(57)【要約】【課題】  本発明が解決しようとする課題は、ナイロン層を有するラミネートフィルムからなるリチウム二次電池やキャパシタの容器において、内容物挿入時に電解液がラミネートフィルム端面に付着することのない容器を提供することを課題とする。【解決手段】少なくともナイロン層とシーラント層とを有するラミネートフィルムからなる袋状の容器において、該容器の開口部において、ラミネートフィルムが外向きに折り返されていることを特徴とするリチウム二次電池もしくはキャパシタ用容器。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともナイロン層とシーラント層とを有するラミネートフィルムからなる袋状の容器において、
該容器の開口部において、ラミネートフィルムが外向きに折り返されていることを特徴とするリチウム二次電池もしくはキャパシタ用容器。
【請求項２】
折り返された部分におけるラミネートフィルム端面を覆いながら、折り返された部分と容器本体とを貼着するように粘着テープが、取り付けられていることを特徴とする請求項１記載のリチウム二次電池もしくはキャパシタ用容器。
【請求項３】
少なくともナイロン層とシーラント層とを有するラミネートフィルム原反の長手方向の両側辺を、シーラント層が外側となるように折り返して二つの折り返し部を形成し、次いで二つの折り返し部が近接し、シーラント層が内側になるように半折し、更に前記折り返し部に対して垂直な方向に熱融着し、一定幅毎に切断することを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載のリチウム二次電池もしくはキャパシタ用容器の製造方法。
【請求項４】
少なくともナイロン層とシーラント層とを有する二組のラミネートフィルム原反について、それぞれのフィルム原反の長手方向の一辺を、シーラント層が外側となるように折り返して折り返し部を形成し、次いで折り返し部が近接し、シーラント層が内側になるように二組を重ね合わせ、更に折り返し部を除く三方を熱融着し、一定幅毎に切断することを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載のリチウム二次電池もしくはキャパシタ用容器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナイロン層とシーラント層とを含むラミネートフィルムからなる容器であって、リチウムイオン電池やリチウムポリマー電池等のリチウム二次電池用、もしくはキャパシタ用の容器に関する。詳しくは、正極材料や負極材料、電解液等の内容物を密封するための絶縁性の容器に関する。尚、本明細書において、「容器」とは内容物を挿入する為のものを指し、「容器」に内容物が挿入され、更に開口部が密封されたものは「リチウム二次電池」或いは「キャパシタ」と記す。
【背景技術】
【０００２】
近年、リチウムイオン電池やリチウムポリマー電池等のリチウム二次電池やキャパシタの容器には、複数のフィルムがラミネートされたもの（以下、ラミネートフィルムと称す。）を、袋状あるいはトレー状に成形したものが用いられている。リチウムイオン電池は、このような容器に正極材料と負極材料とセパレータとを積層し、これを容器に挿入した後、電解液を充填し、最後に正極リードと負極リードを差し込み、容器を密封して製造する。リチウムポリマー電池は、容器に正極材料と負極材料、更に電解液を浸潤したポリマー電解質層とを積層した電池本体を挿入し、次いで正極リードおよび負極リードを、一端が各極材料、他端が容器外部に位置するように差し込み、最後に容器を密封して製造する。またキャパシタは、アルミニウムの集電板の間に電解液を浸潤させた活性炭の電極とセパレータを挟んだ積層体を、集電板の一端を容器外部に突出させながら密封して製造する。
これらの容器に用いられるラミネートフィルムは、一般的にはシーラント層／バリア層／基材層を基本構成とし、シーラント層には、ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂等の熱接着性樹脂が採用され、バリア層は水分バリア性に優れたアルミニウム箔等の金属箔が採用され、基材層はナイロンやポリエステル等の機械的強度に優れた樹脂が採用されている。
【０００３】
ところでナイロンは、機械的強度に優れ、尚且つ内容物保護性、容器形状への成形性、バリア層とのラミネート加工適性等に優れており、ラミネートフィルムの基材層として非常に適する。しかしながらナイロンは、電池やキャパシタの製造に必要不可欠な電解液に対する耐性がなく、電解液が付着すると変色、膨潤する。また電解液が多量に付着した場合は、ナイロンが溶解することもあった。
このような問題を解決する為に、例えば特許文献１では、二軸延伸ナイロンフィルム層の外側に二軸延伸ポリエステルフィルム層を設けたラミネートフィルムが開示されている。このような構成をとることにより、フィルムの表面に電解液が付着しても膨潤したり溶解したりすることを防止できる。しかしながら特許文献1に開示されているラミネートフィルムであっても、フィルムの端面に電解液が付着した場合は、端面に露出しているナイロンが変色、膨潤し、場合によっては基材層と金属箔層との間が剥離するという問題があった。その為、リチウム二次電池やキャパシタに電池本体や電解液等の内容物を挿入する際は、電解液がラミネートフィルムの端面に付着しないよう、慎重に挿入しなければならず、該作業を高速化することが難しかった。
【０００４】
尚、電池として完成された段階で、ラミネートフィルムの一部が折り返されたものは、特許文献２、特許文献３、特許文献４等に開示されている。しかしながら特許文献２で開示されている電池は、シール部断面からの電解液散逸を防止することを目的とし、ラミネートフィルム（特許文献２における「ラミネートシート」）のシール部位において、一方のラミネートフィルムが、他方のラミネートフィルムのシール部位の端部断面部からシール部位上を覆うように折り返されており、本発明とはラミネートフィルムを折り返す目的も、折り返し方も異なる。また特許文献３の図１（ｄ）には、本願発明の容器と同じ方向に延長端部が折り返された電池が記載されているが、特許文献３ではリード線が湾曲してラミネートフィルムの端面に露出したバリア層の断面と接触し、ショートすることを防止する目的で、延長端部が折り返されており、内容物挿入時に電解液がラミネートフィルム端面に付着することを防止するという課題については記載も示唆もない。また特許文献３［０００７］欄および図１によれば、内容物が挿入され、リード線を挟持するようにヒートシールが施され（図１（ｃ））、その後延長端部が折り返されており（図１（ｄ））、内容物を挿入するための「容器」の段階でラミネートフィルムを折り返す旨の記載はない。また特許文献４で開示されている電池は、金属箔同士を接合する際に絶縁樹脂層を排除する工程を省く目的で、金属箔同士が重なるように折り返されており、本発明とはラミネートフィルムを折り返す目的も、折り返し方も異なる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−５６８２４号公報
【特許文献２】特開平１１−２９７２８０号公報
【特許文献３】特開２００３−２７２５７２号公報
【特許文献４】特開２００７−２７３６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、ナイロン層を有するラミネートフィルムからなるリチウム二次電池やキャパシタの容器において、内容物挿入時に電解液がラミネートフィルム端面に付着することのない容器を提供することを課題とする。
更に、前記容器をきわめて簡単に製造する方法を提供することも、同時に課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の上記課題は、以下の手段にて解決される。
少なくともナイロン層とシーラント層とを有するラミネートフィルムからなる袋状の容器において、該容器の開口部において、ラミネートフィルムが外向きに折り返されていることを特徴とするリチウム二次電池もしくはキャパシタ用容器。
折り返された部分におけるラミネートフィルム端面を覆いながら、折り返された部分と容器本体とを貼着するように粘着テープが、取り付けられていることを特徴とする前記リチウム二次電池もしくはキャパシタ用容器。
少なくともナイロン層とシーラント層とを有するラミネートフィルム原反の長手方向の両側辺を、シーラント層が外側となるように折り返して二つの折り返し部を形成し、次いで二つの折り返し部が近接し、シーラント層が内側になるように半折し、更に前記折り返し部に対して垂直な方向に熱融着し、一定幅毎に切断することを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載のリチウム二次電池もしくはキャパシタ用容器の製造方法。
少なくともナイロン層とシーラント層とを有する二組のラミネートフィルム原反について、それぞれのフィルム原反の長手方向の一辺を、シーラント層が外側となるように折り返して折り返し部を形成し、次いで折り返し部が近接し、シーラント層が内側になるように二組を重ね合わせ、更に折り返し部を除く三方を熱融着し、一定幅毎に切断することを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載のリチウム二次電池もしくはキャパシタ用容器の製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のリチウム二次電池もしくはキャパシタ用容器は袋状の容器であって、開口部においてラミネートフィルムが外向きに折り返されている。そのため開口部にラミネートフィルム端面が存在しておらず、該容器に電解液を含む内容物を挿入しても、電解液がラミネートフィルムの端面に付着し難く、フィルム端面のナイロン層が変色したり、膨潤したりすることがない。
更に折り返された部分が、粘着テープ等によって容器本体に貼り付けられていると、折り返された部分が開くことを防止できる。このとき、折り返された部分のフィルム端面を覆いながら粘着テープなどを取り付けると、電解液のフィルム端面への付着を確実に防止できる。
【０００９】
また、一旦袋状に成形した容器の開口部周辺を折り返す作業は煩雑である。しかしながら本発明の製造方法によると、ラミネートフィルムを袋状に成形する前、即ちラミネートフィルムがフラットな状態の時に、折り返し部を形成するので、きわめて容易に本発明の容器を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の容器に用いられるラミネートフィルムの概略断面図（Ａ）（Ｂ）である。
【図２】本発明の一実施例を表す概略正面図（Ａ）およびａ−ａ’矢視断面図（Ｂ）である。
【図３】本発明の一実施例を表す概略正面図（Ａ）およびｂ−ｂ’矢視断面図（Ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明について詳細に説明する。図１は、本発明の容器に用いられるラミネートフィルムの一例を表す概略断面図である。本発明のラミネートフィルムはナイロン層１３（１３’）とシーラント層１１（１１’）を有していれば、その他の層は限定されない。例えば、図１（Ａ）は、シーラント層１１／バリア層１２／ナイロン層１３からなるラミネートフィルム１０であり、水分バリア性、成形性に優れる。シーラント層１１は、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−αオレフィン共重合体等のポリエチレン系樹脂や、ポリプロピレン、プロピレン・エチレン共重合体等のポリプロピレン系樹脂等の熱融着性を有する樹脂から形成される。またこれらの樹脂を不飽和カルボン酸やアクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸等で変性した樹脂やイオン架橋した樹脂を用いても良いてもよい。更にシーラント層１１は、バリア層１２との接着性がよい変性ポリオレフィン系樹脂からなる層とヒートシール性が良好なポリオレフィン系樹脂からなる層の二層であってもよい。
【００１２】
バリア層１２は、電池やキャパシタの内部に水分が浸入することを防止するための層であり、性能面から、アルミニウム、ニッケル、ステンレス等の金属箔が適しており、特に価格面からアルミニウム箔が適する。尚、バリア層がアルミニウム箔の場合は、若干の鉄を含有することが好ましく、更に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箔を用いる方が望ましい。またバリア層１２には、フッ酸に対する耐性、即ち、防食性を向上させ、更にシーラント層１１との密着性を向上させる為に、クロメート処理、ベーマイト処理、パーカライジング処理、トリアジンチオール処理等の化成処理を施すと良い。
【００１３】
ナイロン層１３は、例えばナイロン６、ナイロン６，６、ナイロン６，６とナイロン６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）等のナイロンから成形される。またナイロン層１３として、上述したナイロンを公知の方法にて製膜し、二軸延伸したナイロンフィルムを用いると、機械的強度が向上する。
【００１４】
図１（Ｂ）は、シーラント層１１’／バリア層１２’／ナイロン層１３’／ポリエステル層１４’からなる四層のラミネートフィルム１０’の概略断面図である。該ラミネートフィルム１０’には、ナイロン層１３’の外側にポリエステル層１４’が設けられており、ポリエステル層１４’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、エチレンテレフタレート／エチレンイソフタレート共重合体やブチレンテレフタレート／ブチレンイソフタレート共重合体等の共重合ポリエステル等のポリエステルから形成される。またポリエステル層１４’を二軸延伸したポリエステルフィルムとすると、ラミネートフィルムの強度が向上する。
【００１５】
次にこれらのラミネートフィルムを用いて、本発明のリチウム二次電池もしくはキャパシタ用容器（以下、「電池等用容器」と称す。）を製造する方法について説明する。本発明の電池等用容器を製造するには、ラミネートフィルムの一部を折り返す工程と、ラミネートフィルムを製袋する工程を要すが、製袋する工程を先にし、折り返す工程を後にすると、袋状をしたラミネートフィルムの一部を折り返さなければならず作業が複雑になる。したがって折り返す工程を先にし、製袋する工程を後にすることが望ましい。製袋する前のラミネートフィルム原反であれば、例えば三角形状をしたフォーマー（ガイド板）に沿わせるだけで、簡単に折り返すことができる。
【００１６】
折り返しは、ラミネートフィルム原反の長手方向の両側辺、或いは一辺を、シーラント層が外側となるように折り返す。折り返しの幅は０．５〜５０ｍｍ程度が適する。該範囲よりも狭いと目的とする効果が得られず、広くても効果の向上は期待できない。ラミネートフィルム原反の両側辺を折り返した場合は、折り返し部を有する長尺ラミネートフィルムを、更にシーラント層を内側にして半折し、袋の両サイドとなる部分を熱融着し、一定幅ごとに切断することにより電池等用容器を得ることができる。またラミネートフィルム原反の長手方向の一辺を折り返した場合は、同様の折り返し部を有する長尺ラミネートフィルムを二組用意し、これらを折り返し部が近接し、シーラント層が内側になるように重ね合わせ、折り返し部を除く三方を熱融着し、一定幅ごとに切断することにより電池等用容器を得ることができる。
【００１７】
また本発明の電池等用容器には必要に応じて粘着テープを取り付けることができる。粘着テープで折り返し部を容器本体に固定することにより、折り返し部が開くことを防止できる。またこのとき粘着テープがラミネートフィルム端面を覆っていると、電解液のフィルム端面への付着を確実に防止できる。粘着テープとしては、テープ状のプラスチックフィルムの裏面にゴム系粘着剤やアクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、変性オレフィン系粘着剤等を塗布したものを例示する。特に変性オレフィン系の粘着剤は、容器本体の貼着面がポリエチレンテレフタレート樹脂層のように、難接着性の樹脂であっても貼着することができる為、適する。尚、粘着テープはラミネートフィルム原反を折り返した次の工程で、折り返し部を固定するように取り付けてもよく、ラミネートフィルム原反から折り返し部を有する容器を製袋し、その後、取り付けても良い。
【００１８】
尚、本発明の電池等用容器を用いてリチウム二次電池やキャパシタを製造するには、開口部から内容物を挿入し、電極リードあるいは集電板の一部を容器の外部に突出させながら、開口部を熱融着して袋を密封するとよい。熱融着する位置は特に限定されないが、開口部に近接することが望ましい。
【実施例】
【００１９】
次に、実施例を挙げて本発明を説明する。
［実施例１］
初めにラミネートフィルムを製造する。まず二軸延伸ナイロンフィルムと二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムとを、接着剤を介して貼り合せて二軸延伸ナイロンフィルム／二軸延伸ポリエステルフィルムの積層体を作製し、これを基材層とする。次にアルミニウム箔の片面にクロメート処理を行い、これをバリア層とする。また無水マレイン酸変性ポリプロピレン層とプロピレン・エチレン共重合体層を有する二層フィルムを製造し、これをシーラント層とする。最後に、二軸延伸ナイロンフィルム／二軸延伸ポリエステルフィルムの積層体とバリア層とシーラント層とを貼り合わせ、二軸延伸ポリエステルフィルム／二軸延伸ナイロンフィルム／バリア層／シーラント層という層構成をもつラミネートフィルムを得る。尚、基材層とバリア層との貼り合せは接着剤を用いておこない、バリア層とシーラント層との積層は熱圧着により行った。またバリア層のクロメート処理面とシーラント層とが接するように貼り合せた。
次に該ラミネートフィルムから、図２に示す実施例１の電池等用容器を製造した。具体的にはラミネートフィルム原反の長手方向の両側辺を、シーラント層が外側になるように折り返して、折り返し部２１を成形し、次いで該折り返し部２１同士が近接し、シーラント層が内側になるようにラミネートフィルムを半折し、最後に折り返し部に対して垂直な方向に熱融着し、一定幅毎に切断して、実施例１の電池等用容器を得た。
該電池等用容器を用いてリチウムイオン電池を製造したが、電解液がラミネートフィルム端面に付着することはなかった。
【００２０】
［実施例２］
次に実施例１で用いたのと同じ層構成を持つラミネートフィルムから、図３に示す実施例２の電池等用容器を製造した。具体的には、ラミネートフィルム原反を二組用意し、各フィルム原反の長手方向の一辺をシーラント層が外側になるように折り返して折り返し部３１を成形し、次いで粘着テープ３４を取り付けた。このとき粘着テープ３４が、折り返し部３１の端面を覆い隠し、更に折り返し部３１と容器本体３５とを貼着するように取り付けた。更に、折り返し部を有する二組の長尺ラミネートフィルムを折り返し部３１が近接し、シーラント層が内側になるように重ね合わせ、折り返し部を除く三方を熱融着し、一定幅ごとに切断して実施例２の電池等用容器を得た。
実施例２の容器を用いてリチウムイオン電池を製造したが、電解液がラミネートフィルム端面に付着することはなかった。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明は、リチウムイオン電池やリチウムポリマー電池等のリチウム二次電池や、キャパシタを製造する際に利用することができる。また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能であり、電解液を用いる様々な容器に利用することができる。
【符号の説明】
【００２２】
１０  １０’              ラミネートフィルム
１１  １１’              シーラント層
１２  １２’              バリア層
１３  １３’              ナイロン層
１４’                    ポリエステル層
２  ３                    リチウム二次電池もしくはキャパシタ用容器
２１  ３１                折り返し部
２２  ３２                開口部
２３  ３３                熱融着部
３４                      粘着テープ
３５                      容器本体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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