WO2021229669A1 - 樹脂成形体、タブリード及び電池 - Google Patents

樹脂成形体、タブリード及び電池 Download PDF

Info

Publication number
WO2021229669A1
WO2021229669A1 PCT/JP2020/018906 JP2020018906W WO2021229669A1 WO 2021229669 A1 WO2021229669 A1 WO 2021229669A1 JP 2020018906 W JP2020018906 W JP 2020018906W WO 2021229669 A1 WO2021229669 A1 WO 2021229669A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
resin
main surface
lead conductor
mass
lead
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/018906
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
智之 岡田
Original Assignee
住友電気工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 住友電気工業株式会社 filed Critical 住友電気工業株式会社
Priority to PCT/JP2020/018906 priority Critical patent/WO2021229669A1/ja
Priority to JP2021505431A priority patent/JPWO2021229669A1/ja
Publication of WO2021229669A1 publication Critical patent/WO2021229669A1/ja

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers

Definitions

  • This disclosure relates to resin molded products, tab leads and batteries.
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose a battery configuration applicable to a secondary battery.
  • This battery has a structure in which a positive electrode, a negative electrode, an electrolytic solution and the like are enclosed in an enclosed bag, and lead wires are connected to the positive electrode and the negative electrode, respectively. A part of the lead wire is taken out from the encapsulation bag.
  • This lead wire is called a tab lead, and has a structure in which a resin molded body (resin film or the like) is arranged in a part of a region of a lead conductor. The resin molded body is arranged so as to seal the gap generated between the encapsulation bag and the lead conductor.
  • the resin molded body of the present disclosure includes a resin component containing a polyolefin resin and insulating particles having a thermal conductivity of 50 W / (m ⁇ K) or more dispersed in the resin component.
  • FIG. 1 is a plan view showing a tab lead according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a tab lead according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a tab lead according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the battery according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic view showing the internal structure of the encapsulation bag.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of the battery according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing the battery according to the second embodiment.
  • the resin molded body according to one aspect of the present disclosure contains a resin component containing a polyolefin resin and insulating particles having a thermal conductivity of 50 W / (m ⁇ K) or more dispersed in the resin component. include.
  • the resin molded body is heat-fused to a conductor such as a lead conductor by applying heat.
  • Insulating particles are dispersed in the resin component, and the thermal conductivity of the insulating particles is 50 W / (m ⁇ K) or more. Therefore, when heat is applied, the heat is transferred through the insulating particles, and the entire resin molded body is formed. The temperature of the particles rises rapidly. Therefore, heat fusion can be performed in a short time. In particular, when the resin molded body is thickly formed, the shortening of the heat fusion time becomes remarkable.
  • the insulating particles may contain aluminum nitride particles, silicon carbide particles, or both of them.
  • the aluminum nitride particles and the silicon carbide particles have excellent thermal conductivity, and the time for heat fusion can be shortened.
  • the particle size of the insulating particles may be 0.2 ⁇ m or more and 5.0 ⁇ m or less.
  • the particle size of the insulating particles is 0.2 ⁇ m or more and 5.0 ⁇ m or less, excellent dispersibility in the resin component can be obtained, and the thickness of the resin molded product can be easily controlled.
  • the insulating particles may be contained in an amount of 3.0 parts by mass or more and 20.0 parts by mass or less per 100 parts by mass of the resin component.
  • 3.0 parts by mass or more and 20.0 parts by mass or less of insulating particles per 100 parts by mass of the resin component excellent thermal conductivity and moldability can be obtained.
  • the resin molded product can be heat-sealed in a short time, and can be particularly preferably used as a sealing material.
  • the tab lead according to another aspect of the present disclosure includes a lead conductor having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface, and the lead conductor. While exposing both ends in the first direction, between the two ends of the lead conductor, the first main surface, the second main surface, and the resin portion covering both side surfaces are formed.
  • the resin portion includes the resin molded product according to any one of [1] to [5].
  • One of the means for improving the insulating property of the resin part is to thicken the resin part.
  • the thicker the resin portion the longer the time required for heat fusion with the lead conductor.
  • the resin portion contains the above-mentioned resin molded body, it is possible to suppress the lengthening of the time required for heat fusion.
  • the tab lead according to another aspect of the present disclosure includes a lead conductor having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface, and the lead conductor. While exposing both ends in the first direction, between the both ends of the lead conductor, the first main surface, the second main surface, and the resin portion covering both side surfaces are formed.
  • the resin portion includes a resin component containing a polyolefin resin and aluminum nitride particles dispersed in the resin component.
  • the battery according to another aspect of the present disclosure is described in [6] or [7], wherein the battery is connected to a packaging material, a power generation element housed in the packaging material, and an electrode of the power generation element. It has a tab lead, and one end of the lead conductor and the resin portion in the first direction is arranged outside the packaging material.
  • the first embodiment relates to a resin molded product and a tab lead.
  • FIG. 1 is a plan view showing a tab lead according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a tab lead according to the first embodiment.
  • FIG. 2 corresponds to a cross-sectional view taken along the line I-I in FIG.
  • the tab lead 1 has a lead conductor 10 and a resin portion 20.
  • the lead conductor 10 includes a first main surface 10A and a second main surface 10B opposite to the first main surface 10A.
  • the lead conductor 10 has, for example, a rectangular planar shape.
  • the direction in which a set of sides parallel to each other extends is the X direction
  • the direction in which the other set of sides parallel to each other extends is the Y direction
  • the normal direction of 10A is the Z direction.
  • the dimension in the X direction may be larger or smaller than the dimension in the Y direction, and may be the same as the dimension in the Y direction.
  • the X direction is an example of the first direction
  • the Y direction is an example of the second direction.
  • the resin portion 20 covers the first main surface 10A, the second main surface 10B, and both side surfaces 10C between both ends of the lead conductor 10 while exposing both ends in the X direction.
  • the lead conductor 10 is formed of, for example, aluminum (Al), nickel (Ni), an aluminum alloy, a nickel alloy, nickel-plated copper, nickel-clad copper, or the like.
  • Al aluminum
  • Ni nickel
  • an aluminum alloy aluminum or an aluminum alloy is used for the lead conductor 10 on the positive electrode side
  • nickel, nickel alloy, or copper plated with nickel is used for the lead conductor on the negative electrode side. Will be done.
  • the lead conductor 10 may be surface-treated to enhance adhesiveness, or the surface may be untreated.
  • the resin molded body used for the resin portion 20 has sufficiently high adhesiveness to the surface-untreated aluminum conductor. Therefore, the lead conductor 10 may be a surface-untreated aluminum conductor. In this case, it is possible to obtain a tab lead 1 in which the resin portion 20 is arranged so that the resin portion 20 comes into direct contact with the metal (surface untreated aluminum conductor) constituting the lead conductor 10.
  • Examples of the surface treatment include chromate treatment.
  • the lead conductor 10 has a strip-shaped shape, and its dimensions are appropriately set as necessary.
  • the thickness of the lead conductor 10 is 0.05 mm or more and 1.0 mm or less
  • the length in the X direction is 1 mm or more and 100 mm or less
  • the length in the Y direction is 10 mm or more and 60 mm or less.
  • Such a lead conductor 10 can be manufactured, for example, by cutting a metal foil having a thickness of 0.05 mm or more and 1.0 mm or less into a predetermined size.
  • the resin portion 20 has, for example, a matrix 15 composed of resin components and insulating particles 16 dispersed in the matrix 15.
  • the resin portion 20 is arranged so as to cover the outer peripheral side of a part of the region in the X direction excluding the region including both ends in the X direction of the lead conductor 10. Since both ends of the lead conductor 10 in the X direction are electrically connected to conductive portions such as electrodes and terminals, the resin portion 20 is not formed and is exposed.
  • the resin portion 20 is arranged so as to cover the outer peripheral side thereof in a part of the region other than the both end portions.
  • the resin portion 20 has, for example, two resin films (corresponding to a resin molded body) 21 and 22 bonded to each other so as to sandwich the lead conductor 10.
  • the dimensions of the resin films 21 and 22 in the Y direction are larger than the dimensions of the lead conductor 10 in the Y direction, thereby improving the sealing property.
  • the thickness of the resin films 21 and 22 is 30 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less
  • the length in the X direction is 2 mm or more and 10 mm or less
  • the length in the Y direction is 3 mm or more and 110 mm or less.
  • the resin films 21 and 22 are, for example, a resin molded body made of a resin composition containing a resin component and insulating particles.
  • the form of the resin molded product does not necessarily have to be in the film state.
  • it may be a seamless resin portion formed by applying or extrusion molding a resin composition around the lead conductor 10.
  • a film it is also possible to wind a single film around the lead conductor 10 to form the resin portion 20.
  • the resin films 21 and 22 are shown in a single-layer structure, respectively, but instead of the single-layer resin film 21 and the resin film 22, a laminate containing a plurality of resin films is used. You may.
  • a first layer made of a polyolefin resin such as maleic anhydride-modified low density polyethylene (PE) and polypropylene (PP) and a second layer made of a polyolefin resin such as low density polyethylene are used.
  • PE maleic anhydride-modified low density polyethylene
  • PP polypropylene
  • a two-layer structure in which the above is bonded can be used.
  • the resin component contains a polyolefin resin.
  • An acid-containing group may be introduced into the polyolefin resin.
  • the polyolefin resin is a synthetic resin obtained by polymerizing or copolymerizing an olefin-based monomer having a radically polymerizable unsaturated double bond.
  • the olefin-based monomer is not particularly limited, and for example, ⁇ - such as ethylene, propylene, 1-butane, 1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1-octene, 4-methyl-1-pentene and the like. Examples thereof include olefins and conjugated dienes such as butadiene and isoprene.
  • the olefin-based monomer may be used alone or in combination of two or more.
  • the polyolefin resin is not particularly limited, and is, for example, a homopolymer of ethylene (polyethylene), a polyethylene-based resin such as a copolymer of ethylene and an ⁇ -olefin other than ethylene, which contains more than 50% by mass of an ethylene component.
  • Examples thereof include homopolymers or copolymers of conjugated diene such as.
  • the acid group-containing polyolefin resin is not particularly limited, but an unsaturated carboxylic acid-modified polyolefin resin obtained by modifying the polyolefin resin with an unsaturated carboxylic acid is preferable.
  • the unsaturated carboxylic acid include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, silicic acid, itaconic acid, citraconic acid, and fumaric acid, as well as maleic anhydride, itaconic anhydride, and citraconic anhydride.
  • Examples include unsaturated carboxylic acid anhydrides. Of these, maleic acid or maleic anhydride is preferable from the viewpoint of adhesiveness between the lead conductor 10 and the resin portion 20.
  • the acid group-containing polyolefin resin may have a component containing a polar group other than the acidic group introduced by acid modification and a non-polar component.
  • a component containing a polar group and a non-polar component may be copolymerized to form a main chain.
  • a component having a polar group may be grafted on a main chain consisting of a non-polar component.
  • the polar group-containing component and the non-polar component may be introduced regularly or irregularly.
  • the polar group is not particularly limited, and examples thereof include an alkoxy group, an epoxy group, a carboxyl group, a hydroxyl group, a maleic anhydride group, an isocyanate group, and an aldehyde group.
  • the acid group-containing polyolefin resin a (maleic) maleic acid-modified polyolefin resin is preferable.
  • the (maleic anhydride) modified polyolefin resin has adhesiveness to the lead conductor 10 and is excellent in sealing property.
  • the (maleic) maleic acid-modified polyolefin resin is obtained by graft-polymerizing (anhydrous) maleic anhydride on the polyolefin resin.
  • Examples of the (maleic) maleic acid-modified polyolefin resin include (anhydrous) maleic anhydride-modified polyethylene resin and (anhydrous) maleic acid-modified polypropylene resin.
  • the acid group-containing polyolefin resin preferably contains at least one of maleic anhydride-modified polypropylene and a combination of polypropylene and an ethylene-methacrylic acid copolymer.
  • the acid group-containing polyolefin resin may be used alone or in combination of two or more.
  • the resin component may contain both an acid group-containing polyolefin resin and an acid group-free unmodified polyolefin resin.
  • the resin component has an acid group-containing moiety of 0.05% by mass or more and 5% by mass or less.
  • the "acid group-containing site” includes a site in which a site containing an acid group is chemically bonded in the polymer chain of the resin, and a free acid such as a free carboxylic acid. From the viewpoint of enhancing the adhesiveness of the resin to the metal material, it is preferable that the site containing the acid group is chemically bonded in the polymer chain of the resin.
  • the "acid group” of the acid group-containing portion includes not only an acid group such as a carboxylic acid or a sulfonic acid but also an acid anhydride group such as a dicarboxylic acid anhydride.
  • the amount of the acid group-containing moiety can be calculated, for example, based on a known analytical method for nuclear magnetic resonance (NMR) spectra.
  • the amount of the acid group-containing portion can also be calculated from the amount of the acid blended for modification with respect to the total amount of the polyolefin resin.
  • NMR nuclear magnetic resonance
  • the ratio of maleic anhydride to the polyolefin portion can be calculated from the NMR spectrum.
  • the ratio of maleic anhydride should be quantitatively calculated based on the intensity of the peak derived from the carbonyl site detected in the vicinity of 1700 cm -1 by a Fourier transform infrared spectrometer (FT-IR). You can also.
  • FT-IR Fourier transform infrared spectrometer
  • the amount of the acid group-containing portion is the amount of the acid group-containing portion in the entire polyolefin resin including the unmodified polyolefin resin. It can be calculated as a ratio.
  • the ratio of the acid group-containing portion in the entire resin component is 0.05% by mass or more and 5% by mass or less.
  • the ratio of the acid group-containing portion in the entire resin component is 0.05% by mass or more, the adhesiveness of the resin component to the metal material can be maintained at a sufficient level.
  • the ratio of the acid group-containing portion in the entire resin component is 5% by mass or less, the deterioration of moldability can be suppressed.
  • the lower limit is more preferably 0.1% by mass, still more preferably 0.5% by mass.
  • the upper limit is more preferably 4% by mass, still more preferably 3% by mass.
  • the resin composition contains insulating particles having a thermal conductivity of 50 W / (m ⁇ K) or more.
  • Insulating particles include, for example, aluminum nitride particles, silicon carbide particles, or both. The insulating particles rapidly transfer heat applied from the outside to a part of the resin molded product, for example, one surface of the film-shaped resin molded product, to the entire resin molded product.
  • the thermal conductivity of the polyolefin contained in the resin component is 0.10 W / (m ⁇ K) or more and 0.20 W / (m ⁇ K) or less. If the thermal conductivity of the insulating particles is less than 50 W / (m ⁇ K), heat may not be transferred quickly. Therefore, the thermal conductivity of the insulating particles is 50 W / (m ⁇ K) or more, preferably 100 W / (m ⁇ K) or more, and more preferably 150 W / (m ⁇ K) or more. In the present disclosure, the thermal conductivity is the thermal conductivity at 25 ° C.
  • the temperature of heat fusion is higher than 25 ° C., but if sufficient thermal conductivity is obtained at 25 ° C., sufficient thermal conductivity can be obtained even at the temperature of heat fusion.
  • the thermal conductivity of aluminum nitride is 180 W / (m ⁇ K) or more and 230 W / (m ⁇ K) or less
  • the thermal conductivity of silicon carbide is 100 W / (m ⁇ K) or more and 350 W / (m ⁇ K) or less. It is as follows.
  • the particle size of the insulating particles is preferably 0.2 ⁇ m or more and 5.0 ⁇ m or less.
  • the particle size of the insulating particles means the average particle size. If the particle size of the insulating particles is less than 0.2 ⁇ m, agglomeration of the insulating particles may easily occur. Therefore, the particle size of the insulating particles is preferably 0.2 ⁇ m or more, more preferably 0.5 ⁇ m or more, and further preferably 1.0 ⁇ m or more. If the particle size of the insulating particles exceeds 5.0 ⁇ m, it may be difficult to control the thickness of the resin films 21 and 22.
  • the particle size of the insulating particles is preferably 5.0 ⁇ m or less, more preferably 3.0 ⁇ m or less, and further preferably 2.0 ⁇ m or less.
  • the particle size of the insulating particles may be 0.5 ⁇ m or more and 3.0 ⁇ m or less, or 1.0 ⁇ m or more and 2.0 ⁇ m or less.
  • the particle size of the insulating particles can be obtained by measuring the particle size by a laser diffraction method and calculating the average value thereof.
  • the amount of insulating particles is preferably 3.0 parts by mass or more and 20.0 parts by mass or less per 100 parts by mass of the resin component. If the amount of insulating particles is less than 3.0 parts by mass per 100 parts by mass of the resin component, heat may not be transferred promptly. Therefore, the amount of the insulating particles is preferably 3.0 parts by mass or more, more preferably 5.0 parts by mass or more, and further preferably 7.0 parts by mass or more per 100 parts by mass of the resin component. If the amount of insulating particles exceeds 20.0 parts by mass per 100 parts by mass of the resin component, the moldability of the resin composition may deteriorate.
  • the amount of the insulating particles is preferably 20.0 parts by mass or less, more preferably 15.0 parts by mass or less, and further preferably 10.0 parts by mass or less per 100 parts by mass of the resin component.
  • the amount of insulating particles may be 5.0 parts by mass or more and 15.0 parts by mass or less, or 7.0 parts by mass or more and 10.0 parts by mass or less per 100 parts by mass of the resin component. ..
  • the resin composition for forming the resin films 21 and 22 is a dispersion in which the insulating particles 16 are dispersed in a matrix 15 composed of a resin component containing the acid group-containing polyolefin resin.
  • the resin composition is prepared by adding the insulating particles 16 to the uncured resin component and mixing them.
  • the method of adding the insulating particles 16 to the resin component serving as the base resin is not particularly limited. Examples include batch type (a method of adding and mixing insulating particles 16 to a base resin for each fixed amount of batch) or continuous type (a method of continuously adding and mixing a fixed amount of insulating particles 16 to a base resin). Method) and other addition methods can be mentioned.
  • the degree of dispersion of the insulating particles 16 with respect to the resin component for example, when 1.0 part by mass of the insulating particles 16 is added per 100 parts by mass of the resin component to form the resin films 21 and 22 having a thickness of 50 ⁇ m, visually. It can be determined that the insulating particles are transparent, and it is preferable that the degree of dispersion is such that the aggregated particles of the insulating particles 16 are not seen.
  • the resin composition may contain, if necessary, an acid receiver, a flame retardant, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a heat stabilizer, a lubricant, a colorant and the like. Various additives may be mixed.
  • the acid receiving agent is, for example, an inorganic compound containing at least one of magnesium and calcium.
  • the acid acceptor, magnesium oxide, magnesium hydroxide, (as a typical composition, Mg 6 A l2 (OH) 16 CO 3 ⁇ 4H 2 O , etc.) hydrotalcite calcium compounds such as magnesium compounds and calcium carbonate such as And so on.
  • a weakly basic compound is preferable because it is easy to handle.
  • the particle size of the acid receiving agent particles is 5 ⁇ m or less.
  • the particle size of the acid receiving agent means the average particle size.
  • the particle size of the acid receiving agent is preferably 4 ⁇ m or less, more preferably 3 ⁇ m or less.
  • the particle size of the acid receiving agent can be obtained by measuring the particle size by a laser diffraction method and calculating the average value thereof.
  • the amount of the acid receiving agent is 1 part by mass or more and 20 parts by mass or less per 100 parts by mass of the resin component.
  • the amount of the acid receiving agent is 20 parts by mass or less per 100 parts by mass of the resin component, deterioration of the moldability of the resin composition can be suppressed.
  • the resin films 21 and 22 can be produced as follows. First, a resin composition is prepared by adding and mixing the insulating particles 16 and necessary additives with respect to the resin component to be the base resin. Mixing can be performed using a mixing device such as an open roll, a pressurized kneader, a single-screw mixer, or a twin-screw mixer. Resin films 21 and 22 are produced by molding the obtained resin composition into a desired thickness using a molding apparatus such as an extrusion molding machine. As shown in FIG. 2, the obtained resin films 21 and 22 have a structure in which the insulating particles 16 are evenly dispersed in the matrix 15 of the resin components.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing the tab lead 1.
  • resin films 21 and 22 are prepared, and the resin films 21 and 22 are bonded to each other so as to sandwich the lead conductor 10.
  • the lead conductor 10 and the resin films 21 and 22 are sandwiched between the upper head 31 and the lower head 32 of the hot press machine, and hot pressing is performed.
  • heat is applied to the resin films 21 and 22 from the upper head 31 and the lower head 32.
  • the heat applied to the resin films 21 and 22 is transmitted through the matrix 15 and spreads throughout, and is also transferred through the insulating particles 16. Therefore, the temperature rises rapidly even at the interface between the resin film 21 and the resin film 22 separated from the upper head 31 and the lower head 32, and at the interface between the resin films 21 and 22 and the lead conductor 10. Therefore, the heat fusion can be completed in a short time.
  • the tab lead 1 including the lead conductor 10 and the resin portion 20 made of the resin films 21 and 22 is taken out from the hot press machine.
  • the tab lead 1 can be manufactured by such a method.
  • the tab lead 1 can be manufactured in a short time even when the thick resin films 21 and 22 are used. That is, it is possible to improve the productivity of the tab lead 1 provided with the resin portion 20 having a high insulating property. Further, the longer the heat fusion time, the more likely the resin films 21 and 22 are to be deformed unexpectedly. However, by shortening the heat fusion time, such deformation is suppressed to obtain excellent dimensional accuracy and appearance. Obtainable.
  • the tab lead 1 can be used, for example, as a material for sealing a power supply extraction portion of a battery.
  • the second embodiment relates to an enclosed bag type non-aqueous electrolyte battery using the tab lead 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the battery according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic view showing the internal structure of the encapsulation bag.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of the battery according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing the battery according to the second embodiment.
  • the positive electrode 105a and the negative electrode 105b are overlapped with the separator 106 interposed therebetween.
  • the lead conductor 110a of the positive electrode tab lead 101a is joined to the positive electrode 105a by welding or the like.
  • the lead conductor 110b of the negative electrode tab lead 101b is joined to the negative electrode 105b by welding or the like.
  • the positive electrode 105a, the negative electrode 105b, and the separator 106 are arranged so that a part of the positive electrode tab lead 101a and the negative electrode tab lead 101b (a part on the opposite side of the positive electrode 105a and the negative electrode 105b) protrudes to the outside of the encapsulation bag 111.
  • the assembly 130 including the positive electrode tab lead 101a and the negative electrode tab lead 101b is housed in the sealing bag 111.
  • the encapsulation bag 111 is an example of a packaging material, and a positive electrode 105a, a negative electrode 105b, and a separator 106 are included in the power generation element.
  • the tab lead 1 described above is used for the tab leads 101a and 101b. That is, the tab lead 101a has a resin portion 120a corresponding to the resin portion 20, and the tab lead 101b has a resin portion 120b corresponding to the resin portion 20. As shown in FIG. 7, the resin portions 120a and 120b include the matrix 215 similar to the matrix 15 and the insulating particles 216 of the acid receiving agent similar to the insulating particles 16.
  • the electrolytic solution is injected into the encapsulation bag 111.
  • the opening of the encapsulation bag 111 is heat-sealed so as to sandwich the lead conductors 110a and 110b taken out to the outside and overlap with the resin portions 120a and 120b of the tab leads 101a and 101b arranged in the opening of the encapsulation bag 111. ..
  • One ends of the lead conductors 110a and 110b and the resin portions 120a and 120b in the X direction are arranged on the outside of the encapsulation bag 111.
  • the encapsulation bag 111 has a laminated structure of a metal layer 109 such as aluminum foil, an outer layer 107 on the outer side of the metal layer 109, and an inner layer 108 on the inner side of the metal layer 109.
  • the outer layer 107 is a resin layer and functions as a protective layer.
  • the inner layer 108 is a resin layer having a heat-sealing property.
  • a polyethylene terephthalate (PET) film is used for the outer layer 107
  • a thermoplastic film such as polyethylene is used for the inner layer 108.
  • the sealing bag 111 is sealed in the sealing portion 104.
  • the positive electrode 105a and the negative electrode 105b each have a plate-like shape. By forming the positive electrode 105a and the negative electrode 105b into a plate shape, the non-aqueous electrolyte battery 100 can be made thinner.
  • the positive electrode 105a and the negative electrode 105b have a structure in which an active material layer is formed on a metal base material such as a metal foil or an expanded metal called a current collector.
  • the method of joining the positive electrode tab lead 101a and the positive electrode 105a and the method of joining the negative electrode tab lead 101b and the negative electrode 105b are not particularly limited, but a method of joining by spot welding, ultrasonic welding or the like can be preferably used.
  • the material of the lead conductor 110a aluminum, titanium, or an alloy of these metals can be preferably used. In particular, aluminum or an aluminum alloy is preferable.
  • the lead conductor 110b is preferably made of a material that does not easily react with lithium and is difficult to dissolve at a high potential.
  • nickel, copper, or an alloy of these metals can be preferably used as the material of the lead conductor 110b. Nickel or nickel alloy is particularly preferable.
  • the resin portions 120a and 120b of the tab leads 101a and 101b are arranged at the openings of the encapsulation bag 111.
  • the resin portions 120a and 120b are made of the above-mentioned resin molded body.
  • the resin portions 120a and 120b are fused to the inner layer film of the encapsulation bag 111 to prevent deterioration of the sealing property, and electrically insulate between the metal layer 109 of the encapsulation bag 111 and the lead conductor 110a or the lead conductor 110b. It has a function.
  • the resin portion is composed of only a polypropylene matrix.
  • the resin portion is composed of a polypropylene matrix and aluminum nitride particles having a particle size of 0.2 ⁇ m, and the aluminum nitride particles are contained in an amount of 3.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component. Suppose you are.
  • the resin portion is composed of a polypropylene matrix and zinc oxide particles having a particle size of 50 ⁇ m, and the zinc oxide particles are contained in an amount of 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component. .. Except for the difference in the composition of the resin portion described above, other conditions are assumed to be the same among the first example, the second example and the third example.
  • the thermal conductivity of polypropylene is 0.17 W / (m ⁇ K)
  • the thermal conductivity of aluminum nitride is 180 W / (m ⁇ K) to 230 W / (m ⁇ K)
  • the thermal conductivity of zinc oxide is It is 25 W / (m ⁇ K). Therefore, assuming that the time required for heat fusion of the resin film in the first example is 10.0 seconds, the time required for heat fusion of the resin film in the second example is 6.7 seconds. In the example of 3, the time required for heat fusion of the resin film is 9.5 seconds.
  • the time required for heat fusion is the time required for the conductor and the resin film to adhere to each other without gaps and for the adhesive force at these interfaces to reach 10 N / cm.
  • the adhesive strength is measured by the 90 ° directional peeling method specified in JIS C6471: 1995 "Copper-clad laminate test method for flexible printed wiring boards".
  • the time required for heat fusion of the resin film can be shortened.
  • Tab lead 10 Lead conductor 10A: First main surface 10B: Second main surface 10C: Side surface 15: Matrix 16: Insulated particles 20: Resin parts 21, 22: Resin film 31: Upper head 32: Lower head 100: Non-aqueous electrolyte battery 101a: Positive electrode tab lead 101b: Negative electrode tab lead 104: Sealing part 105a: Positive electrode 105b: Negative electrode 106: Separator 107: Outer layer 108: Inner layer 109: Metal layer 110a, 110b: Lead conductor 111: Encapsulation bag 120a, 120b: Resin part 130: Assembly 215: Matrix 216: Insulating particles

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

樹脂成形体は、ポリオレフィン樹脂を含有する樹脂成分と、前記樹脂成分中に分散した、熱伝導率が５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の絶縁粒子と、を含む。

Description

樹脂成形体、タブリード及び電池
　本開示は、樹脂成形体、タブリード及び電池に関する。
　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及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及び特許文献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、正極及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
　本開示の樹脂成形体は、ポリオレフィン樹脂を含有する樹脂成分と、前記樹脂成分中に分散した、熱伝導率が５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の絶縁粒子と、を含む。
図１は、第１の実施形態に係るタブリードを示す平面図である。 図２は、第１の実施形態に係るタブリードを示す断面図である。 図３は、第１の実施形態に係るタブリードの製造方法を示す断面図である。 図４は、第２の実施形態に係る電池の一例を示す図である。 図５は、封入袋の内部の構造を示す模式図である。 図６は、第２の実施形態に係る電池の構成例を示す図である。 図７は、第２の実施形態に係る電池を示す概略断面図である。
　実施するための形態について、以下に説明する。
　［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。以下の説明では、同一または対応する要素には同一の符号を付し、それらについて同じ説明は繰り返さない。
　〔１〕　本開示の一態様に係る樹脂成形体は、ポリオレフィン樹脂を含有する樹脂成分と、前記樹脂成分中に分散した、熱伝導率が５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の絶縁粒子と、を含む。
　樹脂成形体は、熱を加えられてリード導体等の導体に熱融着される。樹脂成分中に絶縁粒子が分散し、絶縁粒子の熱伝導率が５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であるため、熱を加えられると、熱が絶縁粒子を介して伝達され、樹脂成形体の全体の温度が速やかに上昇する。従って、熱融着を短時間で行うことができる。特に、樹脂成形体が厚く形成されている場合に、熱融着の時間の短縮が顕著となる。
　〔２〕　〔１〕において、前記絶縁粒子は、窒化アルミニウム粒子もしくは炭化ケイ素粒子又はこれらの両方を含んでもよい。窒化アルミニウム粒子及び炭化ケイ素粒子は優れた熱伝導率を有しており、熱融着の時間を短縮することができる。
　〔３〕　〔１〕又は〔２〕において、前記絶縁粒子の粒径は０．２μｍ以上５．０μｍ以下であってもよい。絶縁粒子の粒径が０．２μｍ以上５．０μｍ以下であることで、優れた樹脂成分中での分散性が得られ、樹脂成形体の厚さの制御が容易になる。
　〔４〕　〔１〕～〔３〕において、前記樹脂成分１００質量部当たり前記絶縁粒子を３．０質量部以上２０．０質量部以下含んでもよい。樹脂成分１００質量部当たり絶縁粒子を３．０質量部以上２０．０質量部以下含むことで、優れた熱伝導性及び成形性を得ることができる。
　〔５〕　〔１〕～〔４〕において、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、短時間で熱融着することができ、封止材として特に好適に使用することができる。
　〔６〕　本開示の他の一態様に係るタブリードは、第１の主面と、前記第１の主面とは反対側の第２の主面とを備えたリード導体と、前記リード導体の第１の方向での両端部を露出しながら、前記リード導体の前記両端部の間で、前記第１の主面と、前記第２の主面と、両側面とを覆う樹脂部と、を有し、前記樹脂部は、〔１〕～〔５〕のいずれかに記載の樹脂成形体を含む。
　樹脂部による絶縁性の向上のための手段の一つとして、樹脂部の厚膜化が挙げられる。樹脂部が厚いほど、リード導体との熱融着にかかる時間が長くなるが、樹脂部が上記の樹脂成形体を含むことで、熱融着にかかる時間の長期化を抑制することができる。
　〔７〕　本開示の他の一態様に係るタブリードは、第１の主面と、前記第１の主面とは反対側の第２の主面とを備えたリード導体と、前記リード導体の第１の方向での両端部を露出しながら、前記リード導体の前記両端部の間で、前記第１の主面と、前記第２の主面と、両側面とを覆う樹脂部と、を有し、前記樹脂部は、ポリオレフィン樹脂を含有する樹脂成分と、前記樹脂成分中に分散した窒化アルミニウムの粒子と、を含む。
　〔８〕　本開示の他の一態様に係る電池は、包材と、前記包材に収容された発電素子と、前記発電素子の電極に接続された、〔６〕又は〔７〕に記載のタブリードと、を有し、前記リード導体及び前記樹脂部の前記第１の方向の一端が前記包材の外側に配置されている。
　［本開示の実施形態の詳細］
　以下、本開示の実施形態について詳細に説明するが、本実施形態はこれらに限定されるものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省くことがある。
　（第１の実施形態）
　まず、第１の実施形態について説明する。第１の実施形態は樹脂成形体及びタブリードに関する。
　［タブリード］
　図１は、第１の実施形態に係るタブリードを示す平面図である。図２は、第１の実施形態に係るタブリードを示す断面図である。図２は、図１中のＩ－Ｉ線に沿った断面図に相当する。
　図１及び図２に示すように、第１の実施形態に係るタブリード１は、リード導体１０と、樹脂部２０とを有する。リード導体１０は、第１の主面１０Ａと、第１の主面１０Ａとは反対側の第２の主面１０Ｂとを備える。リード導体１０は、例えば、矩形の平面形状を有する。本明細書及び図面では、リード導体１０の平面形状において、互いに平行な一組の辺が延びる方向をＸ方向、互いに平行な他の一組の辺が延びる方向をＹ方向、第１の主面１０Ａの法線方向をＺ方向とする。Ｘ方向の寸法が、Ｙ方向の寸法より大きくても小さくてもよく、Ｙ方向の寸法と同一であってもよい。Ｘ方向は第１の方向の一例であり、Ｙ方向は第２の方向の一例である。樹脂部２０は、リード導体１０のＸ方向での両端部を露出しながら、これら両端部の間で、第１の主面１０Ａと、第２の主面１０Ｂと、両側面１０Ｃとを覆う。
　［リード導体］
　リード導体１０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、ニッケルめっき銅又はニッケルクラッド銅などで形成される。なお、例えば、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１０に、アルミニウム又はアルミニウム合金が使用され、負極側のリード導体に、ニッケル、ニッケル合金又はニッケルめっきを施した銅などが使用される。
　リード導体１０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。樹脂部２０に用いられる樹脂成形体は、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。従って、リード導体１０が表面未処理アルミニウム導体であってもよい。この場合、リード導体１０を構成する金属（表面未処理アルミニウム導体）に樹脂部２０が直接接触するように、樹脂部２０を配置したタブリード１を得ることができる。表面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１０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。例えば、リード導体１０の厚さは０．０５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下、Ｘ方向の長さは１ｍｍ以上１００ｍｍ以下、Ｙ方向の長さ１０ｍｍ以上６０ｍｍ以下である。このようなリード導体１０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］
　図２に示すように、樹脂部２０は、例えば、樹脂成分からなるマトリクス１５と、マトリクス１５中に分散した絶縁粒子１６とを有する。樹脂部２０は、リード導体１０のＸ方向の両端部を含む領域を除く、Ｘ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１０のＸ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２０が形成されず露出された状態である。樹脂部２０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２０は、例えばリード導体１０を挟むようにして互いに貼り合わされた２枚の樹脂フィルム（樹脂成形体に相当）２１，２２を有する。樹脂フィルム２１，２２のＹ方向の寸法はリード導体１０のＹ方向の寸法より大きく、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の厚さは３０μｍ以上２００μｍ以下、Ｘ方向の長さは２ｍｍ以上１０ｍｍ以下、Ｙ方向の長さは３ｍｍ以上１１０ｍｍ以下である。
　樹脂フィルム２１，２２は、例えば、樹脂成分と絶縁粒子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。例えば、リード導体１０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部であってもよい。フィルムを使用する場合、単一のフィルムをリード導体１０に巻きつけて樹脂部２０を形成することも可能である。
　図２に示すタブリード１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及び樹脂フィルム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。例えば、樹脂フィルム２１，２２として、無水マレイン酸変性低密度ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン樹脂からなる第１の層と、低密度ポリエチレン等のポリオレフィン樹脂からなる第２の層とを貼り合わせた２層構造のものを用いることができる。
　［樹脂成分］
　樹脂成分はポリオレフィン樹脂を含有する。ポリオレフィン樹脂に酸含有基が導入されていてもよい。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１０と樹脂部２０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。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。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１０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、及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。
　例えば、好ましくは、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、及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、例えば核磁気共鳴（nuclear magnetic resonance：ＮＭＲ）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。酸基含有部位の量は、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。上記無水マレイン酸の比率は、フーリエ変換赤外分光計（Fourier transform infrared spectrometer：ＦＴ－ＩＲ）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。
　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ことができる。
　例えば、好ましくは、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。樹脂成分全体における酸基含有部位の割合が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。下限はより好ましくは０．１質量％、更に好ましくは０．５質量％である。上限はより好ましくは４質量％、更に好ましくは３質量％である。
　［絶縁粒子］
　上記樹脂組成物は、熱伝導率が５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の絶縁粒子を含む。絶縁粒子は、例えば、窒化アルミニウム粒子もしくは炭化ケイ素粒子又はこれらの両方を含む。絶縁粒子は、樹脂成形体の一部、例えばフィルム状の樹脂成形体の一方の面に外部から加えられた熱を速やかに樹脂成形体の全体に伝達する。
　樹脂成分に含まれるポリオレフィンの熱伝導率は０．１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上０．２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である。絶縁粒子の熱伝導率が５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）未満であると、速やかに熱が伝達されないおそれがある。従って、絶縁粒子の熱伝導率は５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり、好ましくは１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり、より好ましくは１５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である。なお、本開示において、熱伝導率は２５℃での熱伝導率である。熱融着の温度は２５℃より高いが、２５℃にて十分な熱伝導率が得られれば、熱融着の温度でも十分な熱伝導率が得られる。例えば、窒化アルミニウムの熱伝導率は１８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上２３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であり、炭化ケイ素の熱伝導率は１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上３５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である。
　絶縁粒子の粒径は０．２μｍ以上５．０μｍ以下であることが好ましい。本明細書において、絶縁粒子の粒径は平均粒子径を意味する。絶縁粒子の粒径が０．２μｍ未満であると、絶縁粒子の凝集が生じやすくなるおそれがある。従って、絶縁粒子の粒径は、好ましくは０．２μｍ以上であり、より好ましくは０．５μｍ以上であり、更に好ましくは１．０μｍ以上である。絶縁粒子の粒径が５．０μｍ超であると、樹脂フィルム２１，２２の厚さの制御が困難になるおそれがある。従って、絶縁粒子の粒径は、好ましくは５．０μｍ以下であり、より好ましくは３．０μｍ以下であり、更に好ましくは２．０μｍ以下である。例えば、絶縁粒子の粒径は、０．５μｍ以上３．０μｍ以下であってもよく、１．０μｍ以上２．０μｍ以下であってもよい。なお、絶縁粒子の粒径は、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。
　絶縁粒子の量は、樹脂成分１００質量部当たり３．０質量部以上２０．０質量部以下であることが好ましい。絶縁粒子の量が樹脂成分１００質量部当たり３．０質量部以上未満であると、速やかに熱が伝達されないおそれがある。従って、絶縁粒子の量は樹脂成分１００質量部当たり、好ましくは３．０質量部以上であり、より好ましくは５．０質量部以上であり、更に好ましくは７．０質量部以上である。絶縁粒子の量が樹脂成分１００質量部当たり２０．０質量部超であると、樹脂組成物の成形性が低下するおそれがある。従って、絶縁粒子の量は樹脂成分１００質量部当たり、好ましくは２０．０質量部以下であり、より好ましくは１５．０質量部以下であり、更に好ましくは１０．０質量部以下である。例えば、絶縁粒子の量は、樹脂成分１００質量部当たり、５．０質量部以上１５．０質量部以下であってもよく、７．０質量部以上１０．０質量部以下であってもよい。
　［樹脂組成物及び樹脂フィルム］
　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に絶縁粒子１６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絶縁粒子１６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絶縁粒子１６を添加する方法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絶縁粒子１６をベース樹脂に添加して混合する方法）、あるいは連続式（一定量の絶縁粒子１６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。
　樹脂成分に対する絶縁粒子１６の分散度合いについては、例えば絶縁粒子１６を樹脂成分１００質量部当たり１．０質量部添加して厚さが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、絶縁粒子１６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及び絶縁粒子以外に、必要に応じて、受酸剤、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。
　［受酸剤］
　受酸剤は、例えば、マグネシウム及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、Ｍｇ６Ａｌ２（ＯＨ）１６ＣＯ３・４Ｈ２Ｏなど）などのマグネシウム化合物及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。
　例えば、受酸剤の粒子の粒径は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。なお、受酸剤の粒径は、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。
　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１０と樹脂部２０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。
　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、絶縁粒子１６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、絶縁粒子１６が満遍なく分散された構造を有する。
　［タブリードの製造方法］
　次に、タブリード１の製造方法について説明する。図３は、タブリード１の製造方法を示す断面図である。
　まず、図３に示すように、樹脂フィルム２１，２２を準備し、リード導体１０を挟むようにして樹脂フィルム２１，２２を互いに貼り合わせる。
　次いで、リード導体１０と樹脂フィルム２１，２２とを熱間プレス機の上側ヘッド３１と下側ヘッド３２との間に挟み込み、熱間プレスを行う。この時、上側ヘッド３１と下側ヘッド３２とから樹脂フィルム２１，２２に熱が加えられる。樹脂フィルム２１，２２に加えられた熱は、マトリクス１５を伝わって全体に広がるとともに、絶縁粒子１６を介しても伝達される。このため、上側ヘッド３１及び下側ヘッド３２から離間している樹脂フィルム２１と樹脂フィルム２２との界面や、樹脂フィルム２１，２２とリード導体１０との界面においても、温度が速やかに上昇する。従って、短時間で熱融着を完了させることができる。
　熱融着が完了すると、リード導体１０と、樹脂フィルム２１，２２からなる樹脂部２０とを備えたタブリード１を熱間プレス機から取り出す。
　このような方法により、タブリード１を製造することができる。
　このように、樹脂成形体が適切な絶縁粒子１６を含んでいるため、厚い樹脂フィルム２１，２２を用いる場合でも、短時間でタブリード１を製造することができる。すなわち、絶縁性の高い樹脂部２０を備えたタブリード１の生産性を向上することができる。また、熱融着の時間が長いほど、樹脂フィルム２１，２２に予期しない変形が生じやすくなるが、熱融着の時間の短縮によりこのような変形を抑制して、優れた寸法精度及び外観を得ることができる。そして、タブリード１は、例えば電池の電源取り出し部封止用材料として使用することができる。
　（第２の実施形態）
　次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態に係るタブリード１を用いた封入袋型の非水電解質電池に関する。
　［電池］
　図４は、第２の実施形態に係る電池の一例を示す図である。図５は、封入袋の内部の構造を示す模式図である。図６は、第２の実施形態に係る電池の構成例を示す図である。図７は、第２の実施形態に係る電池を示す概略断面図である。
　図４～図６に示すように、第２の実施形態に係る非水電解質電池１００の内部においては、正極１０５ａと負極１０５ｂとがセパレータ１０６を挟んで重ね合わされている。正極１０５ａに対しては、正極用タブリード１０１ａのリード導体１１０ａが溶接等により接合されている。負極１０５ｂに対しては、負極用タブリード１０１ｂのリード導体１１０ｂが溶接等により接合されている。正極用タブリード１０１ａ及び負極用タブリード１０１ｂの一部（正極１０５ａ及び負極１０５ｂとは反対側の一部）が封入袋１１１の外部に突出するように、正極１０５ａと、負極１０５ｂと、セパレータ１０６と、正極用タブリード１０１ａと、負極用タブリード１０１ｂとを含む組立体１３０が封入袋１１１内に収容されている。封入袋１１１は包材の一例であり、正極１０５ａと、負極１０５ｂと、セパレータ１０６とが発電素子に含まれる。
　タブリード１０１ａ，１０１ｂには、上記のタブリード１が用いられる。すなわち、タブリード１０１ａは、樹脂部２０に相当する樹脂部１２０ａを有し、タブリード１０１ｂは、樹脂部２０に相当する樹脂部１２０ｂを有する。図７に示すように、樹脂部１２０ａ，１２０ｂは、マトリクス１５と同様のマトリクス２１５と、絶縁粒子１６と同様の受酸剤の絶縁粒子２１６とを含む。
　封入袋１１１内には、電解液が注入されている。外部に取り出されたリード導体１１０ａ，１１０ｂを挟み、封入袋１１１の開口部に配置されたタブリード１０１ａ，１０１ｂの樹脂部１２０ａ，１２０ｂと重なるようにして封入袋１１１の開口部がヒートシールされている。リード導体１１０ａ，１１０ｂ及び樹脂部１２０ａ，１２０ｂのＸ方向の一端が封入袋１１１の外側に配置されている。
　図７に示すように、封入袋１１１は、アルミニウム箔等の金属層１０９と、金属層１０９の外側の外側層１０７と、金属層１０９の内側の内側層１０８との積層構造を有する。外側層１０７は樹脂層であり、保護層として機能する。内側層１０８はヒートシール性を有する樹脂層である。例えば、外側層１０７にはポリエチレンテレフタレート（polyethylene terephthalate：ＰＥＴ）フィルムが用いられ、内側層１０８にはポリエチレンなどの熱可塑性フィルムが用いられる。封入袋１１１は封止部１０４において封止されている。
　正極１０５ａ、負極１０５ｂはそれぞれ板状の形状を有する。正極１０５ａ、負極１０５ｂ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１０５ａ及び負極１０５ｂは、集電体とよ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。正極用タブリード１０１ａと正極１０５ａとの接合方法、及び負極用タブリード１０１ｂと負極１０５ｂとの接合方法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１０１ａ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１１０ａの材質としては、アルミニウムもしくはチタン又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１０１ｂにおいては、過充電でリード導体１１０ｂ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。従って、リード導体１１０ｂ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１１０ｂの材質としては、ニッケルもしくは銅又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１０１ａ，１０１ｂの樹脂部１２０ａ，１２０ｂは、封入袋１１１の開口部に配置される。樹脂部１２０ａ，１２０ｂは上述の樹脂成形体からなる。樹脂部１２０ａ，１２０ｂは封入袋１１１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１１１の金属層１０９とリード導体１１０ａ又はリード導体１１０ｂとの間を電気的に絶縁する機能を有している。
　［封止時間］
　次に、樹脂フィルムの熱融着に要する時間について、参考例と比較しながら説明する。第１の例では、樹脂部がポリプロピレンのマトリクスのみから構成されているものとする。第２の例では、樹脂部が、ポリプロピレンのマトリクスと、粒径が０．２μｍの窒化アルミニウム粒子とから構成され、窒化アルミニウム粒子は、樹脂成分１００質量部に対して３．０質量部含まれているとする。第３の例では、樹脂部が、ポリプロピレンのマトリクスと、粒径が５０μｍの酸化亜鉛粒子とから構成され、酸化亜鉛粒子は、樹脂成分１００質量部に対して３０質量部含まれているとする。上記の樹脂部の組成の相違を除き、他の条件は第１の例、第２の例及び第３の例の間で同一であるとする。
　ポリプロピレンの熱伝導率は０．１７Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、窒化アルミニウムの熱伝導率は１８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）～２３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、酸化亜鉛の熱伝導率は２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。このため、第１の例で樹脂フィルムの熱融着に要する時間が１０．０秒であるとすると、第２の例で樹脂フィルムの熱融着に要する時間は６．７秒であり、第３の例で樹脂フィルムの熱融着に要する時間は９．５秒である。ここで、熱融着に要する時間とは、導体と樹脂フィルムとが隙間なく密着し、これらの界面における接着力が１０Ｎ／ｃｍに達するのに要する時間である。接着力はＪＩＳ　Ｃ６４７１：１９９５「フレキシブルプリント配線板用銅張積層板試験方法」に規定された９０°方向引きはがし方法により測定する。
　このように、樹脂成分に、熱伝導率が高い絶縁粒子を含ませることで、樹脂フィルムの熱融着に要する時間を短縮することができる。
　以上、実施形態について詳述したが、特定の実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。
　１：タブリード
　１０：リード導体
　１０Ａ：第１の主面
　１０Ｂ：第２の主面
　１０Ｃ：側面
　１５：マトリクス
　１６：絶縁粒子
　２０：樹脂部
　２１、２２：樹脂フィルム
　３１：上側ヘッド
　３２：下側ヘッド
　１００：非水電解質電池
　１０１ａ：正極用タブリード
　１０１ｂ：負極用タブリード
　１０４：封止部
　１０５ａ：正極
　１０５ｂ：負極
　１０６：セパレータ
　１０７：外側層
　１０８：内側層
　１０９：金属層
　１１０ａ、１１０ｂ：リード導体
　１１１：封入袋
　１２０ａ、１２０ｂ：樹脂部
　１３０：組立体
　２１５：マトリクス
　２１６：絶縁粒子

Claims (8)

  1. 　ポリオレフィン樹脂を含有する樹脂成分と、
    　前記樹脂成分中に分散した、熱伝導率が５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の絶縁粒子と、
    　を含む、樹脂成形体。
  2. 　前記絶縁粒子は、窒化アルミニウム粒子もしくは炭化ケイ素粒子又はこれらの両方を含む、請求項１に記載の樹脂成形体。
  3. 　前記絶縁粒子の粒径は０．２μｍ以上５．０μｍ以下である、請求項１又は請求項２に記載の樹脂成形体。
  4. 　前記樹脂成分１００質量部当たり前記絶縁粒子を３．０質量部以上２０．０質量部以下含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の樹脂成形体。
  5. 　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から請求項４のいずれか１項に記載の樹脂成形体。
  6. 　第１の主面と、前記第１の主面とは反対側の第２の主面とを備えたリード導体と、
    　前記リード導体の第１の方向での両端部を露出しながら、前記リード導体の前記両端部の間で、前記第１の主面と、前記第２の主面と、両側面とを覆う樹脂部と、
    　を有し、
    　前記樹脂部は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の樹脂成形体を含む、タブリード。
  7. 　第１の主面と、前記第１の主面とは反対側の第２の主面とを備えたリード導体と、
    　前記リード導体の第１の方向での両端部を露出しながら、前記リード導体の前記両端部の間で、前記第１の主面と、前記第２の主面と、両側面とを覆う樹脂部と、
    　を有し、
    　前記樹脂部は、
    　ポリオレフィン樹脂を含有する樹脂成分と、
    　前記樹脂成分中に分散した窒化アルミニウムの粒子と、
    　を含む、タブリード。
  8. 　包材と、
    　前記包材に収容された発電素子と、
    　前記発電素子の電極に接続された、請求項６又は請求項７に記載のタブリードと、
    　を有し、
    　前記リード導体及び前記樹脂部の前記第１の方向の一端が前記包材の外側に配置されている、電池。
PCT/JP2020/018906 2020-05-12 2020-05-12 樹脂成形体、タブリード及び電池 WO2021229669A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2020/018906 WO2021229669A1 (ja) 2020-05-12 2020-05-12 樹脂成形体、タブリード及び電池
JP2021505431A JPWO2021229669A1 (ja) 2020-05-12 2020-05-12

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2020/018906 WO2021229669A1 (ja) 2020-05-12 2020-05-12 樹脂成形体、タブリード及び電池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021229669A1 true WO2021229669A1 (ja) 2021-11-18

Family

ID=78525986

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/018906 WO2021229669A1 (ja) 2020-05-12 2020-05-12 樹脂成形体、タブリード及び電池

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPWO2021229669A1 (ja)
WO (1) WO2021229669A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10245720A (ja) * 1997-03-03 1998-09-14 Chisso Corp 分割型複合繊維及びそれを用いた布帛
JP2005210069A (ja) * 2003-10-29 2005-08-04 Showa Denko Kk 電解コンデンサ
JP2019052244A (ja) * 2017-09-15 2019-04-04 株式会社フジクラ 難燃性樹脂組成物、これを用いた絶縁電線、メタルケーブル、光ファイバケーブル及び成形品
JP2019220295A (ja) * 2018-06-18 2019-12-26 大倉工業株式会社 タブリード用フィルム、及びこれを用いたタブリード

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6569282B2 (ja) * 2015-04-27 2019-09-04 住友電気工業株式会社 絶縁リード及び蓄電デバイス
CN105969271A (zh) * 2016-06-29 2016-09-28 哈尔滨永淇化工有限公司 一种基于正丁酯和糠醇酯的高弹性蓄电池密封胶及制作方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10245720A (ja) * 1997-03-03 1998-09-14 Chisso Corp 分割型複合繊維及びそれを用いた布帛
JP2005210069A (ja) * 2003-10-29 2005-08-04 Showa Denko Kk 電解コンデンサ
JP2019052244A (ja) * 2017-09-15 2019-04-04 株式会社フジクラ 難燃性樹脂組成物、これを用いた絶縁電線、メタルケーブル、光ファイバケーブル及び成形品
JP2019220295A (ja) * 2018-06-18 2019-12-26 大倉工業株式会社 タブリード用フィルム、及びこれを用いたタブリード

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2021229669A1 (ja) 2021-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5277702B2 (ja) 電気部品、非水電解質電池、並びに、それらに用いられるリード線及び封入容器
JP6006104B2 (ja) タブリードの製造方法
JP2014225378A (ja) タブリード用シール材、タブリードおよびリチウムイオン二次電池
JP5375013B2 (ja) 電気部品、非水電解質電池、並びに、それらに用いられるリード線及び封入容器
WO2021246177A1 (ja) 封止フィルム並びにそれを用いたタブリード及び二次電池
JP2007317481A (ja) フィルム外装電気デバイス
KR20210152969A (ko) 파우치 필름 적층체, 파우치 형 전지 케이스 및 파우치 형 이차 전지
JP7066227B2 (ja) 封止フィルム並びにそれを用いたタブリード及び二次電池
KR20220040347A (ko) 사이드 폴딩 장치 및 방법
CN114497910A (zh) 一种极耳及包括所述极耳的电池
WO2021229669A1 (ja) 樹脂成形体、タブリード及び電池
JP2017073200A (ja) リード部材
JPH11354087A (ja) 非水電解質電池
JP7160048B2 (ja) 樹脂成形体およびタブリード
JP2021118108A (ja) タブリード、電池及びタブリードの製造方法
US20230070569A1 (en) Lead member, package of secondary battery, and method for producing lead member
JP2002343313A (ja) 電池用包装材料
JP2003092088A (ja) 電池用包装材料
JP5256990B2 (ja) 電気化学セル及びその製造方法
JP7245570B1 (ja) タブリード封止用フィルム
WO2021241560A1 (ja) 封止フィルム、電極リード線部材および電池
KR102660400B1 (ko) 파우치 필름 적층체 및 이차 전지
WO2021246472A1 (ja) 封止フィルム、電極リード線部材および電池
KR100898070B1 (ko) 리튬 2차 전지
JP2005116270A (ja) 絶縁用シールフィルム

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021505431

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20935588

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20935588

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1