WO2022049712A1 - 非水電解質電池用リード線、非水電解質電池及び非水電解質電池用リード線の製造方法 - Google Patents

非水電解質電池用リード線、非水電解質電池及び非水電解質電池用リード線の製造方法 Download PDF

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interlayer film
insulating layer
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峻介 岡本
太郎 藤田
信也 西川
宏 早味
千明 小島
智之 岡田
利紀 吉羽
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住友電気工業株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to a method for manufacturing a lead wire for a non-aqueous electrolyte battery, a non-aqueous electrolyte battery, and a lead wire for a non-aqueous electrolyte battery.
  • a non-aqueous electrolyte battery in which a bag body is used as an encapsulating container and a non-aqueous electrolyte (electrolyte solution), a positive electrode, and a negative electrode are enclosed therein is adopted.
  • a non-aqueous electrolyte an electrolytic solution in which a fluorine-containing lithium salt such as LiPF 6 or LiBF 4 is dissolved in propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate or the like is used.
  • the enclosed container is required to have the property of preventing the permeation of electrolytic solution and gas and the infiltration of moisture from the outside. Therefore, a laminated film in which a metal layer such as aluminum foil is coated with a resin is used as a material for the sealed container, and the ends of the two laminated films are heat-sealed to form the sealed container.
  • One end of the encapsulation container is an opening, and a non-aqueous electrolyte, a positive electrode plate, a negative electrode plate, a separator, etc. are enclosed in this opening. Further, a lead conductor having one end connected to the positive electrode plate and the negative electrode plate is arranged so as to extend from the inside to the outside of the enclosed container, and finally the opening is heat-sealed (heat-sealed) to open the enclosed container. While closing the portion, the encapsulation container and the lead conductor are adhered to seal the opening. This last heat-sealed portion is called a seal portion.
  • the part corresponding to the seal part of the lead conductor is covered with an insulating layer, and the one provided with the insulating layer and the lead conductor is called a lead wire (tab lead) for a non-aqueous electrolyte battery.
  • the encapsulation container and the lead conductor are bonded (heat-fused) via this insulating layer. Therefore, this insulating layer is required to have a characteristic that the adhesiveness between the lead conductor and the enclosed container can be maintained without causing a short circuit between the metal layer of the enclosed container and the lead conductor.
  • a composite film layer is formed by applying a treatment liquid containing a resin component containing polyacrylic acid and a polyacrylic acid amide and a metal salt to a lead conductor.
  • a lead wire for a non-aqueous electrolyte battery having an insulator on the outside of the composite coating layer is disclosed.
  • the lead wire for a non-aqueous electrolyte battery includes a flat plate-shaped conductor, an interlayer film covering the outer peripheral surface of the conductor, and an insulating layer laminated on at least one surface of the interlayer film.
  • FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a lead wire for a non-aqueous electrolyte battery according to an embodiment of the present disclosure.
  • the lead wire for a non-aqueous electrolyte battery includes a flat plate-shaped conductor, an interlayer film covering the outer peripheral surface of the conductor, and an insulating layer laminated on at least one surface of the interlayer film.
  • the lead wire for a non-aqueous electrolyte battery is provided with an interlayer film between the conductor and the insulating layer, so that corrosion of the conductor due to hydrofluoric acid can be suppressed, and as a result, peeling of the insulating layer can be suppressed.
  • the main component of the interlayer film is at least one selected from the group consisting of urethane acrylate, polyester acrylate and epoxy acrylate, peeling of the insulating layer can be suppressed and productivity can be improved.
  • the lead wire for a non-aqueous electrolyte battery has two or more insulating layers, of which the main component of the layer in contact with the interlayer film is a non-crosslinked resin and at least one main component of the other layer is a crosslinked resin. Is preferable.
  • the lead wire for a non-aqueous electrolyte battery preferably has three or more insulating layers, and the main component of the outermost layer is a non-crosslinked resin.
  • the non-crosslinked resin having high melt fluidity is easily filled in the gap between the metal layer of the encapsulation container and the lead conductor at the time of battery encapsulation by heat fusion, and the encapsulation time is shortened. can do.
  • the interlayer film covers a part of the outer peripheral surface of the conductor. In this case, the weldability between the lead wire for the non-aqueous electrolyte battery and the electrode can be improved.
  • the non-aqueous electrolyte battery according to another aspect of the present disclosure is a non-aqueous electrolyte battery provided with the lead wire for the non-aqueous electrolyte battery described above.
  • the non-aqueous electrolyte battery can suppress the peeling of the insulating layer and improve the productivity.
  • the method for producing a lead wire for a non-aqueous electrolyte battery is at least one precursor selected from the group consisting of urethane acrylate, polyester acrylate and epoxy acrylate on the outer peripheral surface of a flat plate-shaped conductor.
  • a lead wire for a non-aqueous electrolyte battery comprising a step of coating a body, a step of forming an interlayer film by curing the precursor, and a step of laminating an insulating layer on at least one surface of the interlayer film. It is a manufacturing method.
  • At least one precursor selected from the group consisting of urethane acrylate, polyester acrylate and epoxy acrylate is used as a material for forming an intermediate layer, so that the curing rate is high. It is possible to manufacture a lead wire for a non-aqueous electrolyte battery in which the productivity can be improved and the peeling of the insulating layer is suppressed.
  • the curing treatment is an ultraviolet treatment.
  • the above-mentioned ultraviolet curable resin peeling of the insulating layer can be further suppressed and productivity can be further improved.
  • the precursor it is preferable to apply the precursor to a part of the outer peripheral surface of the conductor in the step of applying the precursor. In this case, the weldability between the lead wire for the non-aqueous electrolyte battery and the electrode can be improved.
  • the method for manufacturing a lead wire for a non-aqueous electrolyte battery it is preferable to cure a part of the precursor in the step of forming the interlayer film. In this case, the weldability between the lead wire for the non-aqueous electrolyte battery and the electrode can be improved.
  • the lead wire 1 for a non-aqueous electrolyte battery of FIG. 1 has a flat plate-shaped conductor 2 (hereinafter, also simply referred to as a “conductor”), an interlayer film 3 that covers the outer peripheral surface of the conductor 2, and at least the intermediate film 3. It is provided with an insulating layer 4 laminated on one surface.
  • the flat plate-shaped conductor 2 is connected to an electrode or the like of a non-aqueous electrolyte battery.
  • the material of the conductor 2 is not particularly limited as long as it is used as a conductor constituting a lead wire for a non-aqueous electrolyte battery, and for example, aluminum, titanium, nickel, copper, aluminum alloy, titanium alloy, nickel alloy, etc. Examples thereof include metal materials such as copper alloys and materials obtained by plating these metal materials with nickel, gold, or the like.
  • the material for forming the conductor 2 connected to the positive electrode of the non-aqueous electrolyte battery a material that does not dissolve at the time of discharge is preferable, and specifically, aluminum, titanium, an aluminum alloy, and a titanium alloy are preferable.
  • nickel, copper, nickel alloy, copper alloy, nickel-plated copper and gold-plated copper are preferable.
  • the interlayer film 3 covers the outer peripheral surface of the conductor 2. Further, the interlayer film 3 is at least one selected from the group whose main component is urethane acrylate, polyester acrylate and epoxy acrylate.
  • the main component means a component having the largest content ratio in terms of mass, for example, a component having a content ratio of 50% by mass or more.
  • the interlayer film 3 By providing the interlayer film 3 on the lead wire for the non-aqueous electrolyte battery, peeling of the insulating layer can be suppressed and productivity can be improved. Although the reason for this is not always clear, it is presumed that the provision of the interlayer film 3 improves the adhesion to the insulating layer 4 and thus suppresses the peeling of the insulating layer 4. Further, since the main component of the interlayer film 3 is at least one selected from the group consisting of urethane acrylate, polyester acrylate and epoxy acrylate, a film can be formed by a simple operation such as irradiation with ultraviolet rays, and can be cured. The speed is also high, which contributes to the improvement of productivity.
  • urethane acrylate, polyester acrylate and epoxy acrylate have high wettability to the surface of the conductor 2, pretreatment for ensuring wettability with the conductor 2 such as electrolytic degreasing is not required or can be simplified. Therefore, it is presumed that productivity can be improved.
  • urethane acrylate examples include diisocyanates such as hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, methylenebis (4-cyclohexylisocyanate), trimethylhexamethylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, 4,4-diphenylmethane diisocyanate, and xylylene diisocyanate, and poly (propylene oxide).
  • diisocyanates such as hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, methylenebis (4-cyclohexylisocyanate), trimethylhexamethylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, 4,4-diphenylmethane diisocyanate, and xylylene diisocyanate, and poly (propylene oxide).
  • Polyols such as diol, poly (propylene oxide) triol, poly (tetramethylene oxide) diol, ethoxylated bisphenol A, 2-hydroxyethyl acrylate 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, glycidol dimethacrylate, penta. It is obtained by reacting with hydroxy acrylates such as erythritol triacrylate, and examples thereof include those having an acryloyl group and a urethane bond as a functional group in the molecule.
  • polyester acrylate examples include polyester acrylate composed of phthalic anhydride, propylene oxide and acrylic acid, polyester acrylate composed of adipic acid, 1,6-hexanediol and acrylic acid, trimellitic acid, diethylene glycol and acrylic acid.
  • polyester acrylate examples include polyester acrylate.
  • the epoxy acrylate is synthesized by the reaction of an epoxy compound such as epichlorohydrin with acrylic acid or methacrylic acid.
  • an epoxy compound such as epichlorohydrin with acrylic acid or methacrylic acid.
  • bisphenol A type epoxy acrylate and bisphenol S synthesized by the reaction of bisphenol A, epichlorohydrin and acrylic acid.
  • Bisphenol S-type epoxy acrylate synthesized by the reaction of epichlorohydrin with acrylic acid bisphenol F-type epoxy acrylate synthesized by the reaction of bisphenol F with epichlorohydrin and acrylic acid, synthesized by the reaction of phenol novolac with epichlorohydrin and acrylic acid. Examples thereof include phenol novolac type epoxy acrylate.
  • epoxy resin examples include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol AD type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin and other bisphenol type epoxy resins; Type epoxy resin; aromatic epoxy resin such as trisphenol methanetriglycidyl ether, and hydrogenated products and brominated products thereof can be mentioned.
  • At least one selected from the group consisting of urethane acrylate, polyester acrylate and epoxy acrylate may be used in combination with a photopolymerization initiator.
  • a photopolymerization initiator a photoradical polymerization initiator and a photocationic polymerization initiator are preferable.
  • the photoradical polymerization initiator include 4- (2-hydroxyethoxy) phenyl (2-hydroxy-2-propyl) ketone, ⁇ -hydroxy- ⁇ - ⁇ '-dimethylacetophenone, methoxyacetophenone, and 2,2-dimethoxy.
  • Acetphenone derivatives such as -2-phenylacetophenone; benzoin ether radicals such as benzoin ethyl ether and benzoin propyl ether; ketal derivatives such as benzyl dimethyl ketal; ketone halides, acylphosphine oxides, acylphosphonates, 2-methyl- Examples thereof include 1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropane-1-one.
  • Examples of the photocationic polymerization initiator include iron-allene complex compounds, aromatic diazonium salts, aromatic iodonium salts, aromatic sulfonium salts, onium salts, pyridinium salts, aluminum complexes / silanol salts, trichloromethyltriazine derivatives and the like. Be done.
  • Examples of the counter anion of the onium salt and the pyridinium salt include SbF6-, PF6-, AsF6-, BF4-, tetrakis (pentafluoro) borate, trifluoromethanesulfonate, methanesulfonate, trifluoroacetate, and acetate. Sulfonate, tosylate, nitrate and the like can be mentioned.
  • the amount of the photopolymerization initiator added is 0.1 to 15 parts by mass, preferably 0, with respect to 100 parts by mass of at least one selected from the group generally consisting of urethane acrylate, polyester acrylate and epoxy acrylate. It is 5 to 10 parts by mass.
  • the interlayer film 3 covers a part of the outer peripheral surface of the conductor 2. If the interlayer film 3 is present at the welded portion when the lead wire 1 for a non-aqueous electrolyte battery and the electrode are welded, the film thickness of the interlayer film 3 may be limited. Therefore, with the above configuration, when welding the lead wire 1 for a non-aqueous electrolyte battery and the electrode, the portion not covered by the interlayer film 3 and the electrode can be welded, and the weldability is improved. be able to.
  • the average thickness of the interlayer film 3 is preferably 10 ⁇ m or less. If the average thickness of the interlayer film 3 exceeds 10 ⁇ m, welding may be affected.
  • the interlayer film 3 may contain other known additives as long as the effects of the present disclosure are not impaired.
  • Known additives include, for example, antioxidants, flame retardants, tackifiers, lubricants, fillers, crystallization accelerators, colorants and the like.
  • the insulating layer 4 is laminated on at least one surface of the interlayer film 3.
  • the insulating layer 4 is preferably laminated on the outer peripheral surface of the interlayer film 3.
  • the insulating layer 4 is mainly composed of a resin material that is difficult to melt at the heat sealing temperature when the opening of the enclosed container is heat-sealed (heat-sealed).
  • a resin material include polypropylene, polyethylene, derivatives thereof and the like.
  • the insulating layer 4 has two or more layers, of which the main component of the layer in contact with the interlayer film 3 is a non-crosslinked resin and at least one main component of the other layer is a crosslinked resin.
  • the first insulating layer is used.
  • the main component of the above is preferably a non-crosslinked resin
  • the main component of the second insulating layer is preferably the above-mentioned crosslinked resin.
  • the high melt fluidity of the first insulating layer improves the adhesiveness with the metal layer, and the second insulating layer is difficult to melt at the time of heat sealing, so that the metal layer of the enclosed container and the lead conductor are short-circuited. Can be prevented.
  • the insulating layer 4 has three or more layers, and it is preferable that the main component of the outermost layer is a non-crosslinked resin.
  • the layer in contact with the interlayer film 3 in the insulating layer 4 is the first insulating layer
  • the layer in contact with the first insulating layer is the second insulating layer
  • the second insulating layer is the second insulating layer.
  • the contacting layer is a third insulating layer
  • the main component of the third insulating layer is a non-crosslinkable resin.
  • the non-crosslinked resin having high melt fluidity is easily filled in the gap between the metal layer of the encapsulation container and the lead conductor at the time of battery encapsulation by heat fusion, and the encapsulation time can be shortened.
  • the average thickness of the insulating layer 4 is preferably 50 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less.
  • the insulating layer 4 may contain other known additives as long as the effects of the present disclosure are not impaired.
  • Known additives include, for example, antioxidants, flame retardants, tackifiers, lubricants, fillers, crystallization accelerators, colorants and the like.
  • the non-aqueous electrolyte battery includes the lead wire 1 for the non-aqueous electrolyte battery described above.
  • Examples of the non-aqueous electrolyte battery include a lithium ion battery and the like.
  • the non-aqueous electrolyte battery is obtained by enclosing a battery element holding a non-aqueous electrolyte solution in a sealed container of a bag body.
  • the battery element holds the non-aqueous electrolytic solution in a state where a separator is interposed between the positive electrode and the negative electrode.
  • a non-aqueous electrolytic solution for example, a solution in which a lithium compound (LiClO 4 , LiBF 4 , etc.) is dissolved in an organic solvent such as propylene carbonate or ⁇ -butyrolactone is used.
  • one end of the conductor 2 is electrically connected to the positive electrode or the negative electrode of the battery element, and the other end of the conductor 2 protrudes from the enclosed container.
  • the method for manufacturing a lead wire for a non-aqueous electrolyte battery is a step of applying at least one precursor selected from the group consisting of urethane acrylate, polyester acrylate and epoxy acrylate to the outer peripheral surface of a flat plate-shaped conductor (hereinafter,).
  • precursor coating step a step of forming an interlayer film by curing the precursor
  • hardening treatment step a step of forming an interlayer film by curing the precursor
  • an insulating layer laminating step an insulating layer on at least one surface of the interlayer film.
  • the method for manufacturing a lead wire for a non-aqueous electrolyte battery it is possible to manufacture a lead wire for a non-aqueous electrolyte battery in which productivity can be improved and peeling of an insulating layer is suppressed.
  • Precursor coating process In this step, at least one precursor selected from the group consisting of urethane acrylate, polyester acrylate and epoxy acrylate is applied to the outer peripheral surface of the flat conductor. By this step, a coating film of at least one precursor selected from the group consisting of urethane acrylate, polyester acrylate and epoxy acrylate is formed on the outer peripheral surface of the conductor.
  • the method for applying the precursor is not particularly limited, and a known method can be adopted.
  • the precursor it is preferable to apply the precursor to a part of the outer peripheral surface of the conductor.
  • the conductor there is a region where the precursor is coated and a region where the precursor is not coated.
  • the portion to be welded to the electrode is a region where the precursor is not coated. In this case, when the lead wire for a non-aqueous electrolyte battery and the electrode are welded, the portion not covered with the interlayer film and the electrode can be welded, and the weldability can be improved.
  • an interlayer film is formed by curing the precursor.
  • the coating film of the precursor is cured and an intermediate film is formed.
  • ultraviolet treatment is preferable.
  • the curing rate of the precursor can be increased, and the productivity can be further improved.
  • the irradiation conditions of ultraviolet rays can be appropriately determined according to the type of precursor used and the like.
  • the portion to be welded to the electrode is a region that is not hardened. In this case, when the lead wire for a non-aqueous electrolyte battery and the electrode are welded, the portion not covered with the interlayer film and the electrode can be welded, and the weldability can be improved.
  • an insulating layer is laminated on at least one surface of the interlayer film.
  • the insulating layer is laminated in the region where the interlayer film is formed.
  • the method of laminating the insulating layer is not particularly limited, and examples thereof include a method of heat-pressing a conductor on which an interlayer film is formed with a pair of insulating films or the like.

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Abstract

平板状の導体と、上記導体の外周面を被覆する中間膜と、上記中間膜の少なくとも１面に積層される絶縁層とを備え、上記中間膜の主成分がウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート及びエポキシアクリレートからなる群より選択される少なくとも１種である非水電解質電池用リード線。

Description

非水電解質電池用リード線、非水電解質電池及び非水電解質電池用リード線の製造方法
　本開示は、非水電解質電池用リード線、非水電解質電池及び非水電解質電池用リード線の製造方法に関する。
　電子機器の小型化、軽量化に伴って、これらの機器に使用される電池、コンデンサなどの電気部品についても小型化、軽量化が求められている。このため、例えば、袋体を封入容器として用い、その内部に非水電解質（電解液）、正極、及び負極を封入してなる非水電解質電池が採用されている。非水電解質としてはＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４などのフッ素を含有するリチウム塩をプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートなどに溶解した電解液が使用されている。
　封入容器には電解液やガスの透過、外部からの水分の浸入を防止する性質が求められる。このため、アルミニウム箔などの金属層を樹脂で被覆したラミネートフィルムが封入容器の材料として用いられ、２枚のラミネートフィルムの端部を熱融着して封入容器を形成する。
　封入容器の一端は開口部とし、この内部には非水電解質、正極板、負極板、セパレータ等を封入する。さらに、正極板及び負極板にその一端が接続されたリード導体を封入容器の内部から外部へ延びるように配置して、最後に開口部をヒートシール（熱融着）することで封入容器の開口部を閉じると共に、封入容器とリード導体とを接着して開口部を封止する。この最後に熱融着される部分をシール部と呼ぶ。
　リード導体のシール部に対応する部分には絶縁層が被覆されており、絶縁層とリード導体とを備えたものが非水電解質電池用リード線（タブリード）と呼ばれている。封入容器とリード導体とはこの絶縁層を介して接着（熱融着）される。したがってこの絶縁層には封入容器の金属層とリード導体との短絡を発生させることなくリード導体と封入容器との接着性を維持できるという特性が求められる。
　また、封止直後の接着性が充分であっても、長期使用により、シール部を透過した水分が封入容器の内部に封入された電解質と反応して、フッ化水素酸が発生し、フッ化水素酸がリード導体（金属）を腐食し、リード導体と絶縁層との界面で剥がれが生じるという問題がある。
　このような問題を解決する方法として、例えば特許文献１には、ポリアクリル酸とポリアクリル酸アミドを含む樹脂成分と金属塩とを含む処理液をリード導体に塗布することで複合皮膜層を形成し、この複合皮膜層の外側に絶縁体を備える非水電解質電池用リード線が開示されている。
特開２００６－１２８０９６号公報
　本開示の一態様に係る非水電解質電池用リード線は、平板状の導体と、上記導体の外周面を被覆する中間膜と、上記中間膜の少なくとも１面に積層される絶縁層とを備え、上記中間膜の主成分がウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート及びエポキシアクリレートからなる群より選択される少なくとも１種である非水電解質電池用リード線である。
図１は、本開示の一実施形態に係る非水電解質電池用リード線の部分断面図である。
［本開示が解決しようとする課題］
　本開示は、絶縁層の剥離を抑制でき、かつ生産性を向上できる非水電解質電池用リード線、非水電解質電池及び非水電解質電池用リード線の製造方法を提供することを課題とする。
［本開示の効果］
　本開示によれば、絶縁層の剥離を抑制でき、かつ生産性を向上できる非水電解質電池用リード線、非水電解質電池及び非水電解質電池用リード線の製造方法を提供することができる。
［本開示の実施形態の説明］
　最初に本開示の実施形態を列挙して説明する。
　本開示の一態様に係る非水電解質電池用リード線は、平板状の導体と、上記導体の外周面を被覆する中間膜と、上記中間膜の少なくとも１面に積層される絶縁層とを備え、上記中間膜の主成分がウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート及びエポキシアクリレートからなる群より選択される少なくとも１種である非水電解質電池用リード線である。当該非水電解質電池用リード線は、導体と絶縁層との間に中間膜を備えることで、フッ化水素酸による導体の腐食を抑制できる結果、絶縁層の剥離を抑制することができる。さらに、中間膜の主成分がウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート及びエポキシアクリレートからなる群より選択される少なくとも１種であることで、絶縁層の剥離を抑制でき、生産性を向上させることができる。
　当該非水電解質電池用リード線は、上記絶縁層が２層以上であり、このうち上記中間膜に接する層の主成分が非架橋樹脂であり、他の層の少なくとも１つの主成分が架橋樹脂であることが好ましい。絶縁層を上記構成とすることにより、熱融着による電池封止時に溶融流動性の低い架橋樹脂が封入容器の金属層とリード導体との短絡を防ぐことができる。
　当該非水電解質電池用リード線は、上記絶縁層が３層以上であり、このうち最外層の主成分が非架橋樹脂であることが好ましい。絶縁層を上記構成とすることにより、熱融着による電池封止時に溶融流動性の高い非架橋樹脂が封入容器の金属層とリード導体との空隙に充填されやすく、封止時間を短時間化することができる。
　当該非水電解質電池用リード線は、上記中間膜が上記導体の一部の外周面を被覆することが好ましい。この場合、当該非水電解質電池用リード線と電極との溶接加工性を向上させることができる。
　本開示の別の一態様に係る非水電解質電池は、上述の当該非水電解質電池用リード線を備える非水電解質電池である。当該非水電解質電池は、非水電解質電池用リード線として上述の当該非水電解質電池用リード線を備えることにより、絶縁層の剥離を抑制でき、かつ生産性を向上させることができる。
　本開示のさらに別の一態様に係る非水電解質電池用リード線の製造方法は、平板状の導体の外周面にウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート及びエポキシアクリレートからなる群より選択される少なくとも１種の前駆体を塗工する工程と、上記前駆体を硬化処理することにより中間膜を形成する工程と、上記中間膜の少なくとも１面に絶縁層を積層する工程とを備える非水電解質電池用リード線の製造方法である。当該非水電解質電池用リード線の製造方法によれば、中間層の形成材料としてウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート及びエポキシアクリレートからなる群より選択される少なくとも１種の前駆体を用いるため、硬化速度が速く生産性を向上させることができ、かつ絶縁層の剥離が抑制された非水電解質電池用リード線を製造することができる。
　当該非水電解質電池用リード線の製造方法は、上記硬化処理が紫外線処理であることが好ましい。紫外線硬化樹脂が上記のものであることにより、絶縁層の剥離をより抑制でき、かつ生産性をより向上させることができる。
　当該非水電解質電池用リード線の製造方法は、上記前駆体を塗工する工程において、上記導体の外周面の一部に上記前駆体を塗工することが好ましい。この場合、当該非水電解質電池用リード線と電極との溶接加工性を向上させることができる。
　当該非水電解質電池用リード線の製造方法は、上記中間膜を形成する工程において、上記前駆体の一部を硬化処理することが好ましい。この場合、当該非水電解質電池用リード線と電極との溶接加工性を向上させることができる。
［本開示の実施形態の詳細］
　以下、本開示の各実施形態に係る非水電解質電池用リード線、非水電解質電池及び非水電解質電池用リード線の製造方法について詳説する。
＜非水電解質電池用リード線＞
　図１の非水電解質電池用リード線１は、平板状の導体２（以下、単に「導体」ともいう）と、上記導体２の外周面を被覆する中間膜３と、上記中間膜３の少なくとも１面に積層される絶縁層４とを備える。
（導体）
　平板状の導体２は、非水電解質電池の電極等に接続されるものである。この導体２の材料としては、非水電解質電池用のリード線を構成する導体として用いられるものであれば特に制限されず、例えばアルミニウム、チタン、ニッケル、銅、アルミニウム合金、チタン合金、ニッケル合金、銅合金等の金属材料や、これら金属材料をニッケル、金等でメッキした材料などが挙げられる。非水電解質電池の正極に接続される導体２の形成材料としては、放電時に溶解しないものが好ましく、具体的にはアルミニウム、チタン、アルミニウム合金及びチタン合金が好ましい。一方、負極に接続される導体２の形成材料としては、ニッケル、銅、ニッケル合金、銅合金、ニッケルメッキ銅及び金メッキ銅が好ましい。
（中間膜）
　中間膜３は、上記導体２の外周面を被覆している。また、中間膜３は、主成分がウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート及びエポキシアクリレートからなる群より選択される少なくとも１種である。なお、本開示において主成分とは、質量換算で最も含有割合の大きい成分をいい、例えば含有割合が５０質量％以上の成分をいう。
　当該非水電解質電池用リード線は、中間膜３を備えることにより、絶縁層の剥離を抑制でき、かつ生産性を向上させることができる。この理由としては必ずしも明確ではないが、中間膜３を備えることにより、絶縁層４との密着性が向上することにより、絶縁層４の剥離を抑制できると推察される。また、中間膜３の主成分がウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート及びエポキシアクリレートからなる群より選択される少なくとも１種であることにより、例えば紫外線の照射という簡易な操作により成膜することができ、また硬化速度も速いため、生産性の向上に寄与する。さらに、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート及びエポキシアクリレートは導体２の表面への濡れ性が高いことから、電解脱脂等の導体２との濡れ性を確保する前処理を必要とせず、あるいは簡素化することができるため、生産性を向上することができると推察される。
　ウレタンアクリレートとしては、例えばヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、メチレンビス（４－シクロヘキシルイソシアネート）、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、４，４－ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等のジイソシアネート類と、ポリ（プロピレンオキサイド）ジオール、ポリ（プロピレンオキサイド）トリオール、ポリ（テトラメチレンオキサイド）ジオール、エトキシ化ビスフェノールＡ等のポリオール類と、２－ヒドロキシエチルアクリレート２－ヒドロキシエチルメタクリレート、２－ヒドロキシプロピルアクリレート、グリシドールジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート等のヒドロキシアクリレート類とを反応させることによって得られ、分子中に官能基としてアクリロイル基とウレタン結合を有するものなどが挙げられる。
　ポリエステルアクリレートとしては、例えば無水フタル酸とプロピレンオキサイドとアクリル酸とからなるポリエステルアクリレート、アジピン酸と１，６－ヘキサンジオールとアクリル酸とからなるポリエステルアクリレート、トリメリット酸とジエチレングリコールとアクリル酸とからなるポリエステルアクリレート等が挙げられる。
　エポキシアクリレートは、エピクロルヒドリン等のエポキシ化合物とアクリル酸又はメタクリル酸との反応により合成されたものであり、例えばビスフェノールＡとエピクロルヒドリンとアクリル酸との反応により合成されるビスフェノールＡ型エポキシアクリレート、ビスフェノールＳとエピクロルヒドリンとアクリル酸との反応により合成されるビスフェノールＳ型エポキシアクリレート、ビスフェノールＦとエピクロルヒドリンとアクリル酸との反応により合成されるビスフェノールＦ型エポキシアクリレート、フェノールノボラックとエピクロルヒドリンとアクリル酸との反応により合成されるフェノールノボラック型エポキシアクリレート等が挙げられる。
　エポキシ樹脂としては、例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂；フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂；トリスフェノールメタントリグリシジルエーテル等の芳香族エポキシ樹脂、及び、これらの水添化物や臭素化物等が挙げられる。
　中間膜３を形成する際、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート及びエポキシアクリレートからなる群より選択される少なくとも１種と光重合開始剤とを併用してもよい。光重合開始剤としては、光ラジカル重合開始剤及び光カチオン重合開始剤が好ましい。光ラジカル重合開始剤としては、例えば、４－（２－ヒドロキシエトキシ）フェニル（２－ヒドロキシ－２－プロピル）ケトン、α－ヒドロキシ－α－α’－ジメチルアセトフェノン、メトキシアセトフェノン、２，２－ジメトキシ－２－フェニルアセトフェノン等のアセトフェノン誘導体；ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル等のベンゾインエーテル系化合物；ベンジルジメチルケタール等のケタール誘導体；ハロゲン化ケトン、アシルフォスフィンオキシド、アシルフォスフォナート、２－メチル－１－［４－（メチルチオ）フェニル］－２－モルフォリノプロパン－１－オン等が挙げられる。光カチオン重合開始剤としては、例えば、鉄－アレン錯体化合物、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、芳香族スルホニウム塩、オニウム塩、ピリジニウム塩、アルミニウム錯体／シラノール塩、トリクロロメチルトリアジン誘導体等が挙げられる。上記オニウム塩やピリジニウム塩の対アニオンとしては、例えば、ＳｂＦ６－、ＰＦ６－、ＡｓＦ６－、ＢＦ４－、テトラキス（ペンタフルオロ）ボレート、トリフルオロメタンスルフォネート、メタンスルフォネート、トリフルオロアセテート、アセテート、スルフォネート、トシレート、ナイトレート等が挙げられる。
　光重合開始剤の添加量は、一般にウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート及びエポキシアクリレートからなる群より選択される少なくとも１種１００質量部に対して、０．１～１５質量部であり、好ましくは、０．５～１０質量部である。
　中間膜３は、上記導体２の一部の外周面を被覆していることが好ましい。非水電解質電池用リード線１と電極とを溶接する際に溶接箇所に中間膜３が存在すると、中間膜３の膜厚に制限が生じるおそれがある。そのため、上記構成とすることにより、非水電解質電池用リード線１と電極とを溶接する際に中間膜３により被覆されていない部分と電極とを溶接することができ、溶接加工性を向上させることができる。
　中間膜３の平均厚みとしては、１０μｍ以下が好ましい。中間膜３の平均厚みが１０μｍを超えると、溶接に影響が生じるおそれがある。
　中間膜３は、本開示の効果を阻害しない範囲において、他の公知の添加剤を含有してもよい。公知の添加剤としては、例えば酸化防止剤、難燃剤、粘着付与剤、滑剤、充填剤、結晶化促進剤、着色剤等が挙げられる。
（絶縁層）
　絶縁層４は、中間膜３の少なくとも１面に積層される。絶縁層４は、中間膜３の外周面に積層されることが好ましい。
　絶縁層４は、封入容器の開口部をヒートシール（熱融着）する際にヒートシール温度では溶融し難い樹脂材料を主成分とすることが好ましい。このような樹脂材料としては、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、これらの誘導体等が挙げられる。
　絶縁層４は２層以上であり、このうち上記中間膜３に接する層の主成分が非架橋樹脂であり、他の層の少なくとも１つの主成分が架橋樹脂であることが好ましい。例えば、絶縁層４が２層である場合、絶縁層４において中間膜３と接触する層を第１絶縁層と、第１絶縁層と接触する層を第２絶縁層とすると、第１絶縁層の主成分は非架橋樹脂であることが好ましく、第２絶縁層の主成分が上述の架橋樹脂であることが好ましい。この場合、第１絶縁層の高い溶融流動性により、金属層との接着性が良好となり、かつ、第２絶縁層はヒートシール時に溶融し難いため、封入容器の金属層とリード導体との短絡を防ぐことができる。
　また、絶縁層４は３層以上であり、このうち最外層の主成分が非架橋樹脂であることが好ましい。例えば、絶縁層４が３層である場合、絶縁層４において中間膜３と接触する層を第１絶縁層と、第１絶縁層と接触する層を第２絶縁層と、第２絶縁層と接触する層を第３絶縁層とすると、第３絶縁層の主成分は非架橋性樹脂であることが好ましい。この場合、熱融着による電池封止時に溶融流動性の高い非架橋樹脂が封入容器の金属層とリード導体との空隙に充填されやすく、封止時間を短時間化することができる。
　絶縁層４の平均厚みとしては、５０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。
　絶縁層４は、本開示の効果を阻害しない範囲において、他の公知の添加剤を含有してもよい。公知の添加剤としては、例えば酸化防止剤、難燃剤、粘着付与剤、滑剤、充填剤、結晶化促進剤、着色剤等が挙げられる。
＜非水電解質電池＞
　当該非水電解質電池は、上述の非水電解質電池用リード線１を備える。非水電解質電池としては、例えばリチウムイオン電池等が挙げられる。
　当該非水電解質電池は、袋体の封入容器に非水電解液を保持した電池素子を封入したものである。電池素子は、正極と負極との間にセパレータを介在させた状態で非水電解液を保持したものである。非水電解液としては、例えばプロピレンカーボネート、γ－ブチロラクトン等の有機溶媒に、リチウム化合物（ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＢＦ４等）を溶解したものが用いられる。
　非水電解質電池用リード線１は、導体２の一方の端部が電池素子の正極又は負極に導通接続されていると共に、導体２の他方の端部が封入容器から突出している。
＜非水電解質電池用リード線の製造方法＞
　当該非水電解質電池用リード線の製造方法は、平板状の導体の外周面にウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート及びエポキシアクリレートからなる群より選択される少なくとも１種の前駆体を塗工する工程（以下、「前駆体塗工工程」ともいう）と、上記前駆体を硬化処理することにより中間膜を形成する工程（以下、「硬化処理工程」ともいう）と、上記中間膜の少なくとも１面に絶縁層を積層する工程（以下、「絶縁層積層工程」ともいう）とを備える。当該非水電解質電池用リード線の製造方法によれば、生産性を向上させることができ、かつ絶縁層の剥離が抑制された非水電解質電池用リード線を製造することができる。
（前駆体塗工工程）
　本工程では、平板状の導体の外周面にウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート及びエポキシアクリレートからなる群より選択される少なくとも１種の前駆体を塗工する。本工程により、導体の外周面にウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート及びエポキシアクリレートからなる群より選択される少なくとも１種の前駆体の塗膜が形成される。上記前駆体の塗工方法としては特に制限されず、公知の方法を採用することができる。
　本工程では、上記導体の外周面の一部に上記前駆体を塗工することが好ましい。これにより、導体において、前駆体が塗工された領域と、前駆体が塗工されていない領域とが存在することとなる。特に、電極と溶接する箇所が前駆体が塗工されていない領域となるようにすることが好ましい。この場合、非水電解質電池用リード線と電極とを溶接する際に中間膜により被覆されていない部分と電極とを溶接することができ、溶接加工性を向上させることができる。
（硬化処理工程）
　本工程では、上記前駆体を硬化処理することにより中間膜を形成する。本工程により、前駆体の塗膜が硬化し、中間膜が形成される。
　上記硬化処理としては、紫外線処理が好ましい。この場合、前駆体の硬化速度を速めることができ、生産性をより向上させることができる。
　紫外線の照射条件は、使用する前駆体の種類等に応じて適宜決定することができる。
　本工程では、上記前駆体の一部を硬化処理することが好ましい。これにより、領域選択的に中間膜を形成することができる。特に、電極と溶接する箇所が硬化処理しない領域となるようにすることが好ましい。この場合、非水電解質電池用リード線と電極とを溶接する際に中間膜により被覆されていない部分と電極とを溶接することができ、溶接加工性を向上させることができる。
（絶縁層積層工程）
　本工程では、上記中間膜の少なくとも１面に絶縁層を積層する。本工程により、中間膜が形成された領域に絶縁層が積層される。
　絶縁層の積層方法としては特に制限されず、例えば中間膜が形成された導体を一対の絶縁フィルム等で熱プレスする方法等が挙げられる。
［その他の実施形態］
　今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
１　非水電解質電池用リード線
２　導体
３　中間膜
４　絶縁層

 

Claims (9)

  1. 　平板状の導体と、
    　上記導体の外周面を被覆する中間膜と、
    　上記中間膜の少なくとも１面に積層される絶縁層と
    　を備え、
    　上記中間膜の主成分がウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート及びエポキシアクリレートからなる群より選択される少なくとも１種である非水電解質電池用リード線。
  2. 　上記絶縁層が２層以上であり、このうち上記中間膜に接する層の主成分が非架橋性樹脂であり、他の層の少なくとも１つの主成分が架橋樹脂である請求項１記載の非水電解質電池用リード線。
  3. 　上記絶縁層が３層以上であり、このうち最外層の主成分が非架橋樹脂である請求項１に記載の非水電解質電池用リード線。
  4. 　上記中間膜が上記導体の一部の外周面を被覆する請求項１、請求項２又は請求項３に記載の非水電解質電池用リード線。
  5. 　請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の非水電解質電池用リード線を備える非水電解質電池。
  6. 　平板状の導体の外周面にウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート及びエポキシアクリレートからなる群より選択される少なくとも１種の前駆体を塗工する工程と、
    　上記前駆体を硬化処理することにより中間膜を形成する工程と、
    　上記中間膜の少なくとも１面に絶縁層を積層する工程と
    　を備える非水電解質電池用リード線の製造方法。
  7. 　上記硬化処理が紫外線処理である請求項６に記載の非水電解質電池用リード線の製造方法。
  8. 　上記前駆体を塗工する工程において、上記導体の外周面の一部に上記前駆体を塗工する請求項６又は請求項７に記載の非水電解質電池用リード線の製造方法。
  9. 　上記中間膜を形成する工程において、上記前駆体の一部を硬化処理する請求項６、請求項７又は請求項８に記載の非水電解質電池用リード線の製造方法。

     
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