JP6281176B2 - 電極端子およびその製造方法ならびに電池パック - Google Patents

Description

本発明は、加熱時の形状安定性と接着性に優れ、絶縁性も確保できる二次電池用金属端子被覆樹脂フィルムを備えた電極端子およびその製造方法ならびにその電極端子を用いた電池パックに関する。

従来のニッケル水素、鉛蓄電池といった水系電池は、水の電気分解電圧による制約からセル単位の電圧は１．２Ｖ程度が限界であった。しかし昨今は、携帯機器の小型化や自然発電エネルギーの有効活用が必要とされており、より高い電圧が得られエネルギー密度が高いリチウムイオン電池の必要性が増してきている。このようなリチウムイオン電池に用いられる包装材として、従来は金属製の缶が用いられてきたが、製品の薄型化や多様化の要求に対し、低コストで対応できるアルミニウム箔に樹脂フィルムを積層したものを袋状にしたラミネート包装材が用いられるようになってきた。

二次電池用ラミネート包装材（以下、包装材）１０は、金属箔と樹脂とで構成された積層体である。この包装材１０は、図１に示すよう、一般には内層から順に内層樹脂層１１、内層側接着剤層１２、腐食防止処理層１３、バリア層１４、腐食防止処理層１３、外層側接着剤層１５、外層１６の構成となっている。バリア層１４にはアルミニウムやステンレス鋼などが用いられ、外層１６はナイロンやＰＥＴ（ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅＴｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ）などの単膜または多層膜が用いられている。

このような包装材１０で構成されるリチウムイオン電池から電力を供給するために、タブと呼ばれる電極端子が必要となる。図３（ａ）、（ｂ）には、タブ２０の構造を模式的に示す断面図が示されている。このタブ２０は、金属端子（以下、「リード」ともいう。）２７と、金属端子被覆樹脂フィルム（以下、「シーラント」ともいう。）２４とから構成される。

正極のリード２７にはアルミニウムが用いられ、その表面には腐食防止表面処理がされていることが多い。なお、この腐食防止表面処理をした場合には、リード２７の表面に耐腐食保護層２５が形成される。一方、負極のリード２７にはニッケルあるいは銅が用いられている。
シーラント２４には単層または多層の樹脂フィルムが一般的に用いられる。図２に３層構成のシーラント２４の一例を示す。シーラント２４は、リード２７と包装材１０の間に配置される部材であるため、主に以下の３つの性能が求められる。

１つ目は、リード２７と内層樹脂（内層樹脂層１１を形成する樹脂）双方との接着性を有することである。リード２７との密着については、シーラント２４に用いられるポリオレフィン樹脂であるポリプロピレンやポリエチレンを酸変性させ、極性基を導入することで、密着性を向上させている。
また、図３（ｂ）のＸに示すように、リード２７にシーラント２４を融着させる際にリード２７の端部２７ａを溶融したシーラント樹脂が充填することが必要である。充填が不十分の場合、リード２７とシーラント２４が密着されず、電池作製時に液漏れや剥離が発生してしまう可能性がある。リード端部２７ａへのシーラント２４の充填性を向上させるためには、シーラント樹脂のＭＦＲ（Ｍｅｌｔ Ｆｌｏｗ Ｒａｔｅ、メルトフローレート）を大きくし、融着時にシーラント樹脂を流れ易くすることが重要である。上述の内層樹脂には一般的にポリプロピレンやポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂が用いられるため、上述のシーラント樹脂にもポリオレフィン系樹脂を用いることで、良好な密着性を得ることができる。

２つ目は、絶縁性の確保である。リード２７は、電池からの電流取り出し端子であるので、他の部材との絶縁性を維持する必要がある。タブ部材おいて最も絶縁性が懸念される部分は図３（ｂ）のＹに示すように、リード２７の肩部２７ｂである。リード肩部２７ｂは、リード２７にバリ等が有った場合にシーラント２４を突き破る可能性があり、リード２７とシーラント２４との融着の際に圧力・温度条件が強すぎる場合にはシーラント２４の膜厚が薄くなりすぎる可能性がある。よって、この部分（つまり、リード肩部２７ｂ）のシーラント樹脂の膜厚が、最も薄くなり易いため、絶縁性が低下し易い。上記を解決するためにはＭＦＲの低い樹脂を用いて、融着時に樹脂が流れ難くする必要がある。

３つ目は、シーラント２４の形状維持性である。図３（ｂ）のＺに示すように、タブ２０にはシーラント樹脂のみで構成される部分がある。この部分は、融着時の加熱・冷却条件によっては、うねり・たわみを生じてしまったり、融着後に自重で下方に向かって垂れて（変形したままで硬化して）しまったりする。

上記の特性を得るため、特許文献１、２ではＭＦＲの異なる層を用いた３層構成が提案されている。融着時に樹脂が流れ易い高流動層と、樹脂が流れ難い低流動層とを積層することで、リード端部２７ａへの樹脂のまわり込み性、リード肩部２７ｂの膜厚を維持することでの絶縁性の両立を行おうとしている。しかしながら、車載や蓄電等に代表されるような大型容量電池の用途では、リード２７の厚みが増加する傾向にあり、シーラント２４の充填性へ要求は厳しくなってきている。また、これらの大型電池については、電池容量が大きいため、絶縁性についても要求が厳しくなっており、特許文献１、２のような構成では、性能が不十分となっていた。

特許第４４９８６３９号公報 特許第４９９３０５４号公報

そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、リード端部の充填性、密着性、絶縁性、シーラントの形状維持性を確保できる、総合的に性能の優れた二次電池用金属端子被覆樹脂フィルムを備えた電極端子の提供を目的とする。

上記課題を解決するための本発明の一態様は、二次電池の正極または負極に接続される金属端子を被覆する積層された二次電池用金属端子被覆樹脂フィルムであって、前記樹脂フィルムを構成する少なくとも１層の樹脂のメルトフローレートを０．１ｇ／１０ｍｉｎ以上２．５ｇ／１０ｍｉｎ以下の範囲内としたことを特徴とする二次電池用金属端子被覆樹脂フィルムである。
上記二次電池用金属端子被覆樹脂フィルムであれば、ＭＦＲが０．１ｇ／１０ｍｉｎ以上２．５ｇ／１０ｍｉｎ以下の範囲内である層を少なくとも１層は備えているので、融着時に樹脂が流れ難く、絶縁性を維持することが可能となる。

また、本発明の別の態様は、二次電池の正極または負極に接続される金属端子を被覆する積層された二次電池用金属端子被覆樹脂フィルムであって、前記樹脂フィルムを３層構成とし、該樹脂フィルムの中間層をコア層、その他の層をスキン層とした時、前記コア層と前記スキン層とのメルトフローレートの差を５ｇ／１０ｍｉｎ以上３０ｇ／１０ｍｉｎ以下の範囲内としたことを特徴とする二次電池用金属端子被覆樹脂フィルムである。
上記二次電池用金属端子被覆樹脂フィルムであれば、コア層とスキン層とのＭＦＲ差が５ｇ／１０ｍｉｎ以上３０ｇ／１０ｍｉｎ以下の範囲内であるので、コア層とスキン層の役割を明確にし、コア層による絶縁性の確保、スキン層による樹脂の回り込み性を確保することが可能となる。

また、本発明の別の態様は、二次電池の正極または負極に接続される金属端子を被覆する積層された二次電池用金属端子被覆樹脂フィルムであって、前記樹脂フィルムを３層構成とし、該樹脂フィルムの中間層をコア層、その他の層をスキン層とした時、前記コア層の膜厚を２０μｍ以上２００μｍ以下の範囲内としたことを特徴とする二次電池用金属端子被覆樹脂フィルムである。
上記二次電池用金属端子被覆樹脂フィルムであれば、コア層の厚みが２０μｍ以上あるので、融着時にヒートシールなどで加熱された場合であっても絶縁性を確保することが可能となる。また、コア層の厚みが２００μｍ以下であるので、膜厚制御が比較的容易となるとともに、樹脂量が増えることもなくコストの高騰を防止することが可能となる。

また、上記の二次電池用金属端子被覆樹脂フィルムにおいて、前記樹脂フィルムのスキン層の少なくとも１層を酸変性させたポリオレフィン樹脂としたこととしてもよい。
上記二次電池用金属端子被覆樹脂フィルムであれば、スキン層の少なくとも１層に酸変性ポリオレフィンの層を有しているので、金属端子や他の樹脂への密着性を向上させることが可能となる。

また、上記の二次電池用金属端子被覆樹脂フィルムにおいて、前記樹脂フィルムを構成する少なくとも１層の樹脂のメルトフローレートを０．１ｇ／１０ｍｉｎ以上２．５ｇ／１０ｍｉｎ以下の範囲内としたこととしてもよい。
上記二次電池用金属端子被覆樹脂フィルムであれば、ＭＦＲが０．１ｇ／１０ｍｉｎ以上２．５ｇ／１０ｍｉｎ以下の範囲内である層を少なくとも１層は備えているので、融着時に樹脂が流れ難く、絶縁性を維持することが可能となる。

また、上記の二次電池用金属端子被覆樹脂フィルムにおいて、前記コア層と前記スキン層とのメルトフローレートの差を５ｇ／１０ｍｉｎ以上３０ｇ／１０ｍｉｎ以下の範囲内としたこととしてもよい。
上記二次電池用金属端子被覆樹脂フィルムであれば、コア層とスキン層とのＭＦＲ差が５ｇ／１０ｍｉｎ以上３０ｇ／１０ｍｉｎ以下の範囲内であるので、コア層とスキン層の役割を明確にし、コア層による絶縁性の確保、スキン層による樹脂の回り込み性を確保することが可能となる。

また、上記の二次電池用金属端子被覆樹脂フィルムにおいて、前記樹脂フィルムを３層構成とし、該樹脂フィルムの中間層をコア層、その他の層をスキン層とした時、前記コア層の膜厚を２０μｍ以上２００μｍ以下の範囲内としたこととしてもよい。
上記二次電池用金属端子被覆樹脂フィルムであれば、コア層の厚みが２０μｍ以上あるので、融着時にヒートシールなどで加熱された場合であっても絶縁性を確保することが可能となる。また、コア層の厚みが２００μｍ以下であるので、膜厚制御が比較的容易になるとともに、樹脂量が増えることもなくコストの高騰を防止することが可能となる。

また、本発明の別の態様は、上記構成の二次電池用金属端子被覆樹脂フィルムを備えたことを特徴とする電池パックである。
上記電池パックであれば、上記構成の二次電池用金属端子被覆樹脂フィルムを備えているので、絶縁性・密着性に優れた電池パックを作製することができる。

また、本発明の別の態様は、上記構成の二次電池用金属端子被覆樹脂フィルムをインフレーション成型により製造することを特徴とする二次電池用金属端子被覆樹脂フィルムの製造方法である。
上記製造方法であれば、ＭＦＲが低い樹脂でも押し出し可能なインフレーション成型法を用いることで、二次電池用金属端子被覆樹脂フィルムを安定的に作製することが可能となる。

本発明によれば、リード端部の充填性、密着性、絶縁性、シーラントの形状維持性を確保でき、総合的に性能の優れた二次電池用金属端子被覆樹脂フィルムを備えた電極端子を提供することができる。

リチウムイオン電池用ラミネート包装材の構造を模式的に示す断面図である。 ３層タブシーラントの構造を模式的に示す断面図である。 （ａ）はタブの一般的な構造を模式的に示す断面図、（ｂ）はタブの詳細な構造を模式的に示す断面図である。

以下、本発明の実施形態に係るタブ２０について詳細に説明する。図３（ａ）、（ｂ）は、タブ２０の一例を示す断面図である。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、タブ２０は、３層構成のシーラント２４とリード金属層２６とが耐腐食保護層２５を介して接着されている。ここで、リード金属層２６と耐腐食保護層２５とを含んだ部材をリード２７と呼ぶ。シーラント２４は、リード２７から遠い方からシーラントスキン層（以下、単に「スキン層」ともいう。）２１、シーラントコア層（以下、単に「コア層」ともいう。）２２、シーラントスキン層（以下、単に「スキン層」ともいう。）２３となっている。

＜シーラントスキン層２１、２３＞
リード２７とポリオレフィン樹脂双方との接着性に優れた樹脂がスキン層２１、２３に要求される。スキン層２１、２３は、例えば、ポリオレフィン樹脂に無水マレイン酸などをグラフト変性させた酸変性ポリオレフィン樹脂が好ましい。包装材１０の内層樹脂層１１（図１参照）に接するスキン層２１と、リード２７に接するスキン層２３とは異なる樹脂を用いることもできるが、シーラント２４の表裏の樹脂が異なるとシーラント２４の表裏で物性が異なり、生産性を低下させる恐れがある。このため、スキン層２１とスキン層２３は、同一の樹脂を用いるのが好適である。

また、コア層２２のＭＦＲが０．１ｇ／１０ｍｉｎ以上２．５ｇ／１０ｍｉｎ以下の範囲内であり、コア層２２とスキン層２１、２３とのＭＦＲ差が５ｇ／１０ｍｉｎ以上３０ｇ／１０ｍｉｎ以下の範囲内であるため、スキン層２１、２３のＭＦＲは、５．１ｇ／１０ｍｉｎ以上３２．５ｇ／１０ｍｉｎ以下の範囲内であることが好適である。スキン層２１、２３のＭＦＲは、コア層２２との差が重要であるため、単一では規定できないが、リード端部２７ａへの充填性を考慮すると７ｇ／１０ｍｉｎ以上２０ｇ／１０ｍｉｎ以下の範囲内であることがより好適である。スキン層２１、２３のＭＦＲが５．１ｇ／１０ｍｉｎ未満では溶融時のリード端部２７ａへ充填が十分ではない。また、スキン層２１、２３のＭＦＲが３２．５ｇ／１０ｍｉｎを超えた場合には、製膜時に粘度が低すぎてピンホールの発生等を引き起こす可能性がある。

なお、コア層２２とスキン層２１、２３とのＭＦＲの差が、３０ｇ／１０ｍｉｎを超える場合、スキン層２１、２３のＭＦＲが大きくなり過ぎて融着時に樹脂が流れ過ぎてしまい、融着が不安定となる。また、コア層２２とスキン層２１、２３とのＭＦＲの差が５ｇ／１０ｍｉｎ未満では、ＭＦＲの差が小さ過ぎ、コア層２２、スキン層２１、２３それぞれの性能を発揮することができない。

スキン層２１、２３の膜厚については、１０μｍ以上３００μｍ以下の範囲内が好適である。スキン層２１、２３の膜厚が１０μｍ未満では、リード端部２７ａを充填するために流れ込むための樹脂量を確保できず、結果として充填不足となる。また、スキン層２１、２３の膜厚が３００μｍを超える場合は、インフレーション成型などの押し出し時に膜厚制御が難しく、また樹脂量が増えるためにコスト増の要因となる。

スキン層２１、２３の融点については、１００℃以上１７０℃以下の範囲内であることが望ましい。融点についてはコア層２２と、包装材１０の内層樹脂層１１との兼ね合いとなるため、スキン層２１、２３のみで規定することは難しい。例えば、コア層２２と内層樹脂層１１とがポリエチレン系の樹脂で形成されている場合は、スキン層２１、２３も同様のポリエチレン系を用い、融点が１００℃付近である樹脂が望ましい。また、コア層２２と内層樹脂層１１とがポリプロピレン系の樹脂で形成されている場合は、融点が１３０℃以上１７０℃以下の範囲内である樹脂が好適である。

＜シーラントコア層２２＞
スキン層２１、２３との接着性を考慮すると、コア層２２は、ポリオレフィン樹脂であることが好ましい。コア層２２のＭＦＲについては、０．１ｇ／１０ｍｉｎ以上２．５ｇ／１０ｍｉｎ以下の範囲内であることが良好である。コア層２２のＭＦＲが０．１ｇ／１０ｍｉｎ未満では溶融粘度が低すぎ、製膜が困難となる。一方、コア層２２のＭＦＲが２．５ｇ／１０ｍｉｎを超える場合は、タブ作製の際の融着時、包装材１０とヒートシールする際に、上述した絶縁性の確保、形状の維持が困難となる。生産性と前記性能の観点から、コア層２２のＭＦＲは０．５ｇ／１０ｍｉｎ以上１．５ｇ／１０ｍｉｎ以下の範囲内であることがより好適である。

コア層２２の膜厚については、２０μｍ以上２００μｍ以下の範囲内が好適である。コア層２２の膜厚が２０μｍ未満の場合には膜厚が薄く、上述の融着・ヒートシール時に形状を維持するのが困難となる。また、上述の融着・ヒートシール時には、スキン層２１、２３はＭＦＲが大きいため、樹脂が大きく動いてしまいリード肩部２７ｂの膜厚が低下する恐れがある。リード肩部２７ｂではスキン層２１、２３の膜厚が極めて小さくなる可能性があるため、リード肩部２７ｂにおける膜厚はコア層２２で確保する必要がある。コア層２２の膜厚が２０μｍ未満の場合にはリード肩部２７ｂの総厚が低下してしまうため、絶縁性が低下する。また、コア層２２の膜厚が２００μｍを超える場合は、スキン層２１、２３の場合と同様に、インフレーション成型などの押し出し時に膜厚制御が難しいだけでなく、樹脂量が増えるためにコスト増の要因となる。
コア層２２の融点については、スキン層２１、２３と同様の理由で、１００℃以上１７０℃以下の範囲内であることが好適である。コア層２２の膜厚確保をより確実にするため、スキン層２１、２３よりも高融点であることも有用である。

＜リード２７＞
材質は、二次電池内の集電体の材質に依存する。例えば、リチウムイオン電池では、正極の集電体にアルミニウムが用いられることから、リード２７も同様に、正極端子はアルミニウムを用いることが好ましい。より詳しくは、電解液への耐腐食性を考慮して、リード２７には例えば１Ｎ３０等の純度９７％以上のアルミニウム素材を用い、かつ、タブ２０と包装材１０の熱溶着部は屈曲させる場合もあるため、柔軟性を付加する目的で十分な焼鈍により調質したＯ材が用いることが好ましい。また、リチウムイオン電池では、負極の集電体には銅が用いられることから、負極端子は、耐腐食性の面から未処理の銅を用いることは少なく、ニッケルめっきを施した銅、もしくはニッケルを用いることが好ましい。

リード２７の膜厚については、電池のサイズ・容量によるが、小型では５０μｍ以上、車載・蓄電用途等では、１００μｍ〜５００μｍ程度が用いられる場合もある。リード２７での電気抵抗の低減が求められていることから、リード膜厚がさらに増加する可能性もある。リード厚みが増加した場合、シーラント厚みも増加させることが好ましい。シーラント２４においては、これら大型リードの端部を充填する必要があるため、本実施形態のようにスキン層２１、２３とコア層２２とで機能分離を行い、最適な膜厚・ＭＦＲに設定することが重要である。また、リード２７に腐食防止処理を行うことが有効である。リチウムイオン電池のような二次電池においては、電解液に例えばＬｉＰＦ_６（６フッ化リン酸リチウム）等の腐食成分が含まれてしまうため、リード２７には腐食防止処理が必要である。

＜シーラント２４の製造方法＞
シーラント２４の製造方法としては、３層のインフレーション成型が好適である。一般的な押し出し成型の方法としては、Ｔダイ法、インフレーション法などがあるが、Ｔダイ法では、ＭＦＲの小さい樹脂の押し出し難易度が高い。一方、インフレーション法はＭＦＲが大きい場合、バブルの維持が難しく、フィルムにピンホールや破断が発生してしまう可能性がある。逆に、ＭＦＲが小さい樹脂の押し出しではバブルの形状が安定し、膜厚ムラの少ないフィルムを形成することができる。
よって、本実施形態のように、低ＭＦＲの樹脂を含むフィルムを押し出す場合、インフレーション法が最適である。スキン層２１とスキン層２３が同種の場合は、２種３層の押し出し成型となる。

押し出し温度は、１８０℃以上３００℃以下の温度範囲内であることが好ましく、特に２００℃以上２５０℃以下の範囲内がより好適である。押し出し温度が１８０℃未満では、樹脂の溶融が不十分であるため、溶融粘度が高すぎてスクリューからの押し出しが不安定になる可能性がある。一方、押し出し温度が３００℃を超えた場合は、樹脂の酸化や劣化が激しくなり、フィルムの品質が低下してしまう。
スクリューの回転数、ブロー比、引き取り速度は設定膜厚に対して、適宜選択することが望ましい。また、３層の膜厚比は、各スクリューの回転数を変更することで調整できる。

＜融着方法＞
上記製造方法で製造したシーラント２４と、リード２７との接着には、加熱によるコア層２２の溶融と、加圧によるシーラント２４とリード２７との密着を同時に行い、熱融着する。十分な剥離強度を得るために、加熱温度は、コア層２２の樹脂の融点温度以上が必要となる。また、シーラント２４のコア層２２とスキン層２１、２３とに融点差を設けた場合には、加熱温度はコア層２２の融点温度以下が好ましく、コア層２２がない場合にも、包装材１０の外層１６を構成する樹脂の融点温度以下の加熱温度設定であることが好ましい。具体的には、１４０℃〜１７０℃程度が適当である。加熱、加圧時間も剥離強度と生産性を考慮して決定する必要があり、１ｓｅｃ〜６０ｓｅｃ程度が好ましい。但し、生産タクトを優先する場合は、１７０℃を超える温度でより短時間熱融着することも可能である。１７０℃〜２００℃程度にて、３ｓｅｃ〜２０ｓｅｃ程度の条件も適用することができる。

＜包装材１０＞
包装材１０は、一般的には内層から順に内層樹脂層１１、内層側接着剤層１２、腐食防止処理層１３、バリア層１４、腐食防止処理層１３、外層側接着剤層１５、外層１６の構成となっている。
内層樹脂層１１を構成する成分としては、例えば、ポリオレフィン樹脂または、ポリオレフィン樹脂に無水マレイン酸などをグラフト変成させた酸変成ポリオレフィン樹脂が挙げられる。ポリオレフィン樹脂としては、例えば、低密度、中密度、高密度のポリエチレン；エチレン−αオレフィン共重合体；ホモ、ブロック、またはランダムポリプロピレン；プロピレン−αオレフィン共重合体などが挙げられる。これらポリオレフィン樹脂は、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

また、内層樹脂層１１は単層フィルムであっても、複数の層を積層させた多層フィルムであってもよい。必要とされる機能に応じて、例えば、防湿性を付与するという点ではエチレン−環状オレフィン共重合体やポリメチルペンテンなどの樹脂を介在させた多層フィルムを用いてもよい。さらに、内層樹脂層１１は各種添加剤、例えば、難燃剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、酸化防止剤、光安定剤、粘着付与剤などを配合してもよい。内層樹脂層１１の厚さは、１０μｍ以上１５０μｍ以下の範囲内であることが好ましく、３０μｍ以上８０μｍ以下の範囲内であることがより好ましい。内層樹脂層１１の厚さが１０μｍ未満の場合は、包装材１０同士のヒートシール密着性、タブシーラント２４との密着性が低下する恐れがあり、厚さが１５０μｍを超える場合は、コストアップの要因となってしまう。

内層側接着剤層１２としては、一般的なドライラミ接着剤や酸変性された熱融着性樹脂など公知のものを用いることができる。
腐食防止処理層１３は、バリア層１４の表面及び裏面に形成することが性能上好ましいが、コスト面を考慮して片面のみに形成する場合もある。
バリア層１４としては、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼などが用いられるが、コスト、重量（密度）の観点からアルミニウムが好適である。

外層側接着剤層１５としては、例えば、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、アクリルポリオールを主剤としたポリウレタン系など一般的な接着剤が用いられる。
外層１６としては、例えば、ナイロンやＰＥＴなどの単膜または多層膜が用いられる。内層樹脂層１１と同様に、各種添加剤、例えば、難燃剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、酸化防止剤、光安定剤、粘着付与剤などを配合してもよい。また、液漏れ時の対策として、電解液に不溶な樹脂をラミネートしたり、前述の電解液に不溶な樹脂成分をコーティングしたりしてもよい。

＜包装材１０とのヒートシール方法＞
電池パックを作製する際には、包装材１０とタブ（タブリード２７とタブシーラント２４を融着にて接合したもの）２０とをヒートシールする。タブ部分のヒートシールは、包装材部分のみのヒートシールに比べ、タブ２０が挟持されるため、より熱量が必要となる。ヒートシールの温度条件としては、１６０℃以上２１０℃以下の温度範囲内が好適である。１６０℃未満ではタブシーラント２４の溶融不足による密着不良が発生し易く、２１０℃を超える場合は包装材１０の外層１６に一般的に使用されるナイロンが融解する可能性があるためである。ヒートシール時間は、１ｓｅｃ以上１０ｓｅｃ以下の時間範囲内が好適である。１ｓｅｃ未満では、溶融不足による密着不良が発生し易く、１０ｓｅｃを超える場合はタクトが長くなり、生産性が低下する。
また、タブ部分は他の部分よりも厚くなるため、例えばヒートシールバーに座ぐりを行うなどして、タブ部やその近傍の包装材１０のみでヒートシールされる部分に、最適に圧力が加わるようにする場合がある。

以下に本発明の実施例を示すが、これに限定されるわけではない。実施例、比較例の共通条件を以下に示す。
（１）タブ２０の作製
リード２７としては、幅５ｍｍ、長さ３０ｍｍ、厚さ１００μｍのものを用いた。材質は、正極をアルミニウム、負極をニッケルとした。正負極とも、ノンクロム系表面処理を行った。
シーラント２４の組成、膜厚等は各実施例で詳細に示すが、寸法としては幅１５ｍｍ、長さ１０ｍｍのものを用いた。シーラント２４、リード２７、シーラント２４の順に積層し、融着温度１５０℃、融着時間１０ｓｅｃにて融着を行った。

（２）電池パックの作製
包装材１０としては外側からナイロン（厚さ２５μｍ）、ポリエステルポリオール系接着剤（厚さ５μｍ）、アルミニウム箔（厚さ４０μｍ、Ａ８０７９−Ｏ材）、酸変性ポリプロピレン（以下、「ＰＰａ」とも表記する。厚さ３０μｍ）、ポリプロピレン（以下、「ＰＰ」とも表記する。厚さ４０μｍ）の構成のものを用いた。アルミニウム箔の両面にはノンクロム系表面処理を行った。包装材１０のサイズを５０ｍｍ×９０ｍｍとし、長辺で２つ折りとし、幅４５ｍｍとなった辺の片側に正極・負極ともにヒートシールを行った。ヒートシールは、１９０℃にて５ｓｅｃ行った。残り２箇所のタブの無い辺のヒートシールは１９０℃、３ｓｅｃにて行った。まず、折り返した辺の対面のヒートシール行い、その後ジエチルカーボネート、エチレンカーボネートの混合液にＬｉＰＦ_６（６フッ化リン酸リチウム）を添加した電解液を２ｍｌ充填し、最後にタブ２０の対面のヒートシールを行った。これにより、集電体等の電池要素が封入されていない、タブ２０の評価用の電池パックを作製した。

［実施例１］
スキン層Ａとスキン層Ｂを同一のものを用い、２種３層のインフレーション押し出し（以下、「インフレ法」ともいう。）にて、シーラントを作製した。ここで、スキン層Ａ、Ｂは、上述の実施形態のスキン層２１、２３に対応するものである。スキン層Ａ、ＢにＭＦＲ１５ｇ／１０ｍｉｎ、融点１４０℃の酸変性ポリプロピレン（ＰＰａ）を用い、コア層にＭＦＲ１．０ｇ／１０ｍｉｎ、融点１６０℃のポリプロピレン（ＰＰ）を用いた。溶融温度を２１０℃、ブロー比を２．２とし、膜厚が４５／６０／４５μｍ（スキン層Ａ／コア層／スキン層Ｂ）の総厚１５０μｍとなるように製膜を行った。

［実施例２］
スキン層Ａ、ＢにＭＦＲ１０ｇ／１０ｍｉｎ、融点１４０℃のＰＰａを用い、コア層にＭＦＲ０．７ｇ／１０ｍｉｎ、融点１５５℃のＰＰを用いたこと以外は実施例１と同様にして、シーラントの作製を行った。
［実施例３］
シーラントの膜厚を３０／４０／３０μｍ（スキン層Ａ／コア層／スキン層Ｂ）の総厚１００μｍとした以外は、実施例１と同様にして、シーラントの作製を行った。
［実施例４］
シーラントの膜厚を３０／４０／３０μｍ（スキン層Ａ／コア層／スキン層Ｂ）の総厚１００μｍとした以外は、実施例２と同様にして、シーラントの作製を行った。

［比較例１］
コア層にＭＦＲ７ｇ／１０ｍｉｎ、融点１６０℃のＰＰを用いたこと以外は、実施例４と同様にして、シーラントの作製を行った。
［比較例２］
スキン層Ａ、ＢにＭＦＲ２ｇ／１０ｍｉｎ、融点１３５℃のＰＰａを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、シーラントの作製を行った。

［比較例３］
シーラントの膜厚を１５／２０／１５μｍ（スキン層Ａ／コア層／スキン層Ｂ）の総厚５０μｍとした以外は、実施例１と同様にして、シーラントの作製を行った。
［比較例４］
シーラントの膜厚を１５／２０／１５μｍ（スキン層Ａ／コア層／スキン層Ｂ）の総厚５０μｍとした以外は、実施例２と同様にして、シーラントの作製を行った。

［比較例５］
スキン層Ａ、ＢにＭＦＲ１５ｇ／１０ｍｉｎ、融点１４０℃のＰＰを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、シーラントの作製を行った。
［比較例６］
スキン層Ａ、ＢにＭＦＲ１０ｇ／１０ｍｉｎ、融点１４０℃のＰＰを用いたこと以外は、実施例２と同様にして、シーラントの作製を行った。

［比較例７］
シーラントの製膜方法を、溶融温度２３０℃のＴダイ法に変更した以外は、実施例１と同様にして、シーラントの作製を行った。
［比較例８］
シーラントの製膜方法を、溶融温度２３０℃のＴダイ法に変更した以外は、実施例２と同様にして、シーラントの作製を行った。

＜シーラントの評価＞
作製したタブ及び、電池パックを以下の方法で評価した。
＜評価１：製膜性＞
シーラントの製膜時に、シワ・ピンホール等無く製膜されたものを適合品とした。
＜評価２：形状安定性＞
上記で作成したタブのシーラント部の寸法変動を計測し、設計値に対して±３００μｍ以内を適合品とした。

＜評価３：リード端部充填性＞
上記で作成したタブに高浸透性染色液（株式会社タイホーコーザイ製、ミクロチェック）にて染色を行い、リード端部に液が浸透し、着色されてしまったものを不適合品とし、リード脇の充填が十分であり、リード端部に液が浸透しなかったものを適合品とした。

＜評価４：密着性＞
上記で作成したタブのシーラントとリードの密着強度を測定した。引張り試験機（島津製作所製）にて剥離角度１８０度、剥離速度３０ｍｍ／ｍｉｎにて測定を行った。正極・負極ともに剥離強度が２．５Ｎ／５ｍｍ以上のものを適合品とした。
＜評価５：絶縁性＞
上記で作製した評価用電池パックの負極リードと、包装材との絶縁性をテスターにて測定した。１００検体中、ショートが１０検体未満だったものを適合品とした。

＜評価結果＞
表１に評価結果を示す。実施例１〜４においては、製膜性・形状安定性・リード端部充填性・密着性・絶縁性の全ての項目で適合しており、形状安定性に優れ、リード端部の充填も十分であり、かつ密着性・絶縁性に優れたシーラントを安定的に作成することができた。

一方、比較例１ではコア層のＭＦＲが大きすぎるため、形状安定性・絶縁性が低下した。
比較例２では、スキン層Ａ、ＢのＭＦＲが小さすぎるため、リード端部充填性が不十分となった。
比較例３、４では、コア層の膜厚が薄すぎるため、絶縁性が不十分であった。
比較例５、６では、スキン層Ａ、ＢにＰＰを用いたため、密着性が不十分であった。
比較例７、８では、インフレ法では無く、Ｔダイ法で製膜を行ったため、フィルムにシワが発生し、良好なフィルムを作成することができなかった。
以上の結果より、本実施形態に係る二次電池用金属端子被覆樹脂フィルムであれば、リード端部の充填性、密着性、絶縁性、シーラントの形状維持性を確保でき、総合的に性能の優れた二次電池用金属端子被覆樹脂フィルムを提供することができる。

１０ 二次電池用ラミネート包装材
１１ 内層樹脂層
１２ 内層側接着剤層
１３ 腐食防止処理層
１４ バリア層
１５ 外層側接着剤層
１６ 外層
２０ タブ
２１ スキン層
２２ コア層
２３ スキン層
２４ シーラント
２５ 耐腐食保護層
２６ リード金属層
２７ リード
２７ａ リード端部
２７ｂ リード肩部
Ａ スキン層
Ｂ スキン層
Ｘ リードの端部
Ｙ リードの肩部
Ｚ シーラントのみで構成された部分

Claims (6)

1. 二次電池の正極または負極に接続される金属端子と、
   前記二次電池の正極または負極に接続される金属端子を挟み込むようにして被覆し、互いに接着する一対の積層された二次電池用金属端子被覆樹脂フィルムとを備え、
   前記樹脂フィルムを３層構成とし、該樹脂フィルムの中間層をコア層、その他の層をスキン層とした時、前記コア層のメルトフローレートを０．１ｇ／１０ｍｉｎ以上２．５ｇ／１０ｍｉｎ以下の範囲内とし、且つ、前記コア層と前記スキン層とのメルトフローレートの差を５ｇ／１０ｍｉｎ以上３０ｇ／１０ｍｉｎ以下の範囲内とし、
   前記コア層の膜厚を２０μｍ超２００μｍ以下の範囲内とし、
   前記金属端子と接する側の前記スキン層及び前記金属端子と接する側とは反対側の前記スキン層を酸変性ポリオレフィン樹脂で形成し、
   前記コア層をポリオレフィン樹脂で形成し、
   前記一対の二次電池用金属端子被覆樹脂フィルムが互いに接着している部分において、前記金属端子と接する側の前記スキン層同士が直接融着していることを特徴とする電極端子。
2. 二次電池の正極または負極に接続される金属端子と、
   前記二次電池の正極または負極に接続される金属端子を挟み込むようにして被覆し、互いに接着する一対の積層された二次電池用金属端子被覆樹脂フィルムとを備え、
   前記樹脂フィルムを３層構成とし、該樹脂フィルムの中間層をコア層、その他の層をスキン層とした時、前記コア層のメルトフローレートを０．１ｇ／１０ｍｉｎ以上２．５ｇ／１０ｍｉｎ以下の範囲内とし、且つ、前記コア層と前記スキン層とのメルトフローレートの差を５ｇ／１０ｍｉｎ以上３０ｇ／１０ｍｉｎ以下の範囲内とし、
   前記コア層の膜厚を２０μｍ超２００μｍ以下の範囲内とし、
   前記金属端子と接する側の前記スキン層を酸変性ポリプロピレンで形成し、
   前記コア層をポリプロピレンで形成し、
   前記一対の二次電池用金属端子被覆樹脂フィルムが互いに接着している部分において、前記金属端子と接する側の前記スキン層同士が直接融着していることを特徴とする電極端子。
3. 前記スキン層のメルトフローレートを７ｇ／１０ｍｉｎ以上２０ｇ／１０ｍｉｎ以下の範囲内としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電極端子。
4. 前記コア層及び前記スキン層の各融点を１００℃以上１７０℃以下の範囲内とし、
   前記コア層の融点を前記スキン層の融点よりも高くしたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電極端子。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電極端子を備えたことを特徴とする電池パック。
6. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電極端子に備わる前記二次電池用金属端子被覆樹脂フィルムをインフレーション成型により製造することを特徴とする電極端子の製造方法。

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