JPH11149909A

JPH11149909A - 電池用外装体

Info

Publication number: JPH11149909A
Application number: JP9313603A
Authority: JP
Inventors: Yohei Kageyama; 陽平蔭山; Junji Yotsuyanagi; 淳二四ツ柳; Motoyuki Hirata; 元之平田; Manabu Nakamura; 学中村
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 1997-11-14
Filing date: 1997-11-14
Publication date: 1999-06-02

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】（Ａ）ポリオレフィン層、（Ｂ）金属箔
層、（Ｃ）バリア性樹脂層、（Ｄ）ポリオレフィン層を
順に積層してなる少なくとも４層からなる積層フィルム
を、（Ｄ）層を内側に袋状に加工してなる電池用外装体
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、電解質液によっ
て発生するフッ酸等によるデラミが発生せず、且つ密封
性に優れた電池用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、金属箔の内層側にバリア性樹脂層を設け
ること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、（Ａ）ポリオレフィン層、（Ｂ）金属箔
層、（Ｃ）バリア性樹脂層、（Ｄ）ポリオレフィン層を
順に積層してなる少なくとも４層からなる積層フィルム
を、（Ｄ）層を内側に袋状に加工してなる電池用外装体
を提供するものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明における両外層である
（Ａ）ポリオレフィン層及び（Ｄ）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。（Ａ）層と（Ｄ）層とは同一の材料でも
異なる材料であってもよい。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、
（Ｄ）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。

【０００６】本発明における（Ｂ）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。（Ｂ）層の厚み
は一般に５〜２００μm であり、特に１０〜５０μm が
好適である。

【０００７】本発明における（Ｃ）バリア性樹脂層とし
ては、包装材料分野において一般に使用されている材
料、例えば、酸化アルミニウムまたは珪素酸化物等の金
属酸化物蒸着フィルム、ポリビニルアルコール、エチレ
ンービニルアルコール共重合体、ポリアミド、ポリフッ
化ビニリデン、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレンテレ
フタレート、アクリロニトリル共重合体等が挙げられ
る。これらは単層でもあるいは多層にして用いてもよ
い。更に、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、金属酸化物蒸着ポリエチレンテレ
フタレート、エチレンービニルアルコール共重合体、ポ
リビニルアルコールが好適である。また、バリア性及び
熱溶着性の点から、（Ｃ）層の厚みは５〜３０μm が好
適である。上記バリア性樹脂の中には、ポリビニルアル
コール、ポリアミドなどの吸湿性を有する樹脂がある
が、これらの樹脂を用いる場合は、加熱乾燥処理などを
行って保有水分量を下げる等の水分管理を行うのが望ま
しい。

【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
（Ｄ）層を内面側に袋状に加工し、電池内容物の挿入部
分を除いて周縁部を熱溶着することにより得られる。こ
の際、通常の製袋で採用されている２辺あるいは３辺シ
ール製袋、あるいはピロー製袋を用いることができる
が、特に密封性の観点から、フィルムの長手方向（背貼
り部分）を重ね合わせた溶着、すなわち封筒状の製袋が
好適である。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、封筒状製袋の場合は、少なくとも背貼りの重
なり部は高周波誘導加熱方式により熱溶着され、重なり
部の内側の（Ｂ）金属箔層の端面がポリオレフィン層に
より被覆されていることが好ましい。

【００１２】

【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である角形袋状の外装体を作製
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−Ｋ１７０７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。

【００１３】実施例１（Ａ）ポリオレフィン層として厚み６０μm 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Ｕ）、（Ｂ）金属箔層とし
て厚み１５μm のアルミ箔（昭和アルミニウム社製）、
（Ｃ）バリア樹脂層として厚み１２μm の酸化アルミニ
ウム蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルム（東洋メ
タライジング社製、ＢＡＲＲＩＡＬＯＸ、ＶＭ−ＰＥＴ
１０１１ＨＧ）、及び（Ｄ）ポリオレフィン層として厚
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）
を用い、ドライラミネート成形により積層フィルムを作
製した。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−５０６
Ｓ）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、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後、底部も同様
の熱溶着を行い、袋状の外装体を作製した。袋内部に所
定の電解質液を充填した後、電極端子として幅５ｍｍ、
長さ３０ｍｍ、厚み５０μm のアルミ箔片（熱融着部両
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、上記と同様の熱溶
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。得られた試料を用いて
耐デラミ特性、電解質液揮散量を測定した。

【００１４】実施例２（Ｂ）バリア性樹脂層として、厚み１２μm の珪素酸化
物蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルム（東京尾池
産業社製、ＭＯＳ−ＴＨ）を用いた以外は実施例１と同
様にして作製した積層フィルムの各特性を測定した。

【００１５】実施例３（Ｂ）バリア性樹脂層として、厚み１５μm の二軸延伸
エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム（クラレ
社製、エバールフィルムＥＦ−ＸＬ）を用いた以外は実
施例１と同様に作製し、特性評価を行った。

【００１６】実施例４（Ｂ）バリア性樹脂層として、厚み１４μm の二軸延伸
ポリビニルアルコールフィルム（日合フィルム社製、ボ
ブロン＃１４０）を用いた以外は実施例１と同様に作製
し、特性評価を行った。

【００１７】比較例１（Ｂ）バリア性樹脂層を除いた以外は実施例１と同様に
作製し、特性評価を行った。以上の結果を表１に示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【発明の効果】本発明の電池の外装体は、耐電解質液性
及び長期保存特性に優れるので有用である。

───────────────────────────────────────────────────── 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

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）ポリオレフィン層、（Ｂ）金属箔
層、（Ｃ）バリア性樹脂層、（Ｄ）ポリオレフィン層を
順に積層してなる少なくとも４層からなる積層フィルム
を、（Ｄ）層を内側に袋状に加工してなる電池用外装
体。
【請求項２】封筒状であって、背貼りの重なり部の内
側の（Ｂ）層端面がポリオレフィン層により被覆されて
いることを特徴とする請求項１記載の電池用外装体。
【請求項３】背貼りの重なり部が高周波誘導加熱方式
により熱溶着されていることを特徴とする請求項２記載
の電池用外装体。
【請求項４】（Ｃ）バリア性樹脂層が金属酸化物蒸着
ポリエステル、エチレン−ビニルアルコール共重合体、
ポリビニルアルコールからなる群から選ばれた少なくと
も１種である請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載
の電池用外装体。