JP2002319378A

JP2002319378A - 電池用包装材料

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Publication number: JP2002319378A
Application number: JP2001121865A
Authority: JP
Inventors: Rikiya Yamashita; 力也山下; Kazuki Yamada; 一樹山田; Masataka Okushita; 正隆奥下
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2001-04-20
Filing date: 2001-04-20
Publication date: 2002-10-31

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】電池包装において、ポリプロピレン系樹脂をヒ
ートシール層とする外装体に電池本体を挿入してその周
縁をヒートシールして密封する際に、ヒートシールの熱
と圧力によって外装体のバリア層とリード線とがショー
トすることなく安定して密封可能な電池用包装材料を提
供する。【解決手段】電池本体を挿入し周縁部をヒートシールに
より密封する電池の外装体を形成する包装材料であっ
て、少なくとも基材層１１、アルミニウム１２、化成処
理層、接着層１３、多層シーラント層１４から構成され
る積層体からなり、多層シーラント層の最内層が酸変性
ポリオレフィンであり、該酸変性ポリオレフィンとアル
ミニウムとの間に少なくともゲル分率が０．５％〜８０
％となるように架橋処理されたポリオレフィン層を含む
電池用包装材料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明の電池用包装材料は、
防湿性、耐内容物性を有する、液体または固体有機電解
質（高分子ポリマー電解質）を持つ電池、または燃料電
池、コンデンサ、キャパシタ等に用いられ、外装体のバ
リア層とリード線との間にショートを起さない電池本体
を包装する外装体およびそれを用いた電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明における電池とは、化学的エネル
ギーを電気的エネルギーに変換する素子を含む物、例え
ば、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、燃料
電池等や、または、液体、固体セラミック、有機物等の
誘電体を含む液体コンデンサ、固体コンデンサ、二重層
コンデンサ等の電解型コンデンサを示す。電池の用途と
しては、パソコン、携帯端末装置（携帯電話、ＰＤＡ
等）、ビデオカメラ、電気自動車、エネルギー貯蔵用蓄
電池、ロボット、衛星等に用いられる。前記電池の外装
体としては、金属をプレス加工して円筒状または直方体
状に容器化した金属製缶、あるいは、プラスチックフィ
ルム、金属箔等のラミネートにより得られる複合フィル
ムからなる積層体を袋状にしたもの（以下、外装体）が
用いられていた。電池の外装体として、次のような問題
があった。金属製缶においては、容器外壁がリジッドで
あるため、電池自体の形状が決められてしまう。そのた
め、ハード側を電池にあわせる設計をするため、該電池
を用いるハードの寸法が電池により決定されてしまい形
状の自由度が少なくなる。そのため、前記袋状の外装体
を用いる傾向にある。前記外装体の材質構成は、電池と
しての必要な物性、加工性、経済性等から、少なくとも
基材層、バリア層、ヒートシール層と前記各層を接着す
る接着層からなり、必要に応じて中間層を設けることが
ある。電池の前記構成の積層体からパウチを形成し、ま
たは、少なくとも片面をプレス成形して電池の収納部を
形成して電池本体を収納し、パウチタイプまたは、エン
ボスタイプ（蓋体を被覆して）において、それぞれの周
縁の必要部分をヒートシールにより密封することによっ
て電池とする。前記ヒートシール層としては、ヒートシ
ール層同士のヒートシール性とともにリード線（金属）
に対してもヒートシール性を有することが求められ、金
属接着性を有する酸変性ポリオレフィン樹脂をヒートシ
ール層とすることでリード線部との密着性は確保され
る。

【０００３】しかし、酸変性ポリオレフィン樹脂を外装
体のヒートシール層として積層すると、一般的なポリオ
レフィン樹脂と比較してその加工性が劣ること、また、
コストが高いこと等のために、外装体のヒートシール層
として一般的なポリオレフィン樹脂層とし、リード線部
にヒートシール層とリード線との両方に熱接着可能なリ
ード線用フィルムを介在させる方法が採用されていた。
具体的には、図７（ａ）に示すように、リード線４と積
層体１０’のヒートシール層１４’との間に、金属と外
装材のヒートシール層との双方に対してヒートシール性
を有するリード線用フィルム６’を介在させることによ
り、リード線部での密封性を確保していた。前記リード
線用フィルムとしては、前記不飽和カルボングラフトポ
リオレフィン、金属架橋ポリエチレン、エチレンまたは
プロピレンとアクリル酸、またはメタクリル酸との共重
合物からなるフィルムを用いることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、電池の外装体
（以下、外装体）を構成する積層体のヒートシール層が
ポリオレフィン系樹脂からなる場合、電池本体を外装体
に収納し、その周縁をシールして密封するが、例えば、
酸変性ポリオレフィン単層からなるリード線用フィルム
６’を用いる場合、リード線が存在する部分において、
図７（ｂ）に示すように、ヒートシールのための熱と圧
力によって前記外装体のヒートシール層１４’とリード
線用フィルム層６’とがともに溶融し、また、加圧によ
って加圧部の領域の外に押出されることがある。その結
果、外装体１０’のバリア層１２’であるアルミニウム
箔と金属からなるリード線４’とが接触（Ｓ）しショー
トすることがあった。本発明の目的は、電池包装におい
て、ポリオレフィン系樹脂をヒートシール層とする外装
体に電池本体を挿入してその周縁をヒートシールして密
封する際に、ヒートシールの熱と圧力によって外装体の
バリア層とリード線とがショートすることなく安定して
密封可能な電池用包装材料を提供しようとするものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、以下の本
発明により解決することができる。すなわち、請求項１
に記載した発明は、電池本体を挿入し周縁部をヒートシ
ールにより密封する電池の外装体を形成する包装材料で
あって、少なくとも基材層、接着層１、アルミニウム、
化成処理層、接着層２、多層シーラント層から構成され
る積層体からなり、多層シーラント層の最内層が酸変性
ポリオレフィンであり、該酸変性ポリオレフィンとアル
ミニウムとの間に少なくともゲル分率が０．５％〜８０
％となるように架橋処理されたポリオレフィン層を含む
ことを特徴とする包装材料からなる。請求項２に記載し
た発明は、請求項１に記載した積層体が基材層、接着層
１、化成処理層１、アルミニウム、化成処理層２、接着
層２、多層シーラント層から構成されることを特徴とす
るものである。請求項３に記載した発明は、請求項１ま
たは請求項２に記載したポリオレフィンがポリプロピレ
ンであることを特徴とするものである。請求項４に記載
した発明は、請求項１または請求項２に記載したポリオ
レフィンがポリエチレンであることを特徴とするもので
ある。請求項５に記載した発明は、接着層１〜請求項４
のいずれかに記載した接着層１、接着層２がドライラミ
ネート法により形成されたことを特徴とするものであ
る。請求項６に記載した発明は、接着層１〜請求項４の
いずれかに記載した接着層２が酸変性ポリオレフィンの
塗布焼付け層であることを特徴とするものである。請求
項７に記載した発明は、接着層１〜請求項４のいずれか
に記載した接着層２が酸変性ポリオレフィンの押出層で
あることを特徴とするものである。請求項８に記載した
発明は、請求項１〜請求項７のいずれかに記載した包装
材料から形成された電池の外装体と電池本体のリード線
部との間に接着性フィルムを介在させることを特徴とす
るものである。請求項９に記載した発明は、請求項１〜
請求項８のいずれかに記載した電池用包装材料からなる
電池の外装体に電池本体を挿入して周縁をヒートシール
して密封したことを特徴とする電池からなる。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の電池用包装材料は、少な
くとも基材層、接着層、化成処理層１、アルミニウム、
化成処理層２、接着層、ヒートシール層を酸変性ポリオ
レフィン層とするシーラント層から構成される電池の外
装体において、少なくとも、該酸変性ポリオレフィンと
アルミニウムとの間に少なくともゲル分率が０．５％〜
８０％となるように架橋処理されたポリオレフィン層を
含むことを特徴とする包装材料であって、該架橋された
層を含むシーラント層は耐熱性に優れ、外装体の密封シ
ールの際にも架橋されたシーラント層部分において膜状
を保持しており、前記アルミニウムと金属であるリード
線とが接触してショートするおそれのない材質としたも
のである。以下、図面等を参照して詳細に説明する。

【０００７】図１は、本発明の電池用包装材料を説明す
る図で、（ａ）層構成を示した電池用包装材料、リード
線のそれぞれの位置関係を示す断面図、（ｂ）リード線
部での、ヒートシール前のリード線と外装体とが接した
状態を説明する断面図、（ｃ）はヒートシール後のリー
ド線部の模式断面図である。（ｄ）、（ｅ）および
（ｆ）は、別のシーラント構成からなる電池用包装材料
を用いた場合の同様の説明図である。図２は、電池の外
装体を形成する積層体の層構成例を示す断面図である。
図３は、電池のパウチタイプの外装体を説明する斜視図
である。図４は、電池のエンボスタイプの外装体を説明
する斜視図である。図５は、エンボスタイプにおける成
形を説明する、（ａ）斜視図、（ｂ）エンボス成形され
た外装体本体、（ｃ）Ｘ₂−Ｘ₂部断面図、（ｄ）Ｙ₁部
拡大図である。図６は、電池用包装材料とリード線との
接着におけるリード線用フィルムの装着方法を説明する
図である。

【０００８】電池のリード線としては、細長の板状また
は棒状の金属からなり、いた状のリード線用としては、
厚さが５０〜２０００μｍ、巾が２．５〜２０ｍｍ程
度であって、その材質としては、ＡＬ、Ｃｕ（Ｎｉメ
ッキを含む）、Ｎｉ、等である。

【０００９】電池の外装体は、電池本体の性能を長期に
わたって維持する性能を有することが求められ、基材
層、バリア層、ヒートシール層等を各種のラミネート法
によって積層している。特に、電池の外装体（以下、外
装体）を構成する積層体のヒートシール層がポリオレフ
ィン系樹脂等からなる場合、電池本体を外装体に収納
し、その周縁をシールして密封する際、リード線が存在
する部分において、例えば、リード線用フィルムとして
酸変性ポリオレフィンを用いる場合、図７（ａ）および
図７（ｂ）に示すようにヒートシールのための熱と圧力
によって前記外装体のヒートシール層とリード線用フィ
ルム層とがともに溶融し、また、加圧によって、絶縁層
となっていた外装体のバリア層１２’より内側の層、お
よび、リード線用フィルム層６’が、ともに加圧部の領
域の外に押し出されることがある。その結果、外装体の
バリア層１２’であるアルミニウム箔と金属からなるリ
ード線４’とが接触しショートＳすることがあった。

【００１０】本発明者らは、前記ショートＳを防止する
ことについて、鋭意研究の結果、電池の包装材料の積層
体として基材層、ヒートシール層を酸変性ポリオレフィ
ンとする多層シーラント層からなり、多層シーラントの
該酸変性ポリオレフィンとアルミニウムとの間に少なく
ともゲル分率が０．５％〜８０％となるように架橋処理
されたポリオレフィン層を含むことを特徴とする包装材
料とすることによって、ヒートシールの際の熱と圧力に
よるバリア層とリード線とのショートを防止できること
を見出し本発明を完成するに到った。

【００１１】本発明の電池用包装材料は、図２（ａ）に
示すように、少なくとも基材層１１、接着層１６、アル
ミニウム１２、化成処理層１５、接着層１３ｄ、多層シ
ーラント層１４から構成される積層体であり、また、後
述する外装体がエンボスタイプの場合には、前記積層体
は、図２（ｂ）に示すように、基材層１１、接着層１
６、化成処理層１５（１）、アルミニウム１２、化成処
理層１５（２）、接着層１３ｄ、多層シーラント層１４
とすることが望ましい。

【００１２】本発明における電池用包装材料のシーラン
トは、例えば、図１（ａ）に示すように、ゲル分率０．
５％〜８０％に架橋したポリオレフィンフィルムＳ１の
片面に、酸変性ポリオレフィン樹脂Ｓ２ｅを押出製膜す
るものである。この包装材料により、密封シールする
と、図１（ａ）に示すリード線部分での加圧前の層構成
が、ヒートシール後には、図１（ｃ）に示すように、前
記架橋したポリオレフィンフィルムＳ１が膜状として残
り絶縁膜として機能する。また、本発明の電池用包装材
料のシーラントは、図１（ｄ）に示すように、ゲル分率
０．５％〜８０％に架橋したポリオレフィン樹脂Ｓ１と
酸変性ポリオレフィン樹脂Ｓ２ｃとの積層体を形成後
に、該積層体をゲル分率０．５％〜８０％に架橋しても
よい。積層体は、共押出し法により製膜しても良いし、
ポリオレフィンフィルムに酸変性ポリオレフィンを押出
製膜したものであっても良い。この場合、積層体として
架橋されるため、この包装材料により、密封シールする
と、図１（ｅ）に示すリード線部分での加圧前の層構成
が、ヒートシール後には、図１（ｆ）に示すように、前
記架橋した積層体として、ポリオレフィンフィルムＳ１
および酸変性ポリオレフィン層Ｓ２ｃが共に膜状として
残り絶縁膜として機能する。本発明にいうゲル分率は、
架橋ポリオレフィンの電子線、紫外線、ガンマ線、熱架
橋などによる架橋の程度を示す指標で、キシレン等の溶
媒に不溶になった架橋ポリオレフィン樹脂中のゲル（不
溶になった高分子鎖）の割合を表わすものである。

【００１３】前記架橋について説明する。ポリエチレン
樹脂に電子線等を照射すると、ポリエチレン樹脂が電子
線架橋することで分子内で架橋が起こり、室温下では勿
論融点以上の高温下での機械的強度、例えば引張り強
度、突き刺し強度、圧縮強度が向上する。例えば、融点
１０５℃のポリエチレンをゲル分率が２０％および５０
％となるように架橋を施した樹脂物は、未架橋の樹脂物
に比べ１９０℃、面圧１．０ＭＰａ，３秒での高温、圧
縮ひずみ量が少なく、未架橋品が８０％に対し、２０％
ゲル分率樹脂物６０％、５０％ゲル分率品で４０％とな
る。しかし、通常のポリプロピレンは、電子線の照射等
によって分解するが、ポリプロピレンに、ポリエチレン
成分、ブテン成分、エチレンとブテンとプロピレンの３
成分共重合体からなるターポリマー成分、密度が９００
ｋｇ／ｍ³の低結晶のエチレンとブテンの共重合体、非
晶性のエチレンとプロピレンの共重合体、プロピレンα
・オレフィン共重合体成分、ブタジエン成分等を５％以
上添加することにより、これらが電子線架橋することで
分子内で架橋が起こり、室温下では勿論融点以上の高温
下での機械的強度、例えば引張り強度、突き刺し強度、
圧縮強度が向上する。

【００１４】例えば、エチレン成分量が１０％となるよ
うにエチレンとブテンとの共重合体からなる成分を１０
％添加された融点１４５℃のポリプロピレンをゲル分率
が２０％および５０％となるように架橋を施した樹脂物
は、未架橋の樹脂物に比べ１９０℃、面圧１．０ＭＰ
ａ，３秒での高温、圧縮ひずみ量が少なく、未架橋品が
７０％に対し、２０％ゲル分率樹脂物５０％、５０％ゲ
ル分率品で３５％となる。また、同じ厚さで比較した場
合でもこのように架橋されたポリエチレン、酸変性ポリ
エチレン、ポリプロピレンおよび酸変性ポリプロピレン
は、未架橋のものに比べヒートシール時にタブ４にある
微少なエッジ（いわゆる、バリ）で発生するピンホール
によるショートも防止する効果がある。

【００１５】ポリプロピレンとしては、ホモタイブポリ
プロピレン、ランダムタイプポリプロピレン、ブロック
タイプポリプロピレンを用いることができる。また、ポ
リエチレンとしては、高密度ポリエチレン、中密度ポリ
エチレン、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレ
ン等を用いることができる。また、酸変性ポリプロピレ
ンは、不飽和カルボン酸をグラフトしたプロピレンを、
酸変性ポリエチレンは、不飽和カルボン酸をグラフトし
たポリエチレンを用いることが好ましい。または、酸変
性ポリオレフィン樹脂としては、不飽和カルボングラフ
トポリオレフィン、金属架橋ポリエチレン、エチレンとアクリル
酸またはメタクリル酸誘導体との共重合体物、エチレンと酢酸ヒ゛ニ
ルとの共重合体物等を用いることもできる。

【００１６】本発明の電池用包装材料のヒートシール層
とする電子線架橋された酸変性ポリプロピレンは、金属
に対する接着性があり、金属に対して接着性を持たない
ヒートシール層における、密封シール時に、電池リード
線部と外装体との間に、ヒートシール層とリード線との
双方にヒートシール性を有するリード線用フィルムを介
在させる必要がない。ただし、架橋により、ヒートシー
ル適性が低下した場合には、図６に示すように、低温シ
ール性等を目的として、リード線用フィルムを用いても
よい。外装体５とリード線４との間にリード線用フィル
ム６を介在させるがその具体的方法は、例えば、図６
（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、電池本体２のリー
ド線４の密封シール部の上下にリード線用フィルム６を
おいて（実際には仮着シールにより固定して）外装体５
に挿入しリード線部を挟持した状態でヒートシールする
ことによって密封する。リード線用フィルム６のリード
線４への介在方法として、図６（ｄ）または図６（ｅ）
に示すように、リード線４の所定の位置にリード線用フ
ィルム６のフィルムを巻き付けてもよい。

【００１７】前記リード線用フィルムを用いる場合、具
体的には、前記架橋した酸変性ポリオレフィンとリード
線の何れにも熱接着性を有する酸変性ポリオレフィンか
らなるフィルム等を用いる。酸変性ポリオレフィン樹脂
としては、不飽和カルボングラフトポリオレフィン、金
属架橋ポリエチレン、エチレンとアクリル酸またはメタクリル酸誘導
体との共重合体物、エチレンと酢酸ヒ゛ニルとの共重合体物の単
体、またはブレンド物等を用いることができる。

【００１８】該リード線用フィルム２０の層厚は、使用
されるリード線の厚さの１／３以上有ればよく、たとえ
ば、１００μｍの厚さのリード線であれば、リード線用
フィルム２０の総厚は概ね３０μｍ以上あれば良い。

【００１９】本発明の電池用包装材料を用いて外装体を
形成して、該外装体に電池本体を挿入して周縁をヒート
シールにより密封しすると、リード線部におけるシール
状態は、図１（ｃ）または図１（ｆ）に示すように、バ
リア層とリードとの間に架橋されたシーラント層または
シーラント層の一部が膜状に残り、本発明の課題である
ショートを避けることができるものである。

【００２０】電池用包装材料は電池本体を包装する外装
体を形成するものであって、その外装体の形式によっ
て、図３に示すようなパウチタイプと、図４（ａ）、図
４（ｂ）または図４（ｃ）に示すようなエンボスタイプ
とがある。前記パウチタイプには、三方シール、四方シ
ール等およびピロータイプ等の袋形式があるが、図３
は、ピロータイプとして例示している。エンボスタイプ
は、図４（ａ）に示すように、片面に凹部を形成しても
よいし、図４（ｂ）に示すように、両面に凹部を形成し
て電池本体を収納して周縁の四方をヒートシールして密
封してもよい。また、図４（ｃ）に示すような折り部を
はさんで両側に凹部形成して、電池を収納して３辺をヒ
ートシールする形式もある。電池用包装材料をエンボス
タイプとする場合、図５（ａ）〜図５（ｄ）に示すよう
に、積層された包装材料１０をプレス成形して凹部７を
形成する。

【００２１】次に、本発明の電池用包装材料を構成する
各層について説明する。外装体における前記基材層１１
は、延伸ポリエステルまたはナイロンフィルムからなる
が、この時、ポリエステル樹脂としては、ポリエチレン
テレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエ
チレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、共重
合ポリエステル、ポリカーボネート等が挙げられる。ま
たナイロンとしては、ポリアミド樹脂、すなわち、ナイ
ロン６、ナイロン６，６、ナイロン６とナイロン６，６
との共重合体、ナイロン６，１０、ポリメタキシリレン
アジパミド（ＭＸＤ６）等が挙げられる。前記基材層１
１は、電池として用いられる場合、ハードと直接接触す
る部位であるため、基本的に絶縁性を有する樹脂層がよ
い。フィルム単体でのピンホールの存在、及び加工時の
ピンホールの発生等を考慮すると、基材層は６μｍ以上
の厚さが必要であり、好ましい厚さとしては１２〜３０
μｍである。

【００２２】基材層１１は耐ピンホール性及び電池の外
装体とした時の絶縁性を向上させるために、積層化する
ことも可能である。基材層を積層体化する場合、基材層
が２層以上の樹脂層を少なくとも一つを含み、各層の厚
みが６μｍ以上、好ましくは、１２〜３０μｍである。
基材層を積層化する例としては、次の１）〜８）が挙げ
られる。１）延伸ポリエチレンテレフタレート／延伸ナイロン２）延伸ナイロン／延伸延伸ポリエチレンテレフタレー
トまた、包装材料の機械適性（包装機械、加工機械の中で
の搬送の安定性）、表面保護性（耐熱性、耐電解質
性）、２次加工とて電池用の外装体をエンボスタイプと
する際に、エンボス時の金型と基材層との摩擦抵抗を小
さくする目的あるいは電解液が付着した場合に基材層を
保護するために、基材層を多層化、基材層表面にフッ素
系樹脂層、アクリル系樹脂層、シリコーン系樹脂層、ポ
リエステル系樹脂層、またはこれらのブレンド物からな
る樹脂層等を設けることが好ましい。例えば、３）フッ素系樹脂／延伸ポリエチレンテレフタレート
（フッ素系樹脂は、フィルム状物、または液状コーティ
ング後乾燥で形成）４）シリコーン系樹脂／延伸ポリエチレンテレフタレー
ト（シリコーン系樹脂は、フィルム状物、または液状コ
ーティング後乾燥で形成）５）フッ素系樹脂／延伸ポリエチレンテレフタレート／
延伸ナイロン６）シリコーン系樹脂／延伸ポリエチレンテレフタレー
ト／延伸ナイロン７）アクリル系樹脂／延伸ナイロン（アクリル系樹脂は
フィルム状、または液状コーティング後乾燥で硬化）８）アクリル系樹脂＋ポリシロキサングラフト系アクリ
ル樹脂／延伸ナイロン（アクリル系樹脂はフィルム状、
または液状コーティング後乾燥で硬化）

【００２３】前記バリア層１２は、外部から電池の内部
に特に水蒸気が浸入することを防止するための層で、バ
リア層単体のピンホール、及び加工適性（パウチ化、エ
ンボス成形性）を安定化し、かつ耐ピンホールをもたせ
るために厚さ１５μｍ以上のアルミニウム、ニッケルな
どの金属、または、無機化合物、例えば、酸化珪素、ア
ルミナ等を蒸着したフィルムなども挙げられるが、バリ
ア層として好ましくは厚さが２０〜８０μｍのアルミニ
ウムとする。ピンホールの発生をさらに改善し、電池の
外装体のタイプをエンボスタイプとする場合、エンボス
成形におけるクラックなどの発生のないものとするため
に、本発明者らは、バリア層として用いるアルミニウム
の材質が、鉄含有量が０．３〜９．０重量％、好ましく
は０．７〜２．０重量％とすることによって、鉄を含有
していないアルミニウムと比較して、アルミニウムの展
延性がよく、積層体として折り曲げによるピンホールの
発生が少なくなり、かつ前記エンボスタイプの外装体を
成形する時に側壁の形成も容易にできることを見出し
た。前記鉄含有量が、０．３重量％未満の場合は、ピン
ホールの発生の防止、エンボス成形性の改善等の効果が
認められず、前記アルミニウムの鉄含有量が９．０重量
％を超える場合は、アルミニウムとしての柔軟性が阻害
され、積層体として製袋性が悪くなる。

【００２４】また、冷間圧延で製造されるアルミニウム
は焼きなまし（いわゆる焼鈍処理）条件でその柔軟性・
腰の強さ・硬さが変化するが、本発明において用いるア
ルミニウムは焼きなましをしていない硬質処理品より、
多少または完全に焼きなまし処理をした軟質傾向にある
アルミニウムがよい。前記、アルミニウムの柔軟性・腰
の強さ・硬さの度合い、すなわち焼きなましの条件は、
加工適性（パウチ化、エンボス成形）に合わせ適宜選定
すればよい。例えば、エンボス成形時のしわやピンホー
ルを防止するためには、成形の程度に応じた焼きなまし
された軟質アルミニウムを用いることが望ましい。

【００２５】本発明者らは、電池用包装材料のバリア層
１２であるアルミニウムの表、裏面に化成処理を施すこ
とによって、前記包装材料として満足できる積層体とす
ることができた。前記化成処理とは、具体的にはリン酸
塩、クロム酸塩、フッ化物、トリアジンチオール化合物
等の耐酸性皮膜を形成することで、前記耐酸性皮膜形成
物質のなかでも、フェノール樹脂、フッ化クロム（３）
化合物、リン酸の３成分から構成されたものを用いるリ
ン酸クロメート処理が良好である。または、少なくとも
フェノール樹脂を含む樹脂成分に、モリブデン、チタ
ン、ジルコン等の金属、または金属塩を含む化成処理剤
が良好であった。前記耐酸性皮膜が形成されることによ
ってエンボス成形時のアルミニウムと基材層との間のデ
ラミネーション防止と、電池の電解質と水分とによる反
応で生成するフッ化水素により、アルミニウム表面の溶
解、腐食、特にアルミニウムの表面に存在する酸化アル
ミが溶解、腐食することを防止し、かつ、アルミニウム
表面の接着性（濡れ性）を向上させ、エンボス成形時、
ヒートシール時の基材層１１とアルミニウム１２とのデ
ラミネーション防止、電解質と水分との反応により生成
するフッ化水素によるアルミニウム内面側でのデラミネ
ーション防止効果が得られた。各種の物質を用いて、ア
ルミニウム面に化成処理を施し、その効果について研究
した結果、前記耐酸性皮膜形成物質のなかでも、フェノ
ール樹脂、フッ化クロム（３）化合物、リン酸の３成分
から構成されたものを用いるリン酸クロメート処理が良
好であった。または、少なくともフェノール樹脂を含む
樹脂成分に、モリブデン、チタン、ジルコン等の金属、
または金属塩を含む化成処理剤が良好であった。

【００２６】アルミの化成処理は、外装体がパウチタイ
プである場合、ヒートシール層側のみの片側または基材
層側とヒートシール層側の両面のどちらでも良い。電池
の外装体がエンボスタイプの場合には、アルミニウムの
両面に化成処理することによって、エンボス成形の際の
アルミニウムと基材層との間のデラミネーションを防止
することができる。

【００２７】本発明の電池用包装材料のシーラント層
は、前述のように、多層シーラント層から構成される積
層体からなり、多層シーラント層の最内層が酸変性ポリ
オレフィンであり、該酸変性ポリオレフィンとアルミニ
ウムとの間に少なくともゲル分率が０．５％〜８０％と
なるように架橋処理されたポリオレフィン層を含むもの
である。

【００２８】本発明の電池用包装材料を積層する場合
の、バリア層に設けた化成処理層とシーラント層との接
着は、例えば、リチウムイオン電池等における電解液と
水分との反応により発生するフッ化水素酸などによるデ
ラミネーション防止のために、以下に述べるラミネート
および接着安定化処理を行うことが望ましい。

【００２９】本発明者らは、安定した接着強度を示す積
層方法について鋭意研究の結果、少なくともシーラント
層をラミネートする面に化成処理したバリア層１２と基
材層１１とをドライラミネートした後、図２（ａ）また
は図２（ｂ）に示すように、バリア層に設けられた化成
処理層とシーラント層との接着法としてドライラミネー
ト法によりラミネート１３ｄする、あるいは、図２
（ｃ）に示すように、前記化成処理層に酸変性ポリオレ
フィンのエマルジョンを化成処理層に塗布乾燥焼付けた
後（１３ｈ）、シーラント層となるフィルムを熱ラミネ
ート法により積層することによっても所定の接着強度が
得られることを確認した。

【００３０】また、次のようなラミネート方法によって
も安定した接着強度が得られることを確認した。例え
ば、基材層１１とバリア層１２の片面とをドライラミネ
ートし、図２（ｄ）に示すように、バリア層１２の他の
面（化成処理層）に、酸変性ポリオレフィン１３ｅを押
出してシーラント層１４をサンドイッチラミネートする
場合、または、酸変性ポリオレフィン樹脂１３とシーラ
ント層とを共押出しして積層体とした後、得られた積層
体を前記酸変性ポリオレフィン樹脂１３ｅがその軟化点
以上になる条件に加熱することによって、所定の接着強
度を有する積層体とすることができた。前記加熱の具体
的な方法としては、熱ロール接触式、熱風式、近または
遠赤外線等の方法があるが、本発明においてはいずれの
加熱方法でもよく、前述のように、接着樹脂がその軟化
点温度以上に加熱できればよい。

【００３１】また、別の方法としては、前記、サンドイ
ッチラミネートまたは共押出しラミネートの際に、アル
ミニウム１２のシーラント層側の表面温度が酸変性ポリ
オレフィン樹脂の軟化点に到達する条件に加熱すること
によっても接着強度の安定した積層体とすることができ
た。また、ポリエチレン樹脂を接着樹脂として用いるこ
とも可能であるが、この場合には、押出したポリエチレ
ンの溶融樹脂膜のアルミニウム側のラミネート面をオゾ
ン処理しながらラミネートすることが望ましい。

【００３２】本発明の電池用包装材料において、外装体
を形成する積層体における前記の各層には、適宜、製膜
性、積層化加工、最終製品２次加工（パウチ化、エンボ
ス成形）適性を向上、安定化する目的のために、コロナ
処理、ブラスト処理、酸化処理、オゾン処理等の表面活
性化処理をしてもよい。

【００３３】

【実施例】本発明の電池用包装材料ついて、実施例によ
りさらに具体的に説明する。（１）化成処理層外装体のバリア層に施した化成処理は、実施例、比較例
ともに、処理液として、フェノール樹脂、フッ化クロム
（３）化合物、リン酸からなる水溶液を、ロールコート
法により、塗布し、皮膜温度が１８０℃以上となる条件
において焼き付けた。クロムの塗布量は、１ｍｇ/ｍ²
（乾燥重量）である。（２）外装体のタイプ以下の、実施例および比較例において、パウチタイプの
外装体としては、巾３０ｍｍ巾、長さ５０ｍｍ（いずれ
も内寸）とし、また、エンボスタイプの外装体の場合
は、いずれも片面エンボスタイプとし、成形型の凹部
（キャビティ）の形状を３０ｍｍ×５０ｍｍ，深さ３．
５ｍｍとしてプレス成形して成形性の評価をした。エン
ボスタイプの例においてはいずれも、エンボスした積層
体の成形しないものを蓋体として用いた。（３）リード線リード線は、いずれも１００μｍの厚さ、４ｍｍ巾のも
のとした。（４）シーラント層および接着樹脂層シーラント層および接着樹脂層に用いた酸変性ポリエチ
レンは、不飽和カルボン酸グラフトポリエチレンであ
り、また、酸変性ポリプロピレンは不飽和カルボン酸グ
ラフトランダムプロピレン（エチレン成分量４％）であ
る。（５）架橋処理また、架橋処理は電子線照射法により行った。所定のゲ
ル分率になるように１００から４００ＫＧｙの間で処理
した。なお、ゲル分率はキシレン（１００℃）で８時間
加熱し、不溶化物量の割合とした（６）略語は以下の通りとした。エチレンとプロピレンとブテンとの共重合体：ＥＰＢエチレンとブテンの共重合体：ＥＢエチレンとプロピレンの共重合体：ＥＰプロピレンとブテンの共重合体：ＰＢポリプロピレン：ＰＰ低密度ポリエチレン：ＬＤＰＥ線状低密度ポリエチレン：ＬＬＤＰＥ中密度ポリエチレン：ＭＤＰＥ（７）ヒートシール条件リード線部分のヒートシール条件は、実施例、比較例の
いずれも次の３条件で行い、シール後のショートの有無
を確認した。ヒートシール条件２００℃、２．０ＭＰａ、５．０ｓ
ｅｃ［実施例１］アルミニウム２０μｍの両面に化成処理を
施し、化成処理した一方の面に延伸ポリエステルフィル
ム１２μｍをドライラミネート法により貼り合わせ、次
に、化成処理したアルミニウムの他の面に、シーラント
をドライラミネート法により貼り合わせた。得られた積
層体を用いてパウチを形成した。シーラントは、ＬＤＰ
Ｅフィルム３０μｍをゲル分率０．８％となるように架
橋し、その片面に酸変性ポリエチレン（不飽和カルボン
酸グラフトポリエチレン）を２０μｍの厚さに押出製膜
した。ドライラミネートの際、架橋ＬＤＰＥ層をラミネ
ート面とした。電池本体を、パウチに挿入しヒートシー
ルにより密封シールして検体実施例１を得た。［実施例２］アルミニウム２０μｍの両面に化成処理を
施し、化成処理した一方の面に延伸ポリエステルフィル
ム１２μｍをドライラミネート法により貼り合わせ、次
に、化成処理したアルミニウムの他の面に、シーラント
をドライラミネート法により貼り合わせた。得られた積
層体を用いてパウチを形成した。シーラント層は、ＲＰ
Ｐにエチレン成分量が１５％になるようにＥＰをブレン
ドして３０μｍの厚さに製膜した後、ゲル分率５０％と
なるように架橋しその片面に酸変性ポリプロピレンを２
０μｍの厚さに押出製膜した。シーラントのラミネート
の際、架橋ＲＰＰをラミネート面とした。電池本体を、
パウチに挿入しヒートシールにより密封シールして検体
実施例２を得た。［実施例３］アルミニウム２０μｍの両面に化成処理を
施し、化成処理した一方の面に延伸ポリエステルフィル
ム１２μｍをドライラミネート法により貼り合わせ、次
に、化成処理したアルミニウムの他の面に、酸変性ポリ
エチレンのエマルジョンを塗布乾燥し（乾燥膜厚５μ
ｍ）、さらに、１９５℃の温度で焼付けした後、シーラ
ントフィルムを熱ラミネート法により貼り合わせた。得
られた積層体を用いて、パウチを形成した。シーラント
フィルムの構成は、ゲル分率３０％のＭＤＰＥ３０μｍ
の片面に酸変性ポリエチレン２０μｍを押出し製膜し
た。熱ラミネートの際、ＭＤＰＥの面を貼り合わせ面と
した。電池本体を、パウチに挿入しヒートシールにより
密封シールして検体実施例３を得た。［実施例４］アルミニウム２０μｍの両面に化成処理を
施し、化成処理した一方の面に延伸ポリエステルフィル
ム１２μｍをドライラミネート法により貼り合わせ、次
に、化成処理したアルミニウムの他の面に、酸変性ポリ
プロピレンのエマルジョンを塗布乾燥し（乾燥膜厚３μ
ｍ）、さらに、１９５℃の温度で焼付けした後、シーラ
ントを熱ラミネート法により貼り合わせた。得られた積
層体によりパウチを形成した。なお、シーラントの構成
は、ＲＰＰに、エチレン成分量が１５％になるように、
ＥＰ：ＥＢ：ＢＰ＝４：２：４の割合の樹脂をブレンド
した樹脂を３０μｍの厚さに製膜しゲル分率７５％にな
るように電子線照射により架橋した。その片面に酸変性
ポリプロピレン樹脂２０μｍを押出し製膜した。［実施例５］アルミニウム４０μｍの両面に化成処理を
施し、化成処理した一方の面に延伸ナイロンフィルム２
５μｍをドライラミネート法により貼り合わせ、次に、
化成処理したアルミニウムの他の面に、シーラントをド
ライラミネート法により貼り合わせた。得られた積層体
をトレイに成形し、成形しない積層体を蓋体とした。シ
ーラント層は、ゲル分率が４２％になるように架橋され
たＬＬＤＰＥフィルム５０μｍに酸変性ポリエチレンを
押出製膜した。シーラントのラミネートの際、ＬＬＤＰ
Ｅ層をラミネート面とした。電池本体を、成形トレイ内
に載置し、蓋体を被覆してその周縁をヒートシールによ
り密封シールして検体実施例５を得た。［実施例６］アルミニウム４０μｍの両面に化成処理を
施し、化成処理した一方の面に延伸ナイロンフィルム２
５μｍをドライラミネート法により貼り合わせ、次に、
化成処理したアルミニウムの他の面に、シーラントフィ
ルム５０μｍをドライラミネートした。得られた積層体
をトレイに成形し、成形しない積層体を蓋体とした。シ
ーラントフィルムは、ＲＰＰにエチレン成分量が９％に
なるように、ＥＢをブレンドした樹脂を３０μｍの厚さ
に製膜し、ゲル分率が０．８％になるように架橋した
後、その片面に酸変性ポリプロピレン樹脂を２０μｍの
厚さに押出製膜した。シーラントのラミネートの際、Ｒ
ＰＰ層をラミネート面とした。電池本体を、成形トレイ
内に載置し、蓋体を被覆してその周縁をヒートシールに
より密封シールして検体実施例６を得た。

【００３４】［比較例１］アルミニウム２０μｍの両面
に化成処理を施し、化成処理した一方の面に延伸ポリエ
ステルフィルム１２μｍをドライラミネート法により貼
り合わせ、次に、化成処理したアルミニウムの他の面
に、シーラントをドライラミネート法により貼り合わせ
た。得られた積層体を用いてパウチを形成した。シーラ
ントは、ＬＤＰＥフィルム３０μｍの片面に酸変性ポリ
エチレン（不飽和カルボン酸グラフトポリエチレン）を
２０μｍの厚さに押出製膜した。ドライラミネートの
際、架橋ＬＤＰＥ層をラミネート面とした。電池本体
を、パウチに挿入しヒートシールにより密封シールして
検体比較例１を得た。［比較例２］アルミニウム２０μｍの両面に化成処理を
施し、化成処理した一方の面に延伸ポリエステルフィル
ム１２μｍをドライラミネート法により貼り合わせ、次
に、化成処理したアルミニウムの他の面に、シーラント
をドライラミネート法により貼り合わせた。得られた積
層体を用いてパウチを形成した。シーラント層は、ＲＰ
Ｐ３０μｍの厚さのフィルムの片面に酸変性ポリプロピ
レンを２０の厚さに押出製膜した。シーラントのラミネ
ートの際、架橋ＲＰＰをラミネート面とした。電池本体
を、パウチに挿入しヒートシールにより密封シールして
検体比較例２を得た。［比較例３］アルミニウム４０μｍの両面に化成処理を
施し、化成処理した一方の面に延伸ナイロンフィルム２
５μｍをドライラミネート法により貼り合わせ、次に、
化成処理したアルミニウムの他の面に、接着樹脂である
酸変性ポリプロピレン樹脂押出し、シーラントをサンド
イッチラミネートした。得られた積層体を用いてトレイ
を成形し、成形しない積層体を蓋体とした。シーラント
は、ＬＬＤＰＥ３０μｍと酸変性ポリエチレン２０μｍ
とを共押出し製膜した。サンドイッチラミネートの際、
ＬＬＤＰＥ面をラミネート面として積層した。電池本体
を、成形トレイ内に載置し、蓋体を被覆してその周縁を
ヒートシールにより密封シールして検体比較例３を得
た。［比較例４］アルミニウム４０μｍの一方の面に延伸ナ
イロンフィルム２５μｍをドライラミネート法により貼
り合わせ、次に、アルミニウムの他の面に酸変性ポリプ
ロピレン樹脂を接着樹脂として１５μｍの厚さに押出
し、シーラントをサンドイッチラミネートし、積層体を
接着樹脂の軟化点以上に加熱した。得られた積層体を用
いてトレイを成形し、成形しない積層体を蓋体とした。
シーラントは、ＲＰＰ３０μｍと酸変性ポリプロピレン
２０μｍとを共押出し製膜した。サンドイッチラミネー
トの際、ＲＰＰをラミネート面とした。電池本体を、成
形トレイ内に載置し、蓋体を被覆してその周縁をヒート
シールにより密封シールして検体比較例４を得た。

【００３５】＜評価方法＞（１）リード線と外装体のバリア層との短絡の有無リード線部と外装体とのショート状態とを、リード線部
のヒートシール部を断裁し、断面写真により確認し、リ
ード線と外装体のバリア層とのショートのおそれのある
ものについては、テスターによって接触を確認し、断面
写真によって、リード線と外装体のバリア層との間に皮
膜が見られないものをショート寸前とし、その内でテス
ターによりショートが確認された検体をショート数とし
た。２）漏れとデラミネーションの確認ヒートシール品を８０℃、２４時間保存し、リード線部
からの内容物のもれ及び積層体の内容物側のデラミネー
ション（以下デラミ）を確認した。内容物：電解液１ＭＬｉＰＦ₆となるようにしたエチ
レンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカ
ーボネート（１：１：１）の混合液、３ｇ。

【００３６】＜結果＞実施例１〜実施例６はいずれも、
各ヒートシール条件においてリード線部でのショート及
び内容物の漏れは皆無であった。また、デラミもなかっ
た。比較例１においては、５００検体中４検体において
ショート寸前であり、実際にショートしたのは２検体で
あった。また、漏れはなかった。比較例２においては、
５００検体中１２検体においてショート寸前であり、実
際にショートしたのは６検体であった。また、漏れはな
かった。比較例３においては、５００検体中１５検体に
おいてショートし、また、漏れはなかった。アルミニウ
ムと接着樹脂層との間で５００検体中２００にデラミが
認められた。比較例４においては、５００検体中１５検
体においてショート寸前であり、実際にショートしたの
は１２検体であった。また、漏れはなかったが、５００
検体中１９０検体に、アルミニウムと接着樹脂層との間
でデラミが発生していた。

【００３７】

【発明の効果】本発明の電池用包装材料の、シーラント
層が多層から構成される積層体からなり、多層シーラン
ト層の最内層が酸変性ポリオレフィンであり、該酸変性
ポリオレフィンとアルミニウムとの間に少なくともゲル
分率が０．５％〜８０％となるように架橋処理されたポ
リオレフィン層を含むことによって、外装体のパウチま
たはエンボス成形部に電池本体を収納しその周縁をヒー
トシールして密封する際、架橋されたシーラント層が絶
縁層として機能するため、外装体のバリア層とリード線
とが接触（ショート）するおそれがなくなった。また、
外装体のアルミニウムの両面に施した化成処理によっ
て、エンボス成形時、及びヒートシール時の基材層とア
ルミニウムとの間でのデラミネーションの発生を防止す
ることができ、また、シーラント層を、ドライラミネー
ト法、熱ラミネート法、サンドイッチラミネート法また
は共押出ラミネート法により形成した場合に、積層体の
形成時の加熱、または積層体形成後の加熱によって、電
池の電解質と水分との反応により発生するフッ化水素に
よるアルミニウム面の腐食を防止できることにより、ア
ルミニウムとの内容物側の層とのデラミネーションをも
防止できる外装体である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電池用包装材料を説明する図で、
（ａ）層構成を示した電池用包装材料、リード線用フィ
ルム、リード線のそれぞれの位置関係を示す断面図、
（ｂ）リード線部での、ヒートシール前のリード線とリ
ード線用フィルムと外装体とが接した状態を説明する断
面図、（ｃ）はヒートシール後のリード線部の模式断面
図である。（ｄ）、（ｅ）および（ｆ）は、別のシーラ
ント構成からなる電池用包装材料を用いた場合の同様の
説明図である。

【図２】電池の外装体を形成する積層体の層構成例を示
す断面図である。

【図３】電池のパウチタイプの外装体を説明する斜視図
である。

【図４】電池のエンボスタイプの外装体を説明する斜視
図である。

【図５】エンボスタイプにおける成形を説明する、
（ａ）斜視図、（ｂ）エンボス成形された外装体本体、
（ｃ）Ｘ₂−Ｘ₂部断面図、（ｄ）Ｙ₁部拡大図である。

【図６】電池用包装材料とリード線との接着におけるリ
ード線用フィルムの装着方法を説明する図である。

【図７】従来のリード線用フィルムを用いてバリア層と
リード線とがショートした状態を示す断面図である。

【符号の説明】

Ｓリード線とバリア層とのショート部Ｈヒートシール熱板１電池２電池本体３セル（蓄電部）４リード線（電極）５外装体６リード線用フィルム７凹部８側壁部９シール部１０積層体（電池用包装材料）１１基材層１２アルミニウム（バリア層）１３接着層１３ｄドライラミネート層１３ｈ酸変性ポリオレフィンの焼付層１３ｅ酸変性ポリオレフィンの押出層１４シーラント層Ｓ１シーラント層の外層Ｓ２シーラント層の中間層Ｓ３シーラント層の内層１５化成処理層１６基材側ドライラミネート層２０プレス成形部２１オス型２２メス型２３キャビティ

フロントページの続き (72)発明者奥下正隆東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号大日本印刷株式会社内Ｆターム(参考） 5H011 AA03 CC02 CC06 CC10 DD03 DD09 DD13 DD14 DD23 EE04 FF04 GG08 HH02 HH13 KK02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電池本体を挿入し周縁部をヒートシールに
より密封する電池の外装体を形成する包装材料であっ
て、少なくとも基材層、接着層１、アルミニウム、化成
処理層、接着層２、多層シーラント層から構成される積
層体からなり、多層シーラント層の最内層が酸変性ポリ
オレフィンであり、該酸変性ポリオレフィンとアルミニ
ウムとの間に少なくともゲル分率が０．５％〜８０％と
なるように架橋処理されたポリオレフィン層を含むこと
を特徴とする包装材料。
【請求項２】積層体が基材層、接着層１、化成処理層
１、アルミニウム、化成処理層２、接着層２、多層シー
ラント層から構成されることを特徴とする請求項１に記
載した電池用包装材料。
【請求項３】ポリオレフィンがポリプロピレンであるこ
とを特徴とする請求項１または請求項２に記載した電池
用包装材料。
【請求項４】ポリオレフィンがポリエチレンであること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載した電池用
包装材料。
【請求項５】前記接着層１、接着層２がドライラミネー
ト法により形成されたことを特徴とする接着層１〜請求
項４のいずれかに記載の電池用包装材料。
【請求項６】少なくとも、前記接着層２が酸変性ポリオ
レフィンの塗布焼付け層であることを特徴とする接着層
１〜請求項４のいずれかに記載の電池用包装材料。
【請求項７】少なくとも、前記接着層２が酸変性ポリオ
レフィンの押出層であることを特徴とする接着層１〜請
求項４のいずれかに記載の電池用包装材料。
【請求項８】電池の外装体と電池本体のリード線部との
間に接着性フィルムを介在させることを特徴とする請求
項１〜請求項７のいずれかに記載の電池用包装材料。
【請求項９】請求項１〜請求項８のいずれかに記載の電
池用包装材料からなる電池の外装体に電池本体を挿入し
て周縁をヒートシールして密封したことを特徴とする電
池。