ状態で１００ｍｍの上辺部５４をヒートシールした（図６（ｂ）参照）。その後、１２０ｍｍの側辺部５５及び１００ｍｍの下辺部５６をヒートシールした（図６（ｃ）参照）。電極を接触させるために、サンプル５０の外層の一部を削って金属箔層の露出部５７を形成した（図６（ｄ）参照）。次いで、６０℃のオーブンに１週間保管した後、タブ５２と金属箔層の露出部５７に電極５８ａ，５８ｂをそれぞれ接続し、耐電圧・絶縁抵抗試験器（ＫＩＫＵＳＵＩ製、「ＴＯＳ９２０１」）を用いて２５Ｖを印加し、そのときの抵抗値を測定した（図６（ｅ）参照）。
Ａ：２００ＭΩ以上
Ｂ： ３０ＭΩ以上２００ＭΩ未満
Ｃ： ３０ＭΩ未満
＜電流取出し端子に対する密着性の評価＞
金属箔層の露出部４６を形成しなかったことの他は、上記絶縁性の評価と同様にして測定用試料を作製した。実施例及び比較例に係る各試料における電流取出し端子と端子用フィルムの接合部に赤色の浸透液（株式会社タセト製）を吹きかけた。１０分経過後、試料を解体して内部への浸透液の浸入の有無（赤色の程度）を目視で確認することによって密着性の評価を行った。評価は以下の基準に従って行い、評価Ｃを不適とした。表１〜４に結果を示す。
Ａ：浸透液の浸入が認められない。
Ｂ：浸透液のパッケージ内部への浸入は認められないものの、電流取出し端子と端子用フィルムの接合部の途中まで浸透液が浸入している。
Ｃ：浸透液の浸入によってパッケージ内部の一部が赤色に染まっている。
金属箔層の露出部４６を形成しなかったことの他は、上記絶縁性の評価と同様にして測定用試料を作製した。実施例及び比較例に係る各試料における電流取出し端子と端子用フィルムの接合部に赤色の浸透液（株式会社タセト製）を吹きかけた。１０分経過後、試料を解体して内部への浸透液の浸入の有無（赤色の程度）を目視で確認することによって密着性の評価を行った。評価は以下の基準に従って行い、評価Ｃを不適とした。表１〜４に結果を示す。
Ａ：浸透液の浸入が認められない。
Ｂ：浸透液のパッケージ内部への浸入は認められないものの、電流取出し端子と端子用フィルムの接合部の途中まで浸透液が浸入している。
Ｃ：浸透液の浸入によってパッケージ内部の一部が赤色に染まっている。
本開示によれば、耐熱性に優れる端子用樹脂フィルムこれを用いた蓄電装置が提供される。
１０…蓄電装置本体、２０…外装材、３０…金属端子（電流取出し端子）、４０…端子用樹脂フィルム、４０ａ…第一の層、４０ｂ…第二の層、４０ｃ…第三の層、１００…蓄電装置
Claims (14)
- 蓄電装置及び発電装置の少なくとも一方において電流取出し端子をシールするために使用される端子用樹脂フィルムであって、
前記電流取出し端子に対する密着性を有する樹脂組成物からなり、
前記樹脂組成物は、熱硬化性樹脂及び融点が１６０℃以上の熱可塑性樹脂の少なくとも一方を含み、且つ、融点が１６０℃未満の熱可塑性樹脂を含まない、端子用樹脂フィルム。 - 前記蓄電装置が全固体電池である、請求項１に記載の端子用樹脂フィルム。
- 前記熱硬化性樹脂がポリイミド樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アリル樹脂、エポキシ樹脂、フラン樹脂及びシリコーン樹脂からなる群より選択される少なくとも一種の樹脂であり、
前記熱可塑性樹脂がポリエステル系樹脂、ナイロン、ポリビニルアルコール樹脂、ポリ塩化ビニリデン、ポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンスルファイド、ポリエーテルイミド、ポリスルフォン、フッ素樹脂、ポリアミドイミド及びアセチルセルロースからなる群より選択される少なくとも一種の樹脂である、請求項１又は２に記載の端子用樹脂フィルム。 - 前記樹脂組成物からなる単層構造である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の端子用樹脂フィルム。
- 前記樹脂組成物がポリエステル系樹脂、ポリフェニレンスルファイド、ウレタン樹脂及びエポキシ樹脂からなる群より選ばれる一種の樹脂である、請求項４に記載の端子用樹脂フィルム。
- 融点が１７０〜２８０℃のポリエステル系樹脂及び融点が２６０〜２９０℃のポリフェニレンスルファイドの一方からなる第一の層と、
熱硬化性樹脂及び融点が１６０〜２８０℃の熱可塑性樹脂の一方からなる第二の層と、
を備える多層構造を有し、
前記第二の層は前記第一の層の前記電流取出し端子と対面する側の表面に形成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の端子用樹脂フィルム。 - 前記第一の層は、ポリエチレンテレフタラートからなり、
前記第二の層は、融点が低温化されたポリエチレンテレフタラートからなる、請求項６に記載の端子用樹脂フィルム。 - 融点が低温化された前記ポリエチレンテレフタラートは、エチレングリコールに由来する構造単位及びテレフタル酸に由来する構造単位と、その他の構造単位とを含み、
前記その他の構造単位の由来となる二価アルコール成分がネオペンチルグリコール、１，４−ブタジオール及びジエチレングリコールからなる群から選ばれる少なくとも一種である、請求項７に記載の端子用樹脂フィルム。 - 融点が低温化された前記ポリエチレンテレフタラートは、エチレングリコールに由来する構造単位及びテレフタル酸に由来する構造単位と、その他の構造単位とを含み、
前記その他の構造単位の由来となる酸成分がイソフタル酸、アジピン酸及びセバシン酸からなる群から選ばれる少なくとも一種である、請求項７又は８に記載の端子用樹脂フィルム。 - 前記第一の層の融点ＳＡと前記第二の層の融点ＳＢとの差ＳＡ−ＳＢが１０℃以上である、請求項６〜９のいずれか一項に記載の子用樹脂フィルム。
- 前記第一の層における前記第二の層が形成されている側と反対側の表面に形成された第三の層を更に備え、
前記第三の層が熱硬化性樹脂又は融点が１６０〜２８０℃の熱可塑性樹脂からなる、請求項６〜１０のいずれか一項に記載の端子用樹脂フィルム。 - 熱硬化性樹脂からなる第一の層と、
前記第一の層の少なくとも一方の表面に形成された熱硬化性樹脂層と、
を備える多層構造であり、
前記熱硬化性樹脂層は、前記第一の層を構成する前記熱硬化性樹脂よりも流動性が高い、請求項１〜３のいずれか一項に記載の端子用樹脂フィルム。 - 蓄電装置本体と、
前記蓄電装置本体から延在する電流取出し端子と、
前記電流取出し端子を挟持し且つ前記蓄電装置本体を収容する外装材と、
前記電流取出し端子と前記外装材と間に配置された、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の端子用樹脂フィルムと、
を備える蓄電装置。 - 全固体電池である、請求項１３に記載の蓄電装置。
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