(57)【要約】【課題】リード金属を使用する幅に応じて複数の金属条または金属箔条または金属箔に分割した後に、並列して同時に表面処理することにより、分割面もノンクロムで表面処理されて、耐フッ化水素酸性に優れたリード金属を一挙かつ容易に製造できるようにする。【解決手段】リード金属２を長手方向に沿って複数の金属条または金属箔条または金属箔に分割し、複数の前記金属条または金属箔条または金属箔を所定の間隔を空けて保持し、複数の前記金属条または金属箔条または金属箔の表面に、ポリアクリル酸及びポリアクリル酸アミドを含む樹脂成分と金属塩とを含む処理液を付着させ、複数の前記金属条または金属箔条または金属箔の面に沿って気体を吹き付けて複合皮膜層５を形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属部材から切り分けられた複数の金属条または金属箔を所定の間隔を空けて配列し、
複数の前記金属条または金属箔の表面に、樹脂成分と金属塩とを含む処理液を付着させ、
複数の前記金属条または金属箔の面に沿って気体を吹き付けて、前記金属条または金属箔に付着した前記処理液の厚さを所定の厚さまで除去して、複合皮膜層を形成する複合皮膜層付リード金属の製造方法。
【請求項２】
複数の前記金属条または金属箔に気体を吹き付ける回数を２回以上とした請求項１に記載の複合皮膜層付リード金属の製造方法。
【請求項３】
複数の前記金属条または金属箔の表面に前記処理液を付着させる工程において、複数の前記金属条または金属箔を長手方向に繰り出して走行させる請求項１または２に記載の複合皮膜層付リード金属の製造方法。
【請求項４】
複数の前記金属条または金属箔に走行時にかかる張力を前記金属条または金属箔ごとに調整する請求項３に記載の複合皮膜層付リード金属の製造方法。
【請求項５】
前記金属部材を複数の前記金属条または金属箔の幅に応じて前記張力を調整する請求項４に記載の複合皮膜層付リード金属の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合皮膜層付リード金属の製造方法に関し、詳しくは、複数の金属条または金属箔条または金属箔に分割された金属部材の表面に複合皮膜層が形成された複合皮膜層付リード金属の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池などの非水電解質電池であって正極板、負極板および電解液を、積層フィルムからなる封入体に収納し、正極板、負極板に接続したリード線を密封封止して外部に取り出す構造のものが知られている。
【０００３】
積層フィルムからリード線を取り出す部分が、電解液により剥がれると電池の液漏れや性能低下の原因となる。
【０００４】
これを改善する方法として、リード線（金属）の表面部分を化成処理層で覆う方法がある。特許文献１には、ノンクロムで表面処理され、耐フッ化水素酸性に優れたリード金属およびリード部材の製造方法が開示されている。この製造方法によると、リード線に均一な厚さの複合皮膜層を形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−０２２８２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、表面処理後に使用する幅に合わせリード金属を複数の金属条または金属箔に分割しているため、各金属条または金属箔の分割面（側端面）には表面処理膜が無いことになる。表面処理膜が無い分割面は、電池内で発生したフッ化水素酸により腐食され易くなる。
【０００７】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、リード金属を使用する幅にした後に、表面処理することにより、金属条または金属箔の側端面もノンクロムで表面処理されて、耐フッ化水素酸性に優れたリード金属を一挙かつ容易に製造することが可能なリード金属の製造方法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る複合皮膜層付きリード金属の製造方法は、金属部材から切り分けられた複数の金属条または金属箔を所定の間隔を空けて配列し、複数の前記金属条または金属箔の表面に、樹脂成分と金属塩とを含む処理液を付着させ、複数の前記金属条または金属箔の面に沿って気体を吹き付けて複合皮膜層を形成する複合皮膜層付リード金属の製造方法である。
【発明の効果】
【０００９】
上記によれば、リード部材に用いる金属部材を分割した後に複数の分割片（金属条または金属箔）を並列して同時に表面処理しているため、分割面も表面処理されて耐フッ化水素酸性に優れた複合皮膜層付リード金属を一挙かつ容易に製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一態様にかかる複合皮膜層付リード金属が使用される非水電解質電池の一例を示す外観図である。
【図２】図１の非水電解質電池のリード線部分の構成を示す要部断面図である。
【図３Ａ】本発明の一態様にかかる複合皮膜層付リード金属の製造方法に適用される複合皮膜層の形成工程の一例を説明するための図である。
【図３Ｂ】図３Ａの複合皮膜層の形成工程の一例を説明するための図の斜視図である。
【図４】リード部材の全体構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
本発明の一態様に係る複合皮膜層付リード金属の製造方法の発明は、（１）金属部材から切り分けられた複数の金属条または金属箔を所定の間隔を空けて配列し、複数の前記金属条または金属箔の表面に、樹脂成分と金属塩とを含む処理液を付着させ、複数の前記金属条または金属箔の面に沿って気体を吹き付けて複合皮膜層を形成する複合皮膜層付リード金属の製造方法である。前記金属部材を複数の前記金属条または金属箔に分割した後に表面処理することで、分割面も表面処理され、耐フッ化水素酸性が高まる。
【００１２】
（２）複数の前記金属条または金属箔に気体を吹き付ける回数を２回以上とすることが好ましい。気体を吹き付ける回数を増やして各回の単位時間当たりの気体を吹き付ける量を少なくすることで、エアブローからのエアの風圧で金属条または金属箔が伸びたり、複合皮膜層の厚みがばらつくのを防ぐことができる。
【００１３】
（３）複数の前記金属条または金属箔の表面に前記複合皮膜層を形成する工程において、複数の前記金属条または金属箔を繰り出して並列して走行させて表面処理を行うことが好ましい。処理液を付着させる箇所と気体を吹き付ける箇所を固定して表面処理する。表面処理された金属条または金属箔を巻き取る。
【００１４】
（４）複数の前記金属条または金属箔が走行する時にかかる張力を前記金属条または金属箔ごとに調整することが好ましい。幅が狭くなった前記金属条または金属箔が延びないようにするためである。
【００１５】
（５）前記金属部材を複数の前記金属条または金属箔に分割した幅に応じて前記張力を調整することが好ましい。それぞれの金属条または金属箔で前記張力の調整を最適に行うことが可能となるからである。
【００１６】
［本発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態にかかる複合皮膜層付リード金属の製造方法の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
図１は、非水電解質電池の一例を示す外観図で、図２は、図１の非水電解質電池のリード線部分の構成を示す要部断面図である。本実施形態の製造方法によって製造されるリード部材１は、薄形構造の非水電解質電池９の内部から外部に電流を取り出すために用いられる。このリード部材１は、ニッケル、ニッケルめっき銅、ニッケルをクラッド材として銅に貼り付けたニッケルクラッド銅またはアルミニウムなどから形成された平角導体または金属箔などからなるリード金属（金属部材）２の一部を両面から絶縁体６で覆ったものである。リード部材１は、絶縁体６部分で封入体３のシール部３ａに密着される。リード金属２は、封入袋３の内部で電極端子に接続され、封入袋３の外にリード金属２が引き出される。
【００１７】
封入体３は、積層フィルム４の周縁部のシール部３ａを熱融着させて袋状としたものである。封入体３内には、正電極、負電極、隔膜等と非水の溶媒（例えば、有機溶媒）に電解質（例えばリチウム化合物）が溶解された非水電解液とを含む単一の電気化学セルが密封収納されている。
【００１８】
リード部材１は、外部への電気接続のためにシール部３ａから取り出され、その取り出し部分でリード金属２は絶縁体６で被覆絶縁されている。リード部材１のリード金属２は、表面に複合皮膜層５が形成され、その外面に絶縁体６が接着されている。
【００１９】
複合皮膜層５は、リード金属２の表面に、ポリアクリル酸及びポリアクリル酸アミドを含む樹脂成分と金属塩とを含む処理液を塗布することによって形成されている。この複合皮膜層５によってフッ化水素酸によるリード金属２の腐食が防止される。
【００２０】
絶縁体６は、リード金属２の取り出し部分を覆って積層フィルム４の金属箔４ａとの電気的絶縁を行なうもので、接着層７と絶縁層８の２層で形成することが好ましい。
接着層７には、例えば、熱可塑性ポリオレフィン樹脂等、好ましくは低密度ポリエチレンまたは酸変性低密度ポリエチレンや酸変成ポリプロピレンが用いられ、リード金属２上の複合皮膜層５に熱融着されている。
【００２１】
絶縁層８は、封入体３に融着される。絶縁層８は、封入体３のシール部３ａをヒートシールするときの温度では溶融しない樹脂材料で形成され、例えば、架橋ポリオレフィン樹脂、好ましくは架橋された低密度ポリエチレン或いは酸変成ポリプロピレンまたはエチレン−ビニルアルコール重合体（例：エチレン比率４４％、厚さ１００μｍ、融点１６５℃）が用いられる。
【００２２】
上記の複合皮膜層５は、リード金属（金属部材）２を樹脂成分と金属塩とを含む処理液で満たされた漕（以下、処理液漕１０）の中に浸漬した状態となるように通過させることにより、リード金属２の表面に処理液を付着させ、リード金属２の面に沿って気体を２回以上吹き付けて成膜する。また、上記処理液の組成は、一部オキサゾリン基が追加された組成であってもよい。樹脂成分にはポリアクリル酸またはポリアクリル酸アミドが含まれる。金属塩としては、クロムを含まない例えば、ジルコニウム塩、チタン塩、その他モリブデン塩等を用いることが好ましい。ジルコニウム塩には、炭酸水酸化ジルコニウムアンモニウム［（ＮＨ4）3ＺｒＯＨ（ＣＯ3）3］、フッ化ジルコン酸塩、炭酸ジルコニウム塩、リン酸ジルコニウム塩などを使用することができる。また、チタン塩には、キレート系の有機チタンなどを使用することができ、モリブデン塩には、モリブデン酸塩を使用することができる。これにより、環境汚染物質である６価クロム、更には将来規制される可能性のある３価クロムも含まない複合皮膜層５をリード金属２の表面にむらなく形成して耐フッ酸性に優れたリード部材１を得ることができる。幅の細い（例えば１〜２ｍｍ）リード金属では、リード金属の全表面積に対して側端面でリード金属が露出する部分の割合が比較的大きく、金属露出部分の腐食の影響が比較的大きい。本発明はそのような幅の細いリード金属において、腐食の恐れをなくすので、特に有効である。
【００２３】
複合皮膜層５は、その樹脂成分が１ｍｇ／ｍ2〜２００ｍｇ／ｍ2、金属塩（付着量）が０.５ｍｇ／ｍ2〜５０ｍｇ／ｍ2で形成されていることが好ましい。樹脂成分が１ｍｇ／ｍ2未満であると、複合皮膜層５の柔軟性が低下し、クラックが発生しやすくなり、２００ｍｇ／ｍ2を越えると絶縁体６の接着層７との接着性が低下する。また、金属塩が０.５ｍｇ／ｍ2未満では耐フッ化水素酸性が不足し、５０ｍｇ／ｍ2を越えると脆い皮膜層となってしまう。
【００２４】
また、複合皮膜層５は、その樹脂成分と金属塩との比率が、例えば１：３〜６：１の割合となるようにして形成することが好ましい。有機樹脂成分の無機金属塩に対する比率が１：３を下回ると、複合皮膜が金属と接着する力が弱くなりがちである。一方、６：１を上回ると、今度は複合皮膜層５中の無機分の相対量が低下するため、耐フッ化水素酸性が弱くなりがちである。
【００２５】
次に複合皮膜層付リード金属の製造方法についてさらに詳しく説明する。
まず、金属部材を分割する。
分割する前の金属部材は長尺のものであり、その幅方向に複数の金属条または金属箔に分割する。分割する幅は、適宜決定されるが、１．０ｍｍ〜６．０ｍｍのものが多い。全て同一の幅で分割してもよいし、異なる幅で分割してもよい。
【００２６】
リード金属２の表面に複合皮膜層５を形成する前処理として、濡れ性を確保するための表面状態の調質処理を行う。具体的には、リード金属２となるニッケル、ニッケルめっき銅、ニッケルクラッド銅またはアルミニウムなどの金属箔に対して、水酸化ナトリウム水溶液を用いた陰極電解脱脂処理を行うことができる。電解脱脂は、アルカリ性の溶液中で電解を行い、鹸化反応と共に発生する水素ガスの攪拌作用により脱脂と機械的剥離を促進して濡れ性を向上させる。上記調質処理は、分割面にも処理液が十分に付着し、複合皮膜層５が形成されるように、リード金属２を複数の金属条または金属箔に分割した後に行うのが好ましい。
【００２７】
次に、複合皮膜層５を形成する。
図３Ａは、複合皮膜層の形成工程の一例を説明するための図で、複合皮膜層５の形成工程を横から見た状態を概略的に示す図である。また、図３Ｂは、図３Ａの斜視図である。リード金属２を分割した複数の金属条または金属箔は、２〜３ｍｍの間隔を空けて配列された状態で、図３Ａのパスライン１１に沿って矢印Ｔの方向に連続的に繰り出されて走行する。複数の金属条または金属箔は、巻き取られた状態のものが引き延ばされて装置にかけられ、複合皮膜層５が形成された後、巻き取られる。なお、複数の金属条または金属箔の走行する方向が変わる箇所には、図示しないローラーが設けられている。
ここでは、まず複数の金属条または金属箔の表面に、ポリアクリル酸及びポリアクリル酸アミドを含む樹脂成分と金属塩とを含む処理液を付着させる。この処理は、例えば、処理液漕１０中に金属条または金属箔を通過させることにより行う。
【００２８】
そして、上記の処理により処理液が付着した金属条または金属箔の処理液の膜厚を調整する。膜厚の調整は、処理液漕１０中を通過した金属条または金属箔に対し、下流側に設けられた複数組のエアブローセット１２を用いて少なくとも２段階に渡って行うことができる。一組のエアブローセット１２は、吹き出し口１３ａを備えた二つのエアブロー１３からなる。エアブローは、金属条または金属箔の二つある主面（表裏）に向き合うように（金属条または金属箔の表面に一方のエアブローが向き合い、金属条または金属箔の裏面に他方のエアブローが向き合う）、かつ吹き出し口の長手方向が金属条または金属箔の幅方向に一致するように配置される。そして、エアブロー１３の内部に気体（ここではエア）を送り込んで、吹き出し口１３ａからエアを金属条または金属箔の両面側に吹き付ける。図３Ａに示すようにエアブローから吹き出すエアの向きと金属条または金属箔の走行する向きとの角度（劣角を取る）を０度より大きく９０度未満とする。この角度を３０度〜８０度とすることが好ましい。これによりエアは、金属条または金属箔の面に沿って吹き付けられる。エアは、所定の間隔を空けて保持された複数の金属条または金属箔の隙間を通り抜ける。
【００２９】
処理液漕１０中を通過した複数の金属条または金属箔は、連続的に移動して、鉛直方向に引き上げられながら、エアを両面側に吹き付けられる。
金属条または金属箔が処理液漕１０中を通過した直後の下流側に第１のエアブローセット１２から吹き出されたエアが、複数の金属条または金属箔の表面から大まかに処理液を除去する。第１のエアブローセット１２のさらに下流側（第１のエアブローセット１２の上方）に第２のエアブローセット１２が設けられ、第２のエアブローセットから吹き出されたエアが複数の金属条または金属箔の表面の処理液を所定の厚さまで除去する。
こうして、エアブローセット１２が２段階に渡って複数の金属条または金属箔に吹き付けるエアによって、複数の金属条または金属箔の表面に付着した処理液が所望の厚さまで除去されて、当該処理液によって金属条または金属箔の表面に均一な厚さの複合皮膜層５を得ることができる。処理液の膜厚は、エアブローセット１２の吹き出し口１３ａ間の距離や、各吹き出し口１３ａから噴出させるエアの流量等により調整することができる。
【００３０】
上記のように、金属条または金属箔にエアを吹き付ける回数を２回とする場合、各回におけるエアの単位時間（例えば１分）当たり風量を、先行技術におけるようにエアを吹き付ける回数が１回であるときの半分とするのが好ましい。幅広の金属部材を表面処理する先行技術と較べ、金属部材を複数の金属条または金属箔に分割して表面処理する場合、エアの単位時間当たり風量を先行技術と同じとすると、風圧で幅の狭い金属条または金属箔が伸びたり、金属条または金属箔と吹き出し口１３ａの間隔が変動して、処理液の膜厚が一定にならない虞がある。
【００３１】
また、上記工程において、金属条または金属箔が繰り出されて長手方向に連続的に走行するとき、金属条または金属箔にかかる張力を金属条または金属箔ごとに調整するのが好ましい。そして、張力の調整は、金属条または金属箔に分割した幅に応じたものとすること、例えば、金属条または金属箔の幅が狭いときは張力を小さくすることが好ましい。幅の狭い金属条または金属箔が延びないように保持するためである。
なお、金属条または金属箔にかかる張力の調整は、繰り出し張力や巻き取り張力の調整、またはパスラインに引き取り装置が設置された場合はその引き取り張力の調整によって行われる。
【００３２】
図４は、リード部材の全体構成を示す図である。複合皮膜層５が形成された金属条または金属箔が所定の寸法に裁断されてリード金属２となる。そしてリード金属２の一部（長さ方向の両端を除く部分）にフィルム状の絶縁体６がリード金属２を挟んで張り合わされる。絶縁体６の幅はリード金属２の幅より大きく、リード金属２の幅方向のすぐ外で絶縁体６が貼り合わされる。つまり、リード金属２の両側および側面に絶縁体６が設けられる。
【００３３】
（実施例）
分割する前の金属部材にアルミニウム（厚さ０．１ｍｍ）を使用する。アルミニウムは、長手方向に沿って５．０ｍｍ幅の複数の金属条または金属箔に分割された後、濡れ性を確保するための前処理として、水酸化ナトリウムを使用した陰極電解脱脂による表面状態の調質処理を行う。そして、ポリアクリル酸及びポリアクリル酸アミドを含む樹脂成分と、炭化水酸化ジルコニウムアンモニウム［（ＮＨ4）3ＺｒＯＨ（ＣＯ3）3］による金属塩とを含む処理液を複数の金属条または金属箔に付着させる。
ここでは、図３Ａおよび図３Ｂに示すような装置を使用し、複数の金属条または金属箔（アルミニウム箔）を２ｍｍの間隔を空けて保持した状態で、長手方向に走行させ、処理液中に通過させることで、複数の金属条または金属箔の表面に処理液を付着させる。そして、処理液が付着した複数の金属条または金属箔に対してエアブローによって２段階でエアを吹き付けて、複数の金属条または金属箔の表面の余分な処理液を除去する。このときに各エアブローから吹き出すエアの単位時間当たり風量は、３００Ｌ／ｍｉｎとする。
【００３４】
上記のように、本発明の実施形態によれば、金属部材を複数の金属条または金属箔に分割した後に、並列して同時に表面処理することにより、分割面（リード金属の側端面）もノンクロムで表面処理されて、耐フッ化水素酸性に優れたリード金属を一挙かつ容易に製造することが可能となる。
【符号の説明】
【００３５】
１…リード部材、２…リード金属、３…封入体、３ａ…シール部、４…積層フィルム、４ａ…金属箔、５…複合皮膜層、６…絶縁体、７…接着層、８…絶縁層、９…非水電解質電池、１０…処理液漕、１１…パスライン、１２…エアブローセット、１３…エアブロー、１３ａ…吹き出し口。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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