WO2001056093A1 - Package for material containing nonaqueous solvent and cell comprising the same - Google Patents

Description

明 糸田 非 水 溶 剤含 有 物 用 パ ッ ケ ー ジ お よ びそ れ を 用 い た 電 池 技術 分 野

本 発 明 は 、 非 水 溶 剤 含 有 物 用 パ ッ ケ ー ジ に 関 す る も の で あ り 、 詳 し く は 、 パ ッ ケ ー ジ 外 部 か ら の 水 分浸 入 、 ま た 、 長 期 に お け る 強 度 低 下 を 少 な く で き る 非 水 溶 剤 含 有 物 用 パ ッ ケ ー ジ 、 お よ び 、 こ の パ ッ ケ ー ジ を 用 い る こ と で 長 寿 命化 、 高 信 頼性 化 し た 非 水 電 解質 電 池 に 関 す る も の で あ る 。 背 景 技術

ア レ ミ ラ ミ ネ ー 卜 フ イ リレ ム な ど の フ イ リレ ム か ら な る パ ッ ケ 一 ン は 、 軽 量 で あ り 水 分 、 気体 の 遮 断性 能 が優 れ る た め 、 食 品 な ど の 幅広 い 分 野 で 使 用 さ れ て い る 。 こ の パ ッ フ 一 ン を 非 水 電解 質 電 池 に 適用 す る こ と が期 待 さ れ て い る 。 リ チ ゥ ム イ オ ン 電 池 に 代 表 さ れ る 非 水 電解質 電 池 に は 、 現 在実 用 化 さ れ て い る も の で は ス テ ン レ ス 、 ア ル ミ ニ ゥ ム な ど の 金 属 の 筐体 が用 い ら れ て い る 。 こ の 筐体 を フ イ リレ ム か ら な る パ ッ ケ ー ジ に 換 え る こ と で 、 軽 量 化 し 、 薄 型 構造 を 実 現 で き る た め で あ る 。

し カゝ し 、 問 題 点 も 残 さ れ て い る 。 こ の フ イ リレ ム 力ゝ ら な る パ ッ ケ 一 ジ は 、 電 池 内 容 物 を 包 む よ う に 曲 げた フ ィ ル ム の 一 部 分 を 熱融 着 さ せ て 接 着 し 、 袋 状 に 力 Π ェ す る こ と に よ っ て 形 成 さ れ る 。 こ の よ う な パ ッ ケ ー ジ は 、 接 着 部 分 が存 在す る た め 、 現 在 用 い ら れ て い る 金 属 筐体 と 比 較 し て 、 電 池 内 部 へ の 水 分 浸 入 の 遮 断性 能 、 強 度 な ど の 特 性 が充 分 で な く 、 電池 の 長 期 的 な 性 能 の 確 保 、 あ る い は 、 高 温 時 な ど の 信 頼性 に 支 障 が 出 る お そ れ が あ る 。

本発 明 は か か る 課題 を 解決 す る た め に な さ れ た も の で あ り 、 ラ ミ ネ 一 ト フ イ リレ ム を 用 い た 非 水 溶 剤含 有 物 用 パ ッ ケ ー ジ に お い て 、 簡 便 に 長期 に わ た る 高 い 水 分 遮 断性 能 が確 保 で き 、 強度 が維持 で き る も の 、 お よ び 、 そ れ を 用 い た 非 水電解 質 電池 を 提 供す る こ と を 目 的 と す る も の で あ る 。

こ の よ う なパ ッ ケー ジ の信 頼性 を 向 上 す る 手 法 と し て 、 た と え ば、特 開 平 9 - 2 7 4 8 9 6 号公 報 の よ う に ヒ ー ト シ ー ル 部 が電解質 バ リ ァ 性 に 優 れ た 材 料 と 水 蒸 気 バ リ ァ 性 に 優 れ た 材料 の 複 数 の 樹脂 で 構 成 さ れ た こ と に よ り 、 密 封信 頼性 を 保 つ 方 法 が あ る が 、 こ の 方 法 に は ノ、。 ッ ケ ー ジ の 重 量増 加 、 工程 の 煩雑化 な ど の 問 題 点 が あ る 。 発 明 の 開 示

本 発 明 者 ら は 、 ラ S ネ ー 卜 フ ィ ル ム を 用 い た 非 水 溶 剤 含有 物 用 パ ッ ケ — ジ の 水 分遮 断性 能 、 接 着 強度 の 持 続性 に つ い て研究 を 行 い 、 重 要 な 事 実 を 発 見 し た 。 そ の 一 つ は 、 パ ッ ケ ー ン の 水 分 遮 断性 能 、 接 着 強 度 は パ ッ ケ ー ジ 内 部 か ら 拡散す る 非 水 溶 剤 に よ っ て 著 し く 低下 す る と い う こ と で あ る 。 非 水溶 剤 が接着 部 分 の 金 属 層 に 挟 ま れ た 接着構造 を 形 成 し て い る 部分 ( 接 着 部分 ） の 接着 層 （ 樹 脂 層 、 接着剤 層 ) に 拡 散 す る こ と で 、 水 分 の 拡 散速 度 が 増加 し 、 ま た 、 接 着 強 度 も 低 下 す る た め で あ る 。

も う 一 つ は 、 非 水 電解 液電池 な ど の 場 合 、 パ ッ ケ 一 ン 内 部 か ら 金 属 層 に 挟 ま れ た 接着 ネ ¾ に 微 量 の 反 応性 物 質 が拡散 す る こ と も 認 め ら れ 、 こ の こ と に よ つ て も パ ッ ケ ー ジ の 水 分 遮 断 性能 、 接 着 強度 は 低 下 す る と い う こ と で あ る 。 こ の 微 量 の 反 応 性 物 質 は 、 電解塩 の 分解 物 な ど か ら な る と 考 え ら れ る 。 こ れ が拡 散 す る こ と で 金 属 層 に 挟 ま れ た 接 着 層 あ る い は ア ル ミ ニ ウ ム 層 な ど の 金 属 層 が劣 化 し 、 水 分遮 断 性 能 、 接 着 強度 が 低下 す る こ と に な る 。 以 上 の よ う な 電 池 内 部 力ゝ ら の 拡 散 を 押 さ え る こ と は 、 パ ッ ケ ー ジ の 性 能 向 上 に 非 常 に 効 果 が あ る 。

接 着 構造 の 厚 さ が 薄 け れ ば 、 パ ッ ケ ー ジ 内 部 か ら の 拡 散 が押 さ え ら れ好 ま し い の で あ る が 、 接 着 時 に 接着 面 全 面 に わ た っ て 確 実 に 接 着 す る こ と は 困 難 に な る 。 本 発 明 に お い て は 、 接 着 の 確 実 性 を 維 持 す る た め の 接 着 層 の 厚 さ を 確保 し つ つ 、 接 着 層 の 一部 分 を 薄 く す る こ と で 、 内 部 力ゝ ら の 物 質 の 拡散 を 抑 制 す る と い う も の で あ る 。

す な わ ち 、 本 発 明 は 、

金 属 層 と 樹脂 層 が積 層 さ れ た フ ィ ル ム の 一部 分 が接 着 さ れ た 袋 状構造 を 有 す る 非 水 溶剤含 有 物 用 パ ッ ケ ー ジ に お い て 、 金属 層 に 挟 ま れ て 接 着構造 を 形 成 し て い る 部 分 の 厚 さ が パ ッ ケ ー ジ 内 側 よ り の 方 が 薄 く な つ て い る こ と を 特徴 と す る 非 水 溶 剤含 有 物 用 パ ッ ケ ー ジ （ 請 求 の 範 囲 第 1 項 ） 、

接着 構 造 に お け る 厚 さ の 薄 い 部 分 が 、 接 着 時 に 不 均 一 な 圧 力 を か け る こ と で 形 成 さ れ る こ と を 特 徴 と す る 請求 の 範 囲 第 1 項 記 載 の 非 水 溶 剤 含 有 物 用 パ ッ ケ ー ジ （ 請 求 の 範 囲 第 2 項 ） 、

接 着構 造 に お け る 厚 さ の 薄 い 部 分 が 、 接 着 時 に 不 均 一 な 温度 を か け る こ と で 形 成 さ れ る こ と を 特 徴 と す る 請 求 の 範 囲 第 1 項 記 載 の 非 水 溶 剤 含 有 物 用 パ ッ ケ ー ジ （ 請 求 の 範 囲 第 3 項 ） 、 接着構 造 に お け る 厚 さ の 薄 い 部 分 が 、 接 着 時 に 接着 層 に 剪 断 力 が か か る よ う に 絞 り 込 む こ と で 形 成 さ れ る こ と を 特 徴 と す る 請 求 の 範 囲 第 1 項 記 載 の 非 水 溶 剤 含 有 物 用 パ ッ ケ ー ジ （ 請 求 の 範 囲 第 4 項） 、

接 着構造 に お け る 厚 さ の 薄 い 部 分 が 、 あ ら か じ め 金 属 層 に 凹 凸 加 工 を 施 し て お く こ と で 形 成 さ れ る こ と を 特徴 と す る 請 求 の 範 囲 第 1 項 記 載 の 非 水 溶 剤含 有 物 用 パ ッ ケ一 ジ （ 請 求 の 範 囲 第 5 項 ） 、

接着構造 に お け る 厚 さ の 薄 い 部 分 が 、 あ ら か じ め 接 着 層 に 厚 さ の 薄 い 部 分 を 形 成 し て お く こ と で 形 成 さ れ る こ と を 特徴 と す る 請 求 の 範 囲 第 1 項記 載 の 非 水 溶 剤 含 有 物 用 パ ッ ケ ー ジ （ 請 求 の 範 囲 第 6 項 ） 、

金 属 層 と 樹脂 層 が積 層 さ れ た フ ィ ル ム の 一 部 分 が ホ ッ ト メ ル ト 接 着剤 で 接 着 さ れ た 袋状 構 造 を 有 す る こ と を 特徴 と す る 請求 の 範 囲 第 1 項 記 載 の 非 水 溶剤含 有 物 用 パ ッ ケ ー ジ （ 請求 の 範 囲 第 7 項 ） お よ び

請求 の 範 囲 第 1 項 記 載 の 非 水 溶 剤 含有 物 用 パ ッ ケ ー ジ を 用 い た 電 池 （ 請 求 の 範 囲 第 8 項 ）

に 関 す る 。 図 面 の 簡単 な 説 明

図 1 は 、 本 発 明 の 一 実施 の 形 態 に よ る 非 水 溶 剤 含 有 物 用 ノ \° ッ ケ ー ジ の 接 着 構 造 を 模 式 的 に 示す 断 面 図 で あ る 。

図 2 は 、 実施 例 1 で 作 製 し た 非 水 電解 質 電 池 の 構 成 を 模 式 的 に 示 す 断 面 図 で あ る 。

図 1 中 、 1 は ァ リレ ミ ニ ゥ ム 層 、 2 は ポ リ プ ロ ピ レ ン 層 、 3 は 接着剤 層 、 4 は 接 着部 分 、 5 は 厚 さ の 薄 い 部 分 を 示 す 。 図 2 中 、 4 は 接 着部 分 、 5 は 厚 さ の 薄 い 部 分 、 6 は 巻 き 取 っ た 電極 、 7 は集電 用 の 端子 （ タ ブ ） 、 8 は 非 水 溶 剤含 有 物 用 パ ッ ケ ー ジ を 示す 。 発 明 を 実施す る た め の 最 良 の 形 態 本 発 明 は 、 金 属 層 と 樹脂 層 が積 層 さ れ た フ ィ ル ム の一 部分 が 接 着 さ れ た 袋状構造 を 有 す る 非 水 溶 剤含有 物 用 パ ッ ケ ー ジ に お い て 、 金 属 層 に 挟 ま れ て 接 着構造 を 形 成 し て い る 部 分 の 厚 さ がパ ッ ケ ー ジ の 内 側 よ り の 方 が薄 く な つ て い る こ と を 特 徴 と す る 非 水 溶 剤 含 有 物 用 ノ° ッ ケ ー ジ に 力ゝ カゝ わ る 。

パ ッ ケ ー ジ に 用 い る フ ィ ル ム は 、 少 な く と も 金 属 層 と 金 属 層 の パ ッ ケ ー ジ 内 部 側 を コ ー テ ィ ン グす る 樹脂 層 が 積 層 さ れ た も の で あ る 。

金 属 層 に は 、 ア ル ミ ニ ウ ム 箔 、 チ タ ン 箔 、 ス テ ン レ ス 箔 な ど の 金 属 箔 を 使用 で き る 。 金 属 層 の 厚 さ は 3 〜 2 0 O m で あ る こ と が望 ま し く 、 1 0 〜 1 0 O m で あ る こ と が さ ら に 望 ま し い 。 金 属 層 が 薄 す ぎ る 場 合 に は 、 ピ ン ホ ー ル な ど の 欠 陥 が 出 や す く 信 頼性 が 低 い も の と な る 傾 向 が あ る 。 金 属 層 が厚す ぎ る 場 合 に は 、 重 量 増加 が起 こ る 傾 向 が あ る 。 金属 層 の 表面 に 耐久性 を 向 上 さ せ る た め に 酸 化膜 、 窒化 膜な ど を 形 成 す る よ う な 表 面処 理 を 施 す の も よ い 。

樹脂 層 は電解 液 な ど の 非 水 溶 剤 含 有 物 に 溶解せず 金属 層 の 腐 蝕 を 防 ぐ こ と が で き る も の で あ れ ば よ い 。 樹脂 層 に は 、 ポ リ プ ロ ピ レ ン 、 ポ リ エ チ レ ン 、 そ れ ら の 共 重 合 体 な ど の ポ リ オ レ フ イ ン 類 の フ イ リレ ム が好 ま し く 用 レ ら れ る が 、 フ ッ 素 樹 脂 、 ポ リ ス チ レ ン な ど の ビ ニ ル重 合 体 、 架 橋 ア ク リ ル 樹脂 な ど の フ ィ ル ム も 使 用 可 能 で あ る 。 樹 脂 層 の 厚 さ は 5 〜 2 0 0 m で あ る こ と が望 ま し く 、 2 0 〜 1 0 O /i m で あ る こ と が さ ら に 望 ま し い 。 樹 脂 層 の 厚 さ が 薄 い と 確 実 に ヒ ー ト シ ー ル す る こ と が 困 難 に な る 傾 向 が あ り 、 厚 い と ヒ ー ト シ ー ル 部 の 強 度 が低 下 す る 傾 向 が あ る 。

必 要 に 応 じ て 金 属 層 と 樹脂 層 を 接着す る 接着 剤 を 使 用 で き る 。 金属 層 の パ ッ ケ ー ジ 外 部側 に 強 度 向 上 あ る い は 腐 食 防 止 の た め の コ 一 テ ィ ン グ ゃ フ ィ ル ム 積 層 を 行 う こ と も 望 ま し レ 。

本 発 明 の パ ッ ケ ー ジ は 、 金 属 層 と 樹脂 層 が積 層 さ れ た フ ィ ル ム の 一 部 分 が接 着 し た 袋 状 構造 を 有 す る 。 フ ィ ル ム の 接 着 に は 、 接着 剤 を 使 用 で き る 。 フ ィ ル ム の 接 着 に 使 用 す る 接着 剤 と し て は 、 作 業性 、 透 湿 性 な ど の 観 点 か ら ホ ッ ト メ ル ト 接 着剤 が好 ま し い 。 フ ィ ル ム の 樹脂 層 に ポ リ オ レ フ イ ン を 用 い て い る 場 合 に は 、 こ れ を ホ ッ ト メ ル ト 接 着剤 と し て フ ィ ル ム の 接着 に 利 用 す る こ と が で き る 。 接 着剤 と し て は 、 エ ポ キ シ 系 接着剤 、 ウ レ タ ン 系 接 着 剤 も 電解液 な ど の 非 水 溶 剤 に 耐性 あ る も の で あ れ ば使 用 可 能 で あ る 。 こ れ ら の 接 着剤 を 2 種以 上 複 合 さ せ て 使 用 す る こ と も 可 能 で あ る 。 フ ィ ル ム の 接 着部 分 の 樹脂 層 は 必 要 に 応 じ て 除 去 し て も よ い 。 こ の 時 に は 、 金 属 層 が パ ッ ケ ー ジ 内 部 に 露 出 し な い こ と 、 金 属 層 に 亀 裂 な ど の 欠 陥 が 生 じ な い よ う に 注意 す る 必 要 が あ る 。 テ ー プ状 の ホ ッ ト メ ル ト 接 着 剤 を こ の 接 着 剤 と し て 使 用 す る こ と も 可 能 で あ る 。

金 属 層 に 挟 ま れ た 接 着 構 造 を 形 成 し て い る 部 分 （ 接 着 部 分 ） の 接着 層 （ 樹脂 層 、 接 着 剤 層 ） の 平 均 厚 さ は 、 0 . 1 m ~ 4 0 0 m で あ る こ と 力 望 ま し く 、 1 〜 1 0 0 m で あ る こ と が さ ら に 望 ま し い 。 接 着 層 の 厚 さ が 薄 い ほ ど 水 分 浸 入 を 効 率 よ く 防 止 で き 、 剥 離 に 対 す る 抵抗 力 が 大 き く な る こ と が期 待 で き る の で あ る が 、 こ の 接 着 層 が 薄 す ぎ る 状 況 で は 、 接 着 面 全 面 を 確 実 に 接 着 す る こ と が 困 難 に な る 傾 向 が あ る 。 接着 層 の 平 均 厚 さ は 、 た と え ば 、 接 着 部分 の 厚 さ を 等 間 隔 に な る よ う に 多 数測 定 し 、 こ れ か ら 各 点 の 接 着 層 （ 樹脂 層 、 接 着剤 層 ） を 計 算 し 、 任 意 の 領域 の値 を 平 均 す る こ と で算 出 す る こ と がで き る 。

厚 さ の 薄 い 部 分 は 平 均 厚 さ よ り も 薄 い 部 分 で あ る 。 厚 さ の 薄 い 部 分 は 、 平 均 厚 さ よ り 、 5 〜 1 0 0 % 薄 い こ と が望 ま し く 、 3 0 〜 9 5 % 薄 い こ と が よ り 望 ま し い 。 平 均 厚 さ と 薄 い 部 分 の 厚 さ の 差 が 小 さ す ぎれ ば薄 く し た 効 果 が充 分 で な く 、 大 き す ぎれ ば接 着強度 が維 持 さ れ な い お そ れ が あ る 。 平 均 厚 さ に も よ る が 、 厚 さ の 薄 い 部分 の 接着 層 の 厚 さ は通 常 0 . 0 1 〜 5 0 / m が望 ま し く 、 0 . 0 5 〜 ： L 0 / m 力 よ り 望 ま し い 。

厚 さ の 薄 い 部 分 の 幅 は 接 着 部 分 の 幅 の 1 〜 7 0 % が望 ま し く 、 3 〜 4 0 % 力 よ り 望 ま し い 。 厚 さ の 薄 い 部 分 の 幅 が狭す ぎ る 場 合 に は確 実 に 薄 く す る こ と が 困 難 に な る 傾 向 が あ る 。 と く に 薄 い 部 分 の 厚 さ が充 分 に 薄 く な つ て い な い 場 合 に は 効 果 が 充 分 に 得 ら れ な い お そ れ が あ る 。 厚 さ の 薄 い 部 分 の 幅 が広 す ぎ る 場 合 に は 、 接 着 部 分 自 体 の 良 好 な 接着性 が確 保 で き な い お そ れ が あ る 。

厚 さ の 薄 い 部 分 は 必 ず し も 、 接 着 部 分 全 部 に 沿 つ て 存 在す る 必 要 は な く 、 と く に 強 度 が 要求 さ れ る 場 所 の み存 在 さ せ た り 、 あ る い は 、 接着 部 分 に 沿 っ て 断続 的 に 存 在 し て も よ い 。 当 然 、 こ れ ら の 場 合 に は 接 着 部 分 全 部 に 沿 つ て 薄 い 部 分 を 設 け た も の は 、 効 果 が大 き く な る 場 合 が 名 い 。

厚 さ の 薄 い 部分 は 、 接 着構造 を 形 成 し て い る 部 分 の パ ッ ケ ー ジ 内 部 側 に 偏在 す る こ と 、 す な わ ち 、 接 着 部 分 の 外 辺 側 と , ッ ケ —— ン 内 部側 と の 中 心 よ り 内 部側 に あ る こ と が望 ま し レ 。 パ ッ ケ ー ジ 内 部 側 に 厚 さ の 薄 い 部 分 が 存 在 し な け れ ば、 接 着 層 に お い て 非 水 溶剤 な ど の 浸 透 の 抑 制 の 効 果 が 小 さ く な り 、 水 分浸 入 抑 制 、 強 度維 持 が充 分 に 達 成 で き な い お そ れ が あ る 。

厚 さ の 薄 い 部 分 は 、 接着 時 に 接 着 部分 に 不 均 一 な 圧 力 を か け る こ と で 形 成 す る こ と が で き る 。 こ の 場 合 に は 、 接着時 に か け る 圧 力 が 異 な る 部 分 が あ れ ば よ い 。 フ ィ ル ム と の 接触 部 分 （ 圧着 面 ） に 凸 部 が存 在 す る 押 さ え 治 具 を 用 い た り 、 複 数 の 治 具 を 用 い て 、 異 な る 圧 力 で 押 さ え る こ と で 不 均 一 な 圧 力 を か け て も よ い 。 圧 力 を 複 数 回 に 分 け て 圧 力 を か け る こ と も で き 、 こ の 時 に 圧 力 を 変 え る こ と で も 薄 い 部分 を 形 成 で き る 。 た と え ば 、 接 着 部 分 全 体 に わ た っ て 低 い 圧 力 を か け た 後 、 薄 く し た い 部分 の み に 高 い 圧 力 を か け る こ と に よ っ て 薄 い 部 分 を 形 成 で き る 。 通 常 、 高 い 圧 力 を か け た 部 分 は 、 低 い 圧 力 を か け た 部 分 よ り も 薄 く な る 。 フ イ ル ム の 種 類 、 接 着 剤 の 種 類 な ど に も よ る が 、 通 常 は 、 1 g f Z c m ² 〜 l k g f / c m ² 程度 の 圧 力 を か け る こ と に よ っ て フ ィ ル ム を 接 着す る こ と 力 で き 、 1 0 g f / ^κ ( Γη ² 〜 1 0 k g f Z c m ² 程 度 の 圧 力 を か け る こ と に よ っ て 厚 さ の 薄 い 部 分 を 形 成す る こ と が で さ る 。

厚 さ の 薄 い 部 分 は 、 接 着 時 に 不 均 一 な 温度 を か け る こ と で 形 成す る こ と が で き る 。 た と え ば 、 複 数 回 に 分 け て 圧 力 を か け る 時 に 温度 を 変 え る こ と で も 効 率 的 に 薄 い 部 分 を 形 成 で き る 。 具 体 的 に は 、 接 着 部 分 全体 に わ た っ て 低 温 で 圧 力 を か け た 後 、 薄 く し た い 部 分 の み に 高 温 で 圧 力 を か け る こ と に よ っ て 薄 い 部 分 を 形 成 で き る 。 通 常 、 高 温 で 圧 力 を か け た 部 分 は 、 低 温 で 圧 力 を か け た 部 分 よ り 薄 く な る 。 接 着 す る フ ィ ル ム の 種類 、 使 用 す る 接 着 剤 の 種類 な ど に も よ る が 、 通 常 は 、 6 0 〜 2 0 0 °C 程 度 の 温度 を カゝ け る こ と に よ っ て フ ィ ル ム を 接 着 す る こ と が で き 、 1 0 0 〜 2 5 0 °C 程度 の 温度 を 力 け る こ と に よ っ て 厚 さ の 薄 い 部 分 を 形 成す る こ と が で き る 。

厚 さ の 薄 い 部 分 は 、 接着 時 に 接 着 層 に 剪 断 力 が か か る よ う に 絞 り 込 む こ と で 、 よ り 効 率 的 に 形 成す る こ と が で き る 。 た と え ば 、 接 着 部分 の 両 面 か ら フ ィ ル ム と の 接触 部分 （ 圧着 面 ） に 凸 部 が存在す る 押 さ え 治 具 を 用 い て 加 圧 し な が ら 、 治 具 の 圧着 面 を 長 さ 方 向 と 垂直 の 方 向 に ず ら す こ と に よ っ て 接着 層 に 剪 断 力 が か か る よ う に 絞 り 込 む こ と が で き る 。 接着 層 が硬 さ の 異 な る 数 種 の 層 で 形 成 さ れ て い る 場 合 に は 、 特 に 効 率 的 に 薄 い 部 分 を 形 成 で き る 傾 向 に あ る 。

ア ル ミ ニ ウ ム 層 1 と ポ リ プ ロ ピ レ ン 層 2 と を 接着剤 を 使用 し て 積層 し た フ ィ ル ム の 一 部 分 が接 着 さ れ た 袋 状構 造 を 有 す る 非 水 溶 剤 含 有 物用 パ ッ ケ ー ジ に お い て 、 接 着 時 に 接 着 層 （ ポ リ プ ロ ピ レ ン 層 2 お よ び接着剤 層 3 ) に 剪 断 力 がか か る よ う に 絞 り 込 む こ と で 接 着部 分 4 に 厚 さ の 薄 い 部分 5 を 形 成 し た 非 水溶 剤 含 有 物 用 パ ッ ケ ー ジ の 接着構 造 を 図 1 に 模 式 的 に 示す 。

厚 さ の 薄 い 部 分 は 、 あ ら か じ め 金 属 層 に 凹 凸 加 工 を 施 し て お く こ と で も 形 成 で き る 。 こ の 場 合 の 凹 凸 加 工 の 形 状 は 、 た と え ば 、 形 成 し ょ う と す る 厚 さ の 薄 い 部 分 の 形 状 、 厚 さ な ど を 考 慮 し て 決 定 す る こ と が で き る が 、 通 常 は 、 高 さ 5 〜 5 0 Ο ΓΠ 程 度 で 幅 1 0 〜 3 0 0 O m 程 度 の 細 長 い 凸 部 を 有 す る 形 状 と す る こ と が望 ま し い 。

厚 さ の 薄 い 部 分 は 、 薄 く す る 部 分 の 接 着 層 を あ ら か じ め 部 分 的 に 除去 し て 部 分 的 に 薄 く し て お き 接 着 す る こ と で も 形 成 で き る 。 こ の 場 合 の 接着 層 の 除去 の 仕方 は 、 た と え ば 、 形 成 し ょ う と す る 厚 さ の 薄 い 部 分 の 形 状 、 厚 さ な ど を 考 慮 し て 決 定 す る こ と が で き る が 、 通 常 は 、 深 さ 4 〜 2 0 0 m 程 度 で 幅 5 0 〜 3 0 0 0 m 程 度 の 細 長 い 溝 を 形 成す る よ う に 除去 す る こ と が望 ま し い 。

本発 明 の パ ッ ケ ー ジ は 、 非 水 電解質 電 池 な ど の 非 水溶 剤 を 用 い た 各種 の パ ッ ケ ー ジ 製 品 に 使 用 で き る 。 本 発 明 の パ ッ ケ ー ジ を 非 水電解質 電 池 に 用 い る 場 合 に は 、 電池 の 構造 は 、 平面 状 の 電 極 お よ びセ パ レ ー 夕 を 重 ね 合 わ せ た 構造 、 巻 き 型 構造 、 折 り 畳 み 構 造 、 あ る い は こ れ ら の 複 合 構 造 が あ り 得 る 。

電池 の 電極 の 集 電 用 の 端子 （ タ ブ ） は パ ッ ケ ー ジ の 接 着 部 分 カゝ ら 取 り 出 す こ と に な る 。 こ の 部 分 の 接 着 に 関 し て は 、 タ ブ の 絶縁性確 保 の た め 、 電 極 の タ ブ の 近 く に は 厚 さ の 薄 い 部 分 を 配 置 し な い こ と や 、 他 の 絶縁 層 を 設 け る な ど の 処 置 を 施 す こ と が望 ま し い 。

電解液 の 非 水 溶 剤 と し て は 、 ジ メ ト キ シ ェ タ ン 、 ジ ェ チ ル エ ー テ リレ な ど の エ ー テ ル 系 溶 剤 、 エ チ レ ン カ ー ボ ネ — 卜 、 プ ロ ピ レ ン カ ー ボ ネ ー 卜 な ど の 炭 酸 エ ス テ リレ 系 ま た は エ ス テ ル 系 溶 剤 が単独 で 、 ま た は 、 混 合 し て 用 い ら れ 、 電 解質 と し て は 、 L i P F ₆ 、 L i C l 〇 ₄ 、 L i B F , な ど が 使 用 可 能 で あ る 。 以 下 、 さ ら に 具 体 的 な 本 発 明 の 実 施例 を 示す 本 発 明 は 、 こ れ ら 実 施 例 に 限 定 さ れ る も の で は な い 。

実 施 例 1

( フ ィ レ ム の 作 成方 法 ）

厚 さ 1 5 m の ァ リレ ミ 二 ゥ ム 箔 と 厚 さ 1 2 / m の ポ リ ェ チ レ ン テ レ フ タ レ 一 ト フ イ ル ム を ウ レ タ ン 系 接 着 剤（ 厚 さ 5 11 m ) で 張 り 合 わ せ た 。 さ ら に ァ リレ ミ 二 ゥ ム 箔 の 反 対側 の 面 に ポ リ エ チ レ ン を 押 し 出 し コ 一 テ ィ ン グ し て 5

0 m 厚 の 樹脂 層 を 形 成 し 、 ァ リレ ミ ラ ミ ネ 一 ト フ イ リレ ム を 得 た 。 こ の フ ィ ル ム を 7 0 m m X 1 2 O m m の 大 き さ 断 し た 。

( 電 池 の 作 製 方 法）

図 2 に 、 実施 例 1 で 作 製 し た 非 水 電解 質 電 池 の 構 成 を 模式 的 に 示す 。 以下 、 図 2 を 参 照 し な が ら 電池 の 作 製方 法 に つ い て 説 明 す る 。

L i C o O 2 を 8 7 重 量 % 、 黒 鉛 粉 （ ロ ン ザ 製 K S — 6 ) を 8 重 量 % 、 バ イ ン ダ樹脂 と し て ポ リ フ ッ 化 ビ ニ リ ヽ

τ ノ を 5 重 量 % に 調 整 し た 正 極 活 物 質 ペ ー ス ト を 、 厚 さ 2 0 U m の ァ ル ミ 二 ゥ ム 箔 上 に ド ク タ ー ブ レ ー ド 法 で 厚 さ 約 1 0 0 m に 塗布 し 、 正 極 材 を 形 成 し た 。

メ ソ フ エ ー ズ マ イ ク ロ ビ ー ズ カ ー ボ ン （ 大 阪瓦斯 （ 株 ） 製 ） を 9 5 重 、 バ イ ン ダ と し て ポ リ フ ツ イヒ ビ ニ リ デ ン を 5 重 量 ％ に 整 し た 負 極活 物 質 ペ ー ス ト を 、 厚 さ 1 2 n m の 銅 箔 上 に ド ク タ ー ブ レ ー ド 法 で 厚 さ 約 1 0 0 II m に 塗布 し 、 負 極 材 を 形 成 し た 。

正 極 材 お よ び負 極 材 を 各 々 5 0 m m X 2 0 O m m に 切 断 し て 正極 お よ び負 極 と し 、 集 電 用 の 端 子 （ タ ブ ） 7 を 取 り 付 け た 。 こ の 正 極 と 負 極 と の 間 に 5 2 m m X 2 1 0 m m に 切 断 し た セ パ レ 一 夕 を 挟 み れ を 幅 が 約 5 c m に な る よ う に 巻 き 取 り 、 ポ リ イ ミ ド テ一 プで 固 定 し た 。

の 後 、 巻 き 取 っ た 電極 6 を 図 2 の よ う に ア ル ミ ラ ミ ネ 一 卜 フ イ ル ム に 挟 み 込 み 、 2 回 に 分 け た ヒ ー 卜 シ ー リレ を 行 つ た 。 1 回 目 は ヒ 一 夕 の 表 面 が 平 坦 な 通 常 の シ 一 ラ 一 で 、 1 5 0 °C で タ ブ の な い 両 端 を 約 7 m m 幅 で ヒ ー ト シ 一 ル （ 圧 力 1 0 g f c m し た 2 回 目 は 、 幅 1 m m の 細 長 い 接触 面 の ヒ 一 夕 を 有 す る シ 一 ラ ー を 用 い 、 接 着 部 分 の 両 面 か ら さ ら に 1 5 0 °C で ヒ 一 ト シ ー ル （ 圧 力 7 0 g f / c m ) を 行 っ た 2 回 目 の ヒ ー 卜 シ ー ル は 1 回 目 に 行 つ た 接 着 部分 の 電 池 内 部側 ぎ り ぎ り の と こ ろ を 行 つ た 。 こ の こ と で 電 池 内 部側 の 幅 1 m m の 部分 1 0 の 厚 さ が 薄 い 幅 約 7 m m の 接 着 層 が形 成 し た 。 パ ッ ケ 一 ン の 接着 部 分 4 の 接 着 層 の 平均 厚 さ は 7 5 ^ m 、 薄 い 部 分 5 の 厚 さ は 3 0 m で あ っ た

の 後 、 残 つ た 一 辺 か ら ェ チ レ ン 力 一 ボ ネ ー 卜 と 1 ，

2 一 ジ メ ト キ シ ェ 夕 ン と を 溶 媒 と し 、 L i B F ₄ を 電解 質 と す る 電 解 液 を 注 入 し 、 予備 充 電 を 行 つ た 。 そ の 後 、 残 つ た 一辺 を 厚 さ 2 5 m の ポ リ ェ チ レ ン ホ ッ ト メ ル ト 接 着 剤 を 電 極 の タ ブ 7 と ア ル ミ ラ ミ ネ 一 卜 フ イ リレ ム と の 間 に 挟 み 、 幅 約 7 m m で ヒ ー ト シ 一 ル し た

実 施例 2

2 回 目 の ヒ ー ト シ 一 リレ の 温度 を 1 8 0 °C に し て 実 施例

1 と 同 様 に 電 池 を 作 製 し た 。 パ ッ ケ 一 ジ の 接着部 分 の 接 の 平均 厚 さ は 7 5 m 、 薄 い 部 分 の 厚 さ は 2 5 / m で あ つ た

実 施 例 3

施 例 1 と 同 様 に し て 作 製 し た 巻 き 取 っ た 電 極 を ア ル ミ ラ ミ ネ ー ト フ ィ ル ム で 挟 み込 ん だ も の を 、 圧 着 面 の 片 側 一 辺 に 高 さ 0 . 2 m m 、 幅 約 0 . 5 m m の 凸 部 を 付 け た シ ー ラ ー を 用 い て 、 タ ブ の な い 両 端 を 約 7 m m 幅 で ヒ 一 ト シ ー ル し た 。 こ の こ と で 接着 層 の 電 池 内 部側 の 0 . 5 m m の 部 分 の厚 さ の薄 い 幅 約 7 m m の接 着 層 が形 成 し た 。 パ ッ ケ ー ジ の 接 着 部分 の 接 着 層 の 平 均 厚 さ は 9 m , 薄 い 部 分 の 厚 さ は 2 5 / m で あ っ た 。 こ の 後 、 実 施 例 1 と 同 様 に 電解液注 入 、 予 備 充電 、 残 っ た 一 辺 の ヒ ー ト シ ー ル を 行 い 電 池 を 完成 し た 。

実 施例 4

実 施 例 3 と 同 じ 凸 部 を 付 け た シ 一 ラ ー を 用 い て 、 タ ブ の な い 両 端 を 約 7 m m 幅 で ヒ 一 ト シ 一 ル し た 。 加 熱 中 、 加 圧 し な が ら 上 下 の シ 一 ラ ー の 圧着 面 を 長 さ 方 向 と 垂 直 の 方 向 に 約 0 . 5 m m ず ら し た 。 こ の こ と で 接着 層 の 電 池 内 部側 の 0 . 8 m m の 部 分 の 厚 さ が 薄 い 幅 約 7 . 5 m m の 接 着 層 が 形 成 し た 。 シ 一 ラ ー がずれ る と き に 接 着 層 厚 さ が 薄 く な る 部 分 に 剪 断 力 が か カゝ り 、 こ の 部分 の 幅 が 広 く な り 、 厚 さ が 薄 く な つ た 。 接 着 層 の 平 均 厚 さ は 8 5 a m , 薄 い 部 分 の 厚 さ は 3 m で あ っ た 。 こ の 後 、 実 施 例 1 と 同 様 に 電解 液注 入 、 予備充 電 、 残 っ た 一辺 の ヒ ー ト シ ー ル を 行 い 電 池 を 完 成 し た 。

実施例 5

鋼 板 上 に 幅 1 . 5 m m 、 深 さ 約 1 m m の 断 面 が ほ ぼ二 等 辺三 角 形 と な る 直 線 状 の 溝 を 作 っ た 。 実 施例 1 と 同 様 に し て 作 製 し た ア ル ミ ラ ミ ネ 一 ト フ イ ル ム に 上 記 の 溝 を あ て が い 反 対側 カゝ ら ポ リ プ ロ ピ レ ン 製 の 押 さ え 治 具 で 押 さ え て 、 溝 を 転 写 し た 。 溝 は 、 実 施 例 1 と 同 様 に 電 池 作 製 し た と き 、 接 着 部 分 の 電 池 内 部 側 に あ た る 部 分 に 、 接 着 面 に 凸 に な る よ う に し た 。 こ の ア ル ミ ラ ミ ネ ー ト フ ィ ル ム の タ ブ の な い 両 端 を 通 常 の 平 坦 な 圧 着 面 を 有 す る シ 一 ラ ー を 用 い て 約 7 m m 幅 で ヒ ー ト シ ー ル し た 。 接 着 層 の 平 均 厚 さ は 8 5 a m , 薄 い 部 分 の 厚 さ は 4 7 で あ つ た 。 こ の 後 、 実 施例 1 と 同 様 に 電解液注 入 、 予 備 充 電 、 残 っ た 一 辺 の ヒ ー ト シ ー ル を 行 い 電 池 を 完 成 し た 。

実 施 例 6

実 施 例 1 と 同 様 に し て 作 製 し た ア ル ミ ラ ミ ネ 一 ト フ ィ ル ム の ポ リ エ チ レ ン 層 の 一部 を 鋭 利 な 刃 物 で 搔 き 取 り 、 幅 約 1 m m の 溝 を 形 成 し た 。 溝 は 、 実施例 1 と 同 様 に 電 池 作 製 し た と き 、 接着 部 分 の 電 池 内 部側 に あ た る 部 分 に な る よ う に 形 成 し た 。 こ の ァ リレ ミ ラ ミ ネ 一 ト フ イ ル ム の タ ブ の な い 両端 を 通 常 の 平坦な 圧 着 面 を 有 す る シ ー ラ ー を 用 い て 約 7 m m 幅 で ヒ ー ト シ ー ル し た 。 接 着 層 の 平均 厚 さ は 8 0 β m 、 薄 い 部 分 の 厚 さ は 1 5 m で あ っ た 。 こ の 後 、 実 施 例 1 と 同 様 に 電解液注 入 、 予 備 充 電 、 残 つ た 一 辺 の ヒ ー ト シ ー ル を 行 い 電 池 を 完成 し た 。

比 較例 1

2 回 目 の ヒ ー ト シ 一 ル を 行 わ な い こ と で 接着 層 の 厚 さ の 薄 い 部 分 を 形 成 し な か っ た 他 は 実 施例 1 と 同 様 の 方 法 で 電 池 を 作 製 し た 。 接 着 層 の 平 均 厚 さ は 8 5 m で あ つ た 。

( パ ッ ケ ー ジ 性 能 評価 ）

作 製 し た 電 池 を 、 温 度 8 0 °C 、 湿 度 1 0 0 % の 環 境 で 4 週 間 保管 し た 。

こ の 後 、 電 池 を 開 封 し 、 内 部 に 浸 入 し た 水 分 量 （ 水 分 浸 入 量 ） を カ ー ル フ ィ ッ シ ャ ー 測 定 法 に よ っ て 、 ま た 、 保管 前 お よ び保 管 後 に 接 着 部分 の 強 度 を ピ ー ル 強 度 に よ つ て 測 定 し た 。 結 果 を 表 1 に 示す 。

表 1 の よ う に 、 接 着 層 の 厚 さ の 薄 い 部 分 を 形 成 す る こ と に よ っ て 、 水 分 浸 入 量 、 ピ ー ル 強度 の 低 下 が抑 制 さ れ て い る 。

表 1

請求 の 範 囲 第 1 〜 7 項 に か か わ る 発 明 に よ れ ば 、 外 部 力 ら の 水 分浸 入 量 が 少 な く 、 長期 に わ た っ て 接 着 強度 の 低下 が 少 な い 非 水 溶 剤含有 物 用 パ ッ ケ ー ジ を 提 供 す る こ と が で さ る 。

請求 の 範 囲 第 2 〜 7 項 に か か わ る 発 明 に よ れ ば 、 外 部 か ら 水 分浸 入 量 が 少 な く 、 長 期 に わ た っ て 接 着 強 度 の 低 下 が 少 な い 非 水 溶 剤含 有 物 用 パ ッ ケ ー ジ を 簡 便 に 提 供 す る こ と が で き る 。

δ目 永 の 範 囲 第 8 項 に か か わ る 発 明 に よ れ ば 、 パ ッ ケ 一 ジ 外 部 か ら の 水 分 浸 入 量 が 少 な く 、 長期 に わ た っ て パ ッ フ ― ン の 強度 の 低 下 が 少 な い こ と に よ り 、 寿 命 が 長 く 、 信 頼性 の 高 い 電 池 を 期 待 す る こ と が で き る 。 産 業 上 の 利 用 可 能 性

本発 明 に よ る 非 水 溶 剤 含有 物 用 パ ッ ケ 一 ジ は 非 水 溶 剤 を 用 い た 各 種 の パ ッ ケ ー ジ 製 品 に 使用 可 能 で あ る 。 ま た 電 池 へ の 適 用 に 関 し て は 、 有 機 電 解 液型 、 ゲ ル 電解 質 型

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60eOO/OOdf/X3d £609S/I0 OAS.

Claims

言青 求 の 範 囲

1 . 金 属 層 と 樹脂層 が積層 さ れた フ ィ ルム の 一部分 が接 着 さ れ た袋状構造 を 有す る 非 水溶剤含有物用 パ ッ ケ 一 ジ に お い て 、 金属層 に 挟 ま れて 接着構造 を 形成 し て い る 部分 の厚 さ がパ ッ ケ 一 ジ 内側 よ り の方 が薄 く な つ て い る こ と を 特徴 と す る 非水溶剤含有物用 パ ッ ケ ー ジ 。

2. 接着構造 に お け る 厚 さ の 薄 い 部分が、 接着時 に 不均 一 な 圧 力 を か け る こ と で形成 さ れ る こ と を 特徴 と す る 請求 の範 囲第 1 項記載 の非水溶剤含有物用 パ ッ ケー ジ。

3. 接着構造 に お け る 厚 さ の 薄 い 部分が、 接着時 に 不均 一 な温度 を か け る こ と で形成 さ れ る こ と を 特徴 と す る 請求 の範 囲第 1 項記載 の非水溶剤含有物用 パ ッ ケー ジ。

4. 接着構造 に お け る 厚 さ の 薄 い 部分が、 接着時 に 接着 層 に 剪断力 がか か る よ う に絞 り 込 む こ と で形成 さ れ る こ と を 特徴 と す る 請求 の 範 囲第 1 項記載 の 非水溶剤含 有物用 パ ッ ケー ジ 。

5. 接着構造 に お け る 厚 さ の 薄 い 部分が、 あ ら カゝ じ め 金 属 層 に 凹 凸加工 を 施 し て お く こ と で形成 さ れ る こ と を 特徴 と す る 請求 の 範 囲 第 1 項記載 の 非水溶剤含有物 用 パ ッ ケ ー ジ。

6. 接着構造 に お け る 厚 さ の 薄 い 部分が、 あ ら か じ め 接 着層 に 厚 さ の 薄 い 部分 を 形成 し て お く こ と で形 成 さ れ る こ と を 特徴 と す る 請求 の 範 囲 第 1 項記載 の 非水溶 剤 含有物用 パ ッ ケ ー ジ 。

7. 金属層 と 樹脂層 が積層 さ れ た フ ィ ル ム の 一部分 が ホ ッ ト メ ル ト 接着剤 で接着 さ れた 袋状構造 を 有す る こ と を 特徴 と す る 請求 の 範 囲第 1 項記載 の 非水溶剤含有 物 用 パ ッ ケ ー ジ 。

8. 請 求 の 範 囲 第 1 項 記載 の 非 水 溶 剤 含 有 物 用 パ ッ ケ ジ を 用 い た 電池 。