JPH11185718A - 電池用外装体 - Google Patents

電池用外装体

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JPH11185718A
JPH11185718A JP9348127A JP34812797A JPH11185718A JP H11185718 A JPH11185718 A JP H11185718A JP 9348127 A JP9348127 A JP 9348127A JP 34812797 A JP34812797 A JP 34812797A JP H11185718 A JPH11185718 A JP H11185718A
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JP
Japan
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battery
layer
metal foil
sealing material
heat welding
Prior art date
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Pending
Application number
JP9348127A
Other languages
English (en)
Inventor
Yohei Kageyama
陽平 蔭山
Junji Yotsuyanagi
淳二 四ツ柳
Motoyuki Hirata
元之 平田
Manabu Nakamura
学 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Laminated Bodies (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐電解質液性及び長期保存特性に優れた電池
用外装体を提供する。 【解決手段】 中間層が金属箔層からなり、内外層がポ
リオレフィン層である少なくとも3層の積層フィルムか
らなり、該積層フィルムは重ね合わせ部ができるように
3つ折りの封筒状に加工され、該重ね合わせ部の熱溶着
により端面の金属箔層がポリオレフィン層により被覆さ
れ、かつ、上部及び底部は端部を覆う封止材が装着され
て熱溶着により密封されたことを特徴とする電池用外装
体である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐電解質液性及び
密封性に優れ、長期間安定性が良好なフィルム状の電池
用外装体に関する。
【0002】
【従来の技術】携帯電話に代表される電子・情報機器の
小型化、軽量化、薄型化に伴い、電池開発も同様の傾向
にある。このため、高分子固体電解質を利用したフィル
ム状の薄い電池が次世代電池の1つとして注目を集めて
いる。従来、電池用外装体としては、ステンレス鋼等の
金属板を加工した金属缶が使用されてきたが、薄型化に
伴い密封工程が著しく煩雑になったり、必要以上の厚み
の金属シートを使用するため、電池の重量の増加や製造
コスト上昇の原因となっていた。このため、フィルム状
電池の外装体には、アルミ等の金属箔とポリオレフィン
から構成される多層ラミネート材で電池内容物を包装
し、その周縁部を熱溶着して密封する方法が採用される
ようになってきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記外
装体は、長期間保存すると外部より滲入した微量の水分
が電解質液等の電池内容物と反応してフッ酸等が発生す
る。このフッ酸等は、金属箔とポリオレフィンの界面に
著しいデラミ(層間剥離)を誘発し、進入した電池内容
物が金属箔を腐食するものが多い。これは特に電池内容
物を挿入後の密封シール時に電解質液を夾雑した場合に
顕著である。更に通常の熱溶着では電極端子部分を中心
に完全な密封性を得ることが困難である。したがって、
従来の多層ラミネート材では、長期に亘る安定した電池
性能を維持できないという問題があった。本発明は、か
かる状況に鑑みてなされたものであり、水分の滲入を防
止することによりフッ酸等の腐食性物質の発生を抑制
し、長期保存性に優れた密閉型非水電解質電池、特にリ
チウム電池、リチウムイオン2次電池等の外装体を提供
することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意研究
を重ねた結果、特定の封止方法により上記目的を達成し
うることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成
するに至った。すなわち、本発明は、中間層が金属箔層
からなり、内外層がポリオレフィン層である少なくとも
3層の積層フィルムからなり、該積層フィルムは重ね合
わせ部ができるように3つ折りの封筒状に加工され、該
重ね合わせ部の熱溶着により端面の金属箔層がポリオレ
フィン層により被覆され、かつ、上部及び底部は端部を
覆う封止材が装着されて熱溶着により密封されたことを
特徴とする電池用外装体を提供するものである。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明の外装体の内外層に用いる
ポリオレフィン層としては、特に限定されるものはな
く、熱溶着が可能な樹脂であればいずれも使用できる。
具体的には、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレ
ン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げ
られ、これらの混合物であってもよい。更には、これら
の延伸フィルムを用いることもできる。これらの中で
も、熱溶着性等の観点からポリプロピレンが好適であ
る。また、内層の厚みは、密封性の点から、積層フィル
ムの全厚みの10〜50%であることが好ましい。ポリ
オレフィンには、所望により樹脂加工分野において一般
に用いられている受酸剤、酸化防止剤、紫外線防止剤、
滑剤等の添加剤を配合してもよい。
【0006】本発明における中間層である金属箔層とし
ては、アルミ、ステンレス等が挙げられる。これらの中
でも、軽量化の点から特にアルミが好ましい。金属箔層
の厚みは一般に5〜200μm であり、特に10〜50
μm が好適である。
【0007】本発明においては、金属箔層のピンホール
あるいはクラックによる性能低下を予防するため、金属
箔の内層側にガスバリア樹脂を更に設けておくことが好
ましい。該ガスバリア樹脂としては、例えば、金属酸化
物薄膜蒸着ポリエステル、ポリビニルアルコール、エチ
レン−ビニルアルコール共重合体、ポリ塩化ビニリデ
ン、ポリフッ化ビニリデン、ポリアミド等が挙げられ
る。これらの中でも酸化アルミ蒸着ポリエステルが好適
に用いられる。
【0008】本発明における積層フィルムは、上記各層
を接着性樹脂あるいは接着剤を用いてラミネートするこ
とにより得ることができる。接着性樹脂としては、ポリ
オレフィンの場合には、不飽和カルボン酸無水物を共重
合もしくはグラフト重合して得られる酸無水物変性ポリ
オレフィンが好ましい。原料となるポリオレフィンとし
ては、エチレン、プロピレン、ブテン−1、ペンテン−
1、ヘキセン−1等のα−オレフィンの単独重合体もし
くはこれらα−オレフィンの2種以上の共重合体等が挙
げられる。ここで共重合体にはランダムまたはブロック
の共重合体が含まれる。またこれらの酸無水物変性ポリ
オレフィンは2種以上を併用してもよい。本発明に用い
る不飽和カルボン酸無水物としては、無水マレイン酸、
無水フタル酸、無水イタコン酸、無水エンディック酸等
が挙げられる。特に接着性の観点よりポリエチレンある
いはポリプロピレンに無水マレイン酸0.001〜10
重量%をグラフト重合した接着性樹脂が好適である。本
発明の酸無水物変性ポリオレフィンの製造方法として
は、公知の各種の方法を採用できる。例えば、前記ポリ
オレフィンに不飽和カルボン酸無水物及び有機過酸化物
等の反応開始剤を添加し、溶融混練する方法が挙げられ
る。
【0009】また、接着剤としては、一般に合成樹脂フ
ィルム及び金属箔を対象とした、各種ラミネート用途に
使用される一液あるいは二液反応型の接着剤などを用い
ることができ、特に主剤にポリエステル系樹脂、硬化剤
にポリイソシアネートを有機溶剤に溶解、分散させたも
のが好適である。
【0010】フィルムの積層方法としては、一般的なラ
ミネート成形で行うことができる。すなわち、層間に接
着性樹脂を用いる場合は押出ラミネート成形、層間に接
着剤を用いる場合はドライラミネート成形により得るこ
とができる。
【0011】本発明の外装体は、上記積層フィルムを重
ね合わせ部ができるように3つ折りの封筒状に加工さ
れ、該重ね合わせ部(背貼り)は熱溶着により端面の金
属箔層がポリオレフィン層により被覆され、かつ、電池
内容物の挿入部を除く他端部を端部を覆う封止材を装着
し、熱溶着によりシールすることにより得られる。さら
に、上記挿入部から電池内容物を挿入した後、挿入部は
上記と同様に封止材を装着し熱溶着して密封される。熱
溶着の方法としては、一般の合成樹脂フィルムで用いら
れるインパルス方式、熱板方式、高周波誘導加熱方式、
超音波誘導加熱方式等を用いることができるが、なかで
も高周波誘導加熱方式は外層を冷却しながら金属箔自体
を加熱できる利点があり好適に用いられる。特に、背貼
りの重なり部は、金属箔層の端面がポリオレフィン層に
より被覆されることが必要であるから、高周波誘導加熱
方式が好ましい。
【0012】上記端部を覆う封止材を装着する方法とし
ては、具体的には、あらかじめ積層フィルムに折り返し
しろを設けておいて、これを折り曲げて封止材にする方
法、あるいは他部材により端部を狭着する方法などが挙
げられる。他部材としては、例えば、厚みが0.1〜5
mm、好ましくは0.2〜2.5mmであるポリオレフ
ィンと熱溶着可能な樹脂フィルムあるいはシートが挙げ
られる。その形状としては、肉厚シートを2つ折りにし
たもの、肉厚シート面に溝加工を施したもの、肉厚シー
ト面にシール部が挿入可能な凹部を穿設したもの等が好
適である。
【0013】
【実施例】次に、実施例により更に詳しく説明するが、
本発明はこれらの実施例により限定されるものではな
い。なお、各種特性の測定方法を以下に述べる。 (1)耐デラミ特性 外寸が9cm×4cmである角形封筒状の外装体を作製
し、その内部に電解質液(炭酸エチレン及び炭酸ジエチ
ルの等重量混合溶液1kgに対して、6フッ化リン酸リ
チウムを1mol溶解させたもの)を3ml充填し、開
口部に電極端子を挿入夾雑させた後、熱溶着により密封
した試料を、温度60℃、相対湿度90%のオーブン中
に70日間静置後、金属箔とバリア性樹脂層間の剥離強
度をJIS−高周波誘導加熱方式により熱溶着され、K
1707に準拠し測定した。 (2)電解質液揮散量 上記外装体に上記電解質液を0.5ml充填し、開口部
に電極端子を挿入夾雑させた後、熱溶着により密封した
試料を、温度60℃、相対湿度90%のオーブン中に7
0日間静置後の減少重量を揮散量とした。 (3)増加水分量 外寸が9cm×4cmである角形封筒状の外装体を作製
し、その内部に電解質液(炭酸エチレン及び炭酸ジエチ
ルの等重量混合溶液1kgに対して、過塩素酸リチウム
を1mol溶解させたもの)を1.5ml充填し、開口
部に電極端子を挿入夾雑させた後、熱溶着により密封し
た試料を、温度60℃、相対湿度90%のオーブン中に
70日間静置後、電解質液の水分量をカールフィッシャ
ー法により測定し、増加量を求めた。
【0014】実施例1 外層ポリオレフィンとして厚み30μmのポリプロピレ
ンフィルム(昭和電工プラスチックプロダクツ社製、シ
ヨウレックスアロマーZP)、金属箔層として厚み15
μmのアルミ箔(昭和アルミニウム社製、一般箔AIN
30H−0)、及び内層ポリオレフィンとして厚み60
μmのポリプロピレン(昭和電工プラスチックプロダク
ツ社製、シヨウレックスアロマーU)を用い、これらの
フィルムを金属箔層を中間層としてドライラミネート成
形により積層フィルムを得た。尚、積層フィルムの各層
間の接着には、ドライラミネート用接着剤(東洋モート
ン社製、AD−506S)を用いた。得られた積層フィ
ルムを所望の寸法となるよう裁断し、内層側を内側に折
り曲げ、長手方向を重ね合わせ高周波誘導加熱方式のヒ
ートシール装置を用いて内側及び外側の重なり端部を中
心に合計2か所の熱溶着を行った。次いで、一方の開口
端部を封止材として同じ積層フィルム(大きさ:44×
10mm)を長手方向に2つ折りにして狭着し、熱溶着
でシールして封筒状の外装体を作製した。他方の開口部
から所定の電解質液を充填した後、電極端子として幅5
mm、長さ30mm、厚み50μm のアルミ箔片(熱溶
着部両面を厚み20μmの接着性樹脂{日本ポリオレフ
ィン社製、アドテックスER321P}でインパルスシ
ールしたもの)を開口部に挿入夾雑させて、上記と同様
熱溶着により密封した。熱溶着の条件は、幅5mmのシ
ール板を用いて、出力電流11アンペア、加熱時間0.
6秒、冷却時間5.0秒で行った。得られた外装体を用
いて耐デラミ特性、電解質液揮散量及び増加水分量を測
定した。
【0015】実施例2 封止材として厚み1mmのポリプロピレン(日本ポリオ
レフィン社製、ジェイアロマーFG464)シートを用
いた以外は実施例1と同様にして作製し、特性評価を行
った。
【0016】実施例3 幅5mmののり代を用いた以外は実施例1と同様にして
作製し、特性評価を行った。
【0017】実施例4 金属箔層の内面側に厚み12μmの酸化アルミ蒸着ポリ
エステルフィルム(東洋メタライジング社製、BARR
IALOX VM−PET1011HG)を積層した以
外は実施例1と同様にして作製し、特性評価を行った。
【0018】実施例5 封止材として実施例2のポリプロピレンシートを用いた
以外は実施例4と同様にして作製し、特性評価を行っ
た。
【0019】実施例6 封止材として5mmののり代を用いた以外は実施例4と
同様にして作製し、特性評価を行った。
【0020】比較例1 封止材を用いなかった以外は実施例1と同様に作製し、
特性評価を行った。
【0021】比較例2 封止材を用いなかった以外は実施例4と同様に行った。
以上の結果を表1に示す。
【0022】
【表1】
【0023】
【発明の効果】本発明の電池用外装体は、耐電解質液性
及び長期保存特性に優れるので密閉型非水電解質電池、
特にリチウム電池、リチウムイオン2次電池等に有用で
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 学 神奈川県川崎市川崎区千鳥町3番2号 昭 和電工株式会社川崎樹脂研究所内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中間層が金属箔層からなり、内外層がポ
    リオレフィン層である少なくとも3層の積層フィルムか
    らなり、該積層フィルムは重ね合わせ部ができるように
    3つ折りの封筒状に加工され、該重ね合わせ部の熱溶着
    により端面の金属箔層がポリオレフィン層により被覆さ
    れ、かつ、上部及び底部は端部を覆う封止材が装着され
    て熱溶着により密封されたことを特徴とする電池用外装
    体。
  2. 【請求項2】 封止材が積層フィルム自体の折り返しし
    ろである請求項1記載の電池用外装体。
  3. 【請求項3】 封止材が他部材であり、かつ、袋端部を
    狭着してなる請求項1記載の電池用外装体。
  4. 【請求項4】 中間層が金属箔外層とガスバリア樹脂内
    層からなることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1
    項に記載の電池用外装体。
  5. 【請求項5】 熱溶着が高周波誘導加熱方式であること
    を特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の電池
    用外装体。
JP9348127A 1997-12-17 1997-12-17 電池用外装体 Pending JPH11185718A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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