(57)【要約】【課題】本発明は、安定した密封性、絶縁性を示す扁平型電気化学セルの製造方法を提供する。【解決手段】基材層６と、少なくとも片面に化成処理層７ａを備えた金属箔層７と、熱接着性樹脂層８とが、少なくとも順次積層された包装材に扁平型電気化学セル本体２を封入後、密封シールする扁平型電気化学セル１の製造方法において、扁平型電気化学セル本体を封入後、密封シールした後、周縁シール部１０ｂに熱接着性樹脂層８の融点以上の温度を加える熱処理工程を設けた。【選択図】図１
2008041403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材層と、少なくとも片面に化成処理層を備えた金属箔層と、熱接着性樹脂層とが、少なくとも順次積層された包装材に扁平型電気化学セル本体を密封収納する扁平型電気化学セルの製造方法において、
前記包装材を袋状に成形する成形工程と、
袋状に成形した前記包装材に扁平型電気化学セル本体を封入後、密封シールする密封シール工程と、
前記包装材のシール部を折り曲げる折り曲げ工程と、
前記シール部付近に前記熱接着性樹脂層の融点以上の温度を加える熱処理工程と、を含むことを特徴とする扁平型電気化学セルの製造方法。
【請求項２】
基材層と、少なくとも片面に化成処理層を備えた金属箔層と、熱接着性樹脂層とが、少なくとも順次積層された包装材に扁平型電気化学セル本体を密封収納する扁平型電気化学セルの製造方法において、
前記包装材をプレス加工して凹部を成形する凹部成形工程と、
凹状に成形した前記包装材に扁平型電気化学セル本体を封入後、密封シールする密封シール工程と、
前記包装材のシール部を折り曲げる折り曲げ工程と、
少なくとも前記シール部付近又は前記凹部の側壁付近のいずれか一方に前記熱接着性樹脂層の融点以上の温度を加える熱処理工程と、を含むことを特徴とする扁平型電気化学セルの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の扁平型電気化学セルの製造方法により製造された扁平型電気化学セルであって、前記金属箔層が厚さ８０μｍ以上１２０μｍ以下のアルミニウム箔であることを特徴とする扁平型電気化学セル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、安定した密封性、絶縁性を示す扁平型電気化学セルの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池とは、リチウム二次電池ともいわれ、液状、ゲル状又は高分子ポリマー状の電解質を持ち、正極・負極活物質が高分子ポリマーからなるものを含むものである。このリチウムイオン電池は、充電時には正極活物質であるリチウム遷移金属酸化物中のリチウム原子（Ｌｉ）がリチウムイオン（Ｌｉ+）となって負極の炭素層間に入り込み（インターカレーション）、放電時にはリチウムイオン（Ｌｉ+）が炭素層間から離脱（デインターカレーション）して正極に移動し、元のリチウム化合物となることにより充放電反応が進行する電池であり、ニッケル・カドミウム電池やニッケル水素電池より出力電圧が高く、高エネルギー密度である上、浅い放電と再充電を繰り返すことにより見掛け上の放電容量が低下する、いわゆるメモリー効果がないという優れた特長を有している。
【０００３】
ここで、リチウムイオン電池の構成は、正極集電材／正極活性物質層／電解質層／負極活性物質層／負極集電材及び、これらを包装する外装体からなり、外装体として従来、金属をプレス加工し円筒状または直方体状等に容器化した金属製缶が用いられていた。
【０００４】
しかし、金属製缶は、容器外壁がリジッドであるため、電池自体の形状が限定されてしまい、ハード側を電池に合わせて設計する必要から形状の自由度がないため、近年、金属製缶に替わって多層フィルムが外装体として用いられる傾向にある。この外装体は、少なくとも基材層、金属箔、熱接着性樹脂層で構成され、袋状に形成し電池本体を収納するパウチタイプ、または、多層フィルムをプレス加工して凹部を形成し、該凹部に電池本体を収納するエンボスタイプに大別される。
【０００５】
図７（ａ）は、パウチタイプのリチウムイオン電池１の斜視図であり、図７（ｂ）に示すように袋状に形成された電池用包装材１０にリチウムイオン電池本体２が密封収納される。また、図８（ａ）はエンボスタイプのリチウムイオン電池１の斜視図であり、図８（ｂ）に示すようにエンボス部が形成されたトレイ１０ｔとシート１０ｓとから成る電池用包装材１０を用いてリチウムイオン電池本体２が密封収納される。また、４はリチウムイオン電池本体２の正極及び負極に接続される金属端子である。
【０００６】
ここで、リチウムイオン電池１を実際に使用する場合、電池用包装材１０だけでは、耐衝撃性に弱く、小さな傷が原因でクラックを起こすことがあるため、リチウムイオン電池１はプラスチックケースに収納され使用されることがよくある。
【０００７】
図９（ａ）はリチウムイオン電池１を示す概略斜視図であり、図９（ｂ）は点線で示されるプラスチックケース１３に収納されたリチウムイオン電池１を示す概略斜視図である。このとき、リチウムイオン電池１は小型化を図るため、リチウムイオン電池１の外装体周縁シール部１０ｂを折り曲げてプラスチックケース１３に収納されている。図９（ｃ）はプラスチックケース１３に収納したリチウムイオン電池１を図２（ｂ）の矢印ｘ方向から見た断面図である。
【０００８】
また、上記リチウムイオン電池の小型化を目的とする以外にも特許文献１に示すように外装体の側面の強度、剛性を高めるために外装体周縁部を折り曲げることがある。
【特許文献１】特開２００１−２５０５１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、周縁シール部１０ｂの内縁の折り目である折り曲げ部１０ｃにおいて、熱接着性樹脂層８はヒートシール時に一度溶融し、その後結晶化しているため、折り曲げ時、クラックが発生し易い。また、このクラックが発生した場合、電池用包装材１０内部の電解質がクラックから浸透し金属箔に接触するため、リチウムイオン電池の出力が著しく低下し、電池の機能を失うことが問題となる。
【００１０】
また、リチウムイオン電池２本体を外装体１０に収納する以外に、キャパシタ、電気二重層キャパシタを収納し密封シールした場合にも同様の問題が生じる。
【００１１】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、密封シール性、絶縁性に優れるリチウムイオン電池等の扁平型電気化学セルの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、基材層と、少なくとも片面に化成処理層を備えた金属箔層と、熱接着性樹脂層とが、少なくとも順次積層された包装材に扁平型電気化学セル本体を密封収納する扁平型電気化学セルの製造方法において、前記包装材を袋状に成形する成形工程と、袋状に成形した前記包装材に扁平型電気化学セル本体を封入後、密封シールする密封シール工程と、前記包装材のシール部を折り曲げる折り曲げ工程と、前記シール部付近に前記熱接着性樹脂層の融点以上の温度を加える熱処理工程と、を含むことを特徴とする扁平型電気化学セルの製造方法である。
【００１３】
本発明の第２の構成は、基材層と、少なくとも片面に化成処理層を備えた金属箔層と、熱接着性樹脂層とが、少なくとも順次積層された包装材に扁平型電気化学セル本体を密封収納する扁平型電気化学セルの製造方法において、前記包装材をプレス加工して凹部を成形する凹部成形工程と、凹状に成形した前記包装材に扁平型電気化学セル本体を封入後、密封シールする密封シール工程と、前記包装材のシール部を折り曲げる折り曲げ工程と、少なくとも前記シール部付近又は前記凹部の側壁付近のいずれか一方に前記熱接着性樹脂層の融点以上の温度を加える熱処理工程と、を含むことを特徴とする扁平型電気化学セルの製造方法である。
【００１４】
本発明の第３の構成は、上記扁平型電気化学セルの製造方法により製造された扁平型電気化学セルであって、前記金属箔層が厚さ８０μｍ以上１２０μｍ以下のアルミニウム箔であることを特徴とする扁平型電気化学セルである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の第１の構成によると、熱接着性樹脂層はヒートシール時に一度溶融し、その後結晶化しているため、折り曲げ時、クラックが発生し易いが、密封シールし折り曲げた後、再び周縁シール部に接着性樹脂層の融点以上の熱処理を施すことにより、クラックが発生した箇所を溶融させ、クラックを修復することができる。これにより、外装体内部の電解質がクラックした箇所から金属箔層と接触することを防ぎ、外装体の絶縁性を確保することができる。
【００１６】
また、本発明の第２の構成によると上記第１の構成と同様に熱処理を施すことにより、折り曲げ時に発生した微小なクラックを修復し外装体の絶縁性を確保することができるとともに、外装体をプレスしてエンボス加工する際、外装体の側壁において熱接着性樹脂層にクラックが生じた場合においても熱処理によって熱接着性樹脂層が溶融し微小なクラックを修復し、元の状態に戻すことができる。
【００１７】
本発明の第３の構成によると、厚さ８０μｍ以上１２０μｍ以下の金属箔を外装体に用いることで、包装材としての耐衝撃性、耐突刺し性が向上する。
【００１８】
また、アルミニウム箔が厚い分、ヒートシール時にアルミニウム箔に保持された熱が放熱するまで時間がかかり、ヒートシール樹脂の結晶化が進み、これが原因となりシール部折り曲げ時にクラックが発生しやすくなる。
【００１９】
しかし、本発明の構成によるとクラックが発生した場合でも、熱処理により熱接着性樹脂層が溶融し微小なクラックを修復し、扁平型電気化学セルの絶縁性を確保することができるため、この問題を考慮する必要がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は、密封シール性、絶縁性に優れる扁平型電気化学セルの製造方法及びそれにより製造された扁平型電気化学セルである。以下、扁平型電気化学セルの一実施形態であるリチウムイオン電池１を用いて、その外装体について、図等を利用してさらに詳細に説明する。なお、従来例の図７、図８、図９と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００２１】
本発明に係るリチウムイオン電池１の製造工程は主に、リチウムイオン電池１を封入する電池用包装材１０を袋状又はエンボス形状に成形加工する成形工程、袋状又はエンボス形状に成形加工した電池用包装材１０にリチウムイオン電池本体２を封入し密封シールする密封シール工程、該密封シールした電池用包装材１０のシール周縁部１０ｂを折り曲げる折り曲げ工程及びシール部付近及び前記凹部の側壁付近を熱接着性樹脂層の融点以上の温度で熱処理する熱処理工程からなる。
【００２２】
成形工程においては、電池用包装材１０を袋状に成形する場合、電池用包装材１０を所定の大きさの短冊片に裁断し、この短冊片を半折りし、対向する又は隣接する２辺を所定幅でヒートシールするか短冊片を２枚重ね合わせ３辺をヒートシールして一方に開口を有する袋を作成する。また、電池用包装材１０をエンボス成形する場合、電池用包装材１０をプレス加工して凹状のトレイ１０ｔを成形する。
【００２３】
また、密封シール工程においては、図７で示したように、リチウムイオン電池本体２を袋状の電池用包装材１０に収納し、開口部を所定幅でヒートシールする。また、エンボス状の電池用包装材１０にリチウムイオン電池本体２を収納する場合、図８で示したようにエンボス部が形成された凹状のトレイ１０ｔにリチウムイオン電池本体２を収納し電池用包装材のシート１０ｓを被せ４辺をヒートシールする。
【００２４】
このとき、リチウム電池本体２の正極及び負極の各々に接続された金属端子４は外部に突出させるとともに電池用包装材１０で金属端子４を挟持した状態で熱接着することにより金属端子４周辺部においても密封性が確保される。
【００２５】
なお、リチウムイオン電池本体２は、正極活物質及び正極集電体から成る正極と、負極活物質及び負極集電体から成る負極と、正極及び負極間に充填される電解質とを含むセル（蓄電部）と、セル内の正極及び負極に連結されるとともに先端が外部に突出する電極端子４で構成されている。
【００２６】
折り曲げ工程においては、ヒートシールされた電池用包装材１０の周縁シール部１０ｂの内縁に折り目ができるよう所定幅で折り曲げることで電池全体をコンパクト化することができる。
【００２７】
次に熱処理工程について説明する。この熱処理工程の目的は、熱接着性樹脂層のクラックを修復することである。
【００２８】
エンボス状に電池用包装材を成形する場合、金属箔にアルミニウムの様な延伸性に優れた金属を用いた場合、最内層の熱接着樹脂層の伸びがアルミニウムの延伸に追いつかず、側壁部においてアルミニウムと熱接着性樹脂層にクラックが生じることがある。
【００２９】
また、周縁シール部１０ｂの内縁を折り曲げる場合、屈曲により熱接着性樹脂が延伸されクラックが発生する場合がある。図１（ａ）はリチウムイオン電池１の断面図であり、図１（ｂ）、（ｃ）は図１（ａ）の点線で囲まれた部分の拡大図である。
【００３０】
リチウムイオン電池１において、電池用包装材１０は金属箔層７を挟んで外装体内側に熱接着性樹脂層８、外装体外側に基材層６を有する（図１（ａ）参照）。また、周縁シール部１０ｂでは電池用包装材１０がヒートシールされ、上下の金属箔層７に挟まれた熱接着性樹脂層８が接着しリチウムイオン電池１内部が密封状態となっている（図１（ｂ）参照）。
【００３１】
しかし、周縁シール部１０ｂを折り曲げることによりクラックが発生し、そのクラックが金属箔層７まで到達した場合、リチウムイオン電池１内部の電解質が金属箔層７まで浸透し電池用外装剤１０の絶縁性を低下させる（図１（ｃ）参照）。特に、このクラックは金属箔層７に厚いアルミニウム箔を用いた場合、ヒートシール時にアルミニウム箔に保持された熱が放熱するまで時間がかかり、ヒートシール樹脂の結晶化が進むため発生し易くなる。
【００３２】
また、リチウムイオン電池１内部でガスが発生した場合、包装材１０が膨張しシール部を内側から上下に引き剥がす力がはたらき、周縁シール部１０ｂ内側の一部が破壊されクラックが生じることがある。
【００３３】
これら熱接着性樹脂層８におけるクラックの発生は熱接着性樹脂層８に融点以上の熱を加え、熱接着性樹脂を溶融させることで当該クラックが生じた部位を修復することができる。
【００３４】
この熱処理の方法としては、熱ロール接触式、熱風式、ヒートシールバー接触式または遠赤外線式等の方法があるが、本発明においてはいずれの熱処理方法でもよく、接着性樹脂層８をその融点以上の温度に加熱できればよい。また、熱処理時に、当該クラック部を加熱するだけでなく、加圧することでクラック等をより安定的に修復することができる。このとき、エンボスタイプのリチウムイオン電池１においては凹状トレイ１０ｔの側壁部又は周縁シール部１０ｂの内縁付近に限定して熱処理を施してもよい。
【００３５】
次に上記工程で使用されるリチウムイオン電池の外装体について説明する。図２はリチウムイオン電池の外装体である電池用包装材１０の断面構成を示している。電池用包装材１０は最外層に基材層６、最内層に熱接着性樹脂層８、その間に金属箔層７が配されたものであり、熱接着性樹脂層８と金属箔層７は酸変性ポリオレフィン層９を介して接着している。このとき、金属箔層７表面に化成処理層７ａを設けることで、基材層６及び熱接着性樹脂層８と金属箔層７との層間接着強度はいっそう安定する。
【００３６】
ここで、本発明に係る電池用包装材１０における金属箔層７と熱接着性樹脂層８の積層方法としては、ドライラミネーション法とサーマルラミネーション法とに大別することができる。ドライラミネーション法は接着剤を用いて積層するため生産性に優れる反面、接着剤層の断面からの水分透過性が高く、断面から浸入した水分が内層を透過し、電解液と反応してフッ化水素酸を発生させる。このフッ化水素酸は金属箔層７と熱接着性樹脂層８との間を時間経過とともに剥離させ液漏れの原因となる。
【００３７】
また、サーマルラミネーション法には、酸変性ポリオレフィン層９と熱接着性樹脂層８からなる共押しフィルムを熱ラミネーション法により金属箔層７に積層する方法と、溶融した酸変性ポリオレフィン層９を金属箔層７と熱接着性樹脂層８とで挟み込み積層するサンドイッチラミネーション法があり、いずれの方法も、ドライラミネーション法と比較して、耐内容物性、耐久性に優れる積層方法である。
【００３８】
次に、図２に示した電池用包装材１０の各層について具体的に説明する。熱接着性樹脂層８は、リチウム電池本体２の金属端子４（図７参照）を外側に突出した状態で挟持して熱接着する際に熱接着性樹脂層８と金属端子４との間に金属端子密封用接着性フィルムを介在させるか否かで構成するポリプロピレン層の種類が異なる。金属端子密封用接着性フィルムを介在させる場合には、プロピレン系樹脂の単体ないし混合物などからなるフィルムを用いればよいが、金属端子密封用接着性フィルムを介在させない場合、不飽和カルボン酸でグラフト変性した酸変性オレフィン樹脂からなるフィルムを用いる必要がある。
【００３９】
なお、熱接着性樹脂層８としてはポリプロピレンが好適に用いられるが、線状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレンの単層または多層、または、線状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレンのブレンド樹脂からなる単層または多層からなるフィルムも使用できる。
【００４０】
また、電池用包装材１０の最内層表面に溶融押出しされたポリプロピレン層を追加工して熱接着性樹脂層８を形成することもできる。溶融押出しされたポリプロピレン層を追加工することにより、所定のシール強度を確保しながらヒートシール温度を下げることができる。これは、溶融押出しされたポリプロピレン層は、熱接着性樹脂層８を構成する溶融押出しされていないその他のポリプロピレン層と比較して融点が低く、流動性が高いことによると考えられる。
【００４１】
通常、ポリプロピレン層をヒートシールする場合、ポリプロピレン層の融点（約１９０℃）付近の熱と圧力をシール部にかける必要がある。しかし、前記ポリプロピレン層表面に融点が１２０〜１５０℃の溶融押出しされたポリプロピレン層を設けることにより、未延伸ポリプロピレン層の融点より低温でヒートシールすることができる。
【００４２】
また、このとき溶融押出しされたポリプロピレン層にメルトインデックスが５ｇ／１０ｍｉｎ以上３０ｇ／１０ｍｉｎ以下のものを用いれば、前記シール温度において十分なシール強度を確保することができることがわかっている。
【００４３】
また、リチウムイオン電池本体２を電池用包装材１０に封入し電池本体の金属端子を外側に突出した状態で挟持して密封シールする際、溶融押出しされたポリプロピレン層は流動性が高いため金属端子の挟持部分全体を覆うようにして電池用包装材１０の開口部を密封シールすることができる。そのため前記金属端子挟持部から浸透する外部の水蒸気を遮断し、電解質と水蒸気の反応によるフッ化水素酸の生成を抑制することができる。
【００４４】
また、上記各タイプのポリプロピレン、すなわち、ランダムポリプロピレン、ホモポリプロピレン、ブロックポリプロピレンには、低結晶性のエチレンーブテン共重合体、低結晶性のプロピレンーブテン共重合体、エチレンとブテンとプロピレンの３成分共重合体からなるターポリマー、シリカ、ゼオライト、アクリル樹脂ビーズ等のアンチブロッキング剤（ＡＢ剤）、脂肪酸アマイド系のスリップ剤等を添加してもよい。
【００４５】
なお、上記いずれの樹脂層を熱接着性樹脂層８に用いた場合でも、ヒートシール後、熱処理を行なうことで熱接着性樹脂層８で発生したクラックを修復することができる。
【００４６】
次に基材層６について説明する。基材層６は、一般に、延伸ポリエステルまたはナイロンフィルムからなるが、この時、ポリエステル樹脂としては、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、ポリブチレンナフタレート、共重合ポリエステル、ポリカーボネート等が挙げられる。またナイロンとしては、ポリアミド樹脂、すなわち、ナイロン６、ナイロン６，６、ナイロン６とナイロン６，６との共重合体、ナイロン６，１０、ポリメタキシリレンアジパミド（ＭＸＤ６）等が挙げられる。
【００４７】
また、基材層６は耐ピンホール性および電池の外装体とした時の絶縁性を向上させるために、前記ポリエステルフィルム又はナイロンフィルムの他、異なる材質のフィルムを積層化することも可能である。基材層６を積層体化する場合、基材層が２層以上の樹脂層を少なくとも一つを含み、各層の厚みが６μｍ以上、好ましくは、６〜２５μｍである。基材層を積層化する例としては、図示はしないが次の１）〜７）が挙げられる。
１）延伸ポリエチレンテレフタレート／延伸ナイロン
２）延伸ナイロン／延伸ポリエチレンテレフタレート
３）フッ素系樹脂／延伸ポリエチレンテレフタレート（フッ素系樹脂は、フィルム状物、または液状コーティング後乾燥で形成）
４）シリコーン系樹脂／延伸ポリエチレンテレフタレート（シリコーン系樹脂は、フィルム状物、または液状コーティング後乾燥で形成）
５）フッ素系樹脂／延伸ポリエチレンテレフタレート／延伸ナイロン
６）シリコーン系樹脂／延伸ポリエチレンテレフタレート／延伸ナイロン
７）アクリル系樹脂／延伸ナイロン（アクリル系樹脂はフィルム状、または液状コーティング後乾燥で硬化）
【００４８】
なお、３）〜７）に示すように、包装材料の機械適性（包装機械、加工機械の中での搬送の安定性）、表面保護性（耐熱性、耐電解質性）、２次加工とてリチウムイオン電池用の外装体をエンボスタイプとする際に、エンボス時の金型と基材層との摩擦抵抗を小さくする目的あるいは電解液が付着した場合に基材層を保護するために、基材層を多層化、基材層表面にフッ素系樹脂層、アクリル系樹脂層、シリコーン系樹脂層、ポリエステル系樹脂層、及びこれらのブレンド物層等を設けることが好ましい。
【００４９】
また、上記延伸ポリエチレンテレフタレートの代わりに延伸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を用いた場合にも同様の効果が得られる。
【００５０】
ここで、基材層６は金属箔層７と、ドライラミネーション法を用いて接着剤層１２により貼り合わされる。
【００５１】
次に金属箔層７について説明する。金属箔層７は、外部からリチウムイオン電池の内部に水蒸気が浸入することを防止するための層で、金属箔層単体のピンホール、及び加工適性（パウチ化、エンボス成形性）を安定化し、かつ耐ピンホールをもたせるために厚さ１５μｍ以上のアルミニウム、ニッケルなどの金属、又は、無機化合物、例えば、酸化珪素、アルミナ等を蒸着したフィルムなども挙げられるが、成形性を考慮した場合、金属箔層７として厚さが２０〜８０μｍのアルミニウムが好ましい。しかし、耐衝撃性及び耐突刺し性の性能を向上させるために８０〜１２０μｍのアルミニウムを用いることもできる。
【００５２】
ここで、アルミニウム箔の厚さを８０μｍ以上１２０μｍ以下とした場合、アルミニウム箔の厚さによる歪み以外に、アルミニウム箔が厚い分、ヒートシール時にアルミニウム箔に保持された熱が放熱するまで時間がかかり、ヒートシール樹脂の結晶化が進み、シール部折り曲げ時にクラックの発生の原因となる。しかし、上記説明したように、シール部折り曲げ後、熱処理を施すことにより、シール部折り曲げ時に発生するクラックを事後的に修復することができる。したがって、アルミニウム箔の厚みを大きく設け電池用包装材としての耐衝撃性、耐突刺し性が向上させることが可能となる。
【００５３】
また、ピンホールの発生を改善し、リチウムイオン電池の外装体のタイプをエンボスタイプとする場合、エンボス成形におけるクラックなどの発生のないものとするために、金属箔層７として用いるアルミニウムの材質を、鉄含有量が０．３〜９．０重量％、好ましくは０．７〜２．０重量％とすることが望ましい。
【００５４】
これによって、鉄を含有していないアルミニウムと比較して、アルミニウムの延展性がよく、外装体として折り曲げによるピンホールの発生が少なくなり、エンボスタイプの外装体を成形する時に側壁の形成が容易にできる。なお、前記鉄含有量が、０．３重量％未満の場合は、ピンホールの発生の防止、エンボス成形性の改善等の効果が認められず、前記アルミニウムの鉄含有量が９．０重量％を超える場合は、アルミニウムとしての柔軟性が阻害され、外装体として製袋性が悪くなる。
【００５５】
また、冷間圧延で製造されるアルミニウムは焼きなまし（いわゆる焼鈍処理）条件でその柔軟性・腰の強さ・硬さが変化するが、本発明において用いるアルミニウムは焼きなましをしていない硬質処理品より、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がよい。
【００５６】
すなわち焼きなましの条件は、加工適性（パウチ化、エンボス成形）に合わせ適宜選定すればよい。たとえば、エンボス成形時のしわやピンホールを防止するためには、成形の程度に応じ焼きなましされた軟質アルミニウムを用いることができる。
【００５７】
また、金属箔層７であるアルミニウムの表、裏面に化成処理７ａを施すことによって、接着剤１５との接着強度が向上する。
【００５８】
次にこの化成処理層７ａについて説明する。化成処理層７ａは少なくとも金属箔層７の熱接着性樹脂層８側の面に形成するものである。化成処理層７ａは酸変性ポリオレフィン層９と金属箔層７とを安定的に接着し、金属箔層７と熱接着性樹脂層８のデラミネーションを防止することができる。また、アルミニウムの腐食を防止する働きも有る。
【００５９】
具体的には、リン酸塩、クロム酸塩、フッ化物、トリアジンチオール化合物等の耐酸性皮膜を形成することによってエンボス成形時の金属箔層７と熱接着性樹脂層８との間のデラミネーション防止と、リチウムイオン電池の電解質と水分とによる反応で生成するフッ化水素により、アルミニウム表面の溶解、腐食、特にアルミニウムの表面に存在する酸化アルミが溶解、腐食することを防止し、かつ、アルミニウム表面の接着性（濡れ性）を向上させることができる。
【００６０】
化成処理層７ａは、クロム酸クロメート処理、リン酸クロメート処理、塗布型クロメート処理等のクロム系化成処理、あるいは、ジルコニウム、チタン、リン酸亜鉛等の非クロム系（塗布型）化成処理等により金属箔層７面に形成されるものであるが、フッ素系樹脂１５と強固に接着するという点、また、連続処理が可能であると共に水洗工程が不要で処理コストを安価にすることができるという点などから塗布型化成処理、特にアミノ化フェノール重合体、３価クロム化合物、リン化合物、を含有する処理液で処理するのが最も好ましい。
【００６１】
また、化成処理層７ａの形成方法としては、前記処理液をバーコード法、ロールコート法、グラビアコート法、浸漬法等の周知の塗布法を選択して成形すればよい。また、化成処理層７ａを形成する前に金属箔層７表面に、予め、アルカリ浸漬法、電解洗浄法、酸洗浄法、酸活性化法等の周知の脱脂処理法で処理を施しておく方が、化成処理層７ａの機能を最大限に発現させるとともに、長期間維持することができる点から好ましい。
【００６２】
また、前記の各層には、適宜、製膜性、積層化加工、最終製品２次加工（パウチ化、エンボス成形）適性を向上、安定化する目的のために、コロナ処理、ブラスト処理、酸化処理、オゾン処理等の表面活性化処理をしてもよい。
【００６３】
次に酸変性ポリオレフィン層９について説明する。酸変性ポリオレフィン層９は金属箔層７および電池用包装材１０の内層である熱接着性樹脂層８を接着するために設ける層であり、熱接着性樹脂層８に用いる樹脂種により適宜選択して用いる必要があるが、酸変性ポリオレフィン樹脂を用いることができ、不飽和カルボン酸でグラフト変性したポリオレフィン樹脂、エチレンないしプロピレンとアクリル酸、または、メタクリル酸との共重合体、あるいは、金属架橋ポリオレフィン樹脂等であり、必要に応じてブテン成分、エチレン−プロピレン−ブテン共重合体、非晶質のエチレン−プロピレン共重合体、プロピレン−α−オレフィン共重合体等を５％以上添加してもよいものである。
【００６４】
また、酸変性ポリオレフィン層９は酸変性ポリプロピレンを用いることで、いっそう耐内容物性、接着強度に優れた電池用包装材１０を提供することができる。
【００６５】
酸変性ポリプロピレンを用いる場合、
（１）ビガット軟化点１１５℃以上、融点１５０℃以上のホモタイプ、
（２）ビガット軟化点１０５℃以上、融点１３０℃以上のエチレンープロピレンとの共重合体（ランダム共重合タイプ）
（３）融点１１０℃以上である不飽和カルボン酸を用い酸変性重合した単体又はブレンド物
を用いることができる。
【００６６】
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００６７】
また、以上の説明では述べなかったが、扁平型電気化学セルとはリチウムイオン電池以外に、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、リチウムメタル一次電池あるいは二次電池、リチウムポリマー電池等の化学電池及び電気二重層キャパシタ、キャパシタ、電解コンデンサを含み、扁平型電気化学セル本体とは、包装材封入前の正極活物質及び正極集電体から成る正極と、負極活物質及び負極集電体から成る負極と、正極及び負極間に充填される電解質とを含むセル（蓄電部）と、セル内の正極及び負極に連結される電極端子等、電気エネルギーを発生させる電気デバイス要素全てを含むものである。
【実施例１】
【００６８】
以下、本発明の作用及び効果について、実施例を用いて具体的に説明する。実施例１は、ヒートシール後に更に熱処理を施した場合の該シール部における絶縁性について評価したものである。
【００６９】
まず、アルミニウムの両面に化成処理を施し、一方の化成処理面に、延伸ナイロンフィルムを２液硬化型ポリウレタン系接着剤を介してドライラミネート法により貼り合わせた。次に、他の化成処理面に酸変性ポリプロピレン（以下酸変性ＰＰと略す）をロールコート法により塗布、焼付けし、前記酸変性ＰＰ面に、２層のランダムポリプロピレンフィルム（以下ランダムＰＰと略す）（厚さ５μｍ）でブロックポリプロピレンフィルム（以下ブロックＰＰと略す）（厚さ２０μｍ）を挟んで成る３層共押出しフィルムを熱ラミネート法により、積層して電池用包装材を得た。
【００７０】
なお、本実施例において、基材層は延伸ナイロンフィルム（厚さ２５μｍ）、バリア層はアルミニウム４０μｍを用い、化成処理層には、フェノール樹脂、フッ化クロム化合物、リン酸からなる処理液をロールコート法により塗布し、皮膜温度が９０℃以上となる条件において焼付けた。ここで、クロムの塗布量は１０ｍｇ/ｍ2（乾燥重量）であり、酸変性ＰＰは、アルミニウム温度が１４０℃以上となる条件において焼付け、酸変性ＰＰの塗布量は、３ｇ/ｍ2（乾燥重量）とした。
【００７１】
次に、上記電池用包装材を６０ｍｍ（ＭＤ方向）×６０ｍｍ（ＴＤ方向）の短冊片に裁断し、この短冊片を２つ折りにし、対向する２辺を５ｍｍ巾でヒートシールして一方に開口を有する袋を作成した。このとき、ヒートシールは、面圧１．０ＭＰａ、シール温度１９０℃、シール時間３．０秒の条件で行なった。
【００７２】
図３は本実施例におけるリチウムイオン電池の概略平面図である。外装体折り曲げ部における絶縁性の評価方法として、まず、外装体の周縁シール部１０ｂのＭＤ方向に内縁の折り目Ａ−Ａ’ができるように９０°折り返し、この折り返しを往復２０回繰り返した後、開口部よりリチウムイオン電池本体２を封入し、電解液を入れ密封シールし、ここで得られたリチウムイオン電池を比較例１に係るサンプルとした。
【００７３】
次に、正極端子１４ａを電解液に、負極端子１４ｂの先端が外装体のアルミニウム箔に達するようにセットし、電圧計１５により電圧２５Ｖ又は１００Ｖを５秒間印加し抵抗値を測定した。本評価法においては、比較例１のサンプルを４つ用意し、印加電圧２５Ｖ，１００Ｖについてそれぞれ２回評価を行なった。
【００７４】
次に比較例１のサンプルのシール部に対して１９０℃の熱風を５秒間あてて熱処理し、このサンプルを本発明１に係るサンプルとした。そして、この本発明１に係るサンプルの電解液に正極端子１４ａを、外装体のアルミニウム箔に負極端子１４ｂをセットし、電圧２５Ｖ又は１００Ｖを５秒間印加し抵抗値を測定した。以上の結果を図４の表に示す。図４の表から明らかなように、外装体周縁シール部１０ｂの内縁に折り目を入れた比較例１の場合、外装体の通電が確認され、熱処理を施した発明１では通電が確認されなくなった。このことから外装体の周縁シール部を折り曲げ当該部分にクラックが発生した場合においても、熱処理を施すことで当該クラックが修復され外装体の絶縁性を再び確保することができることがわかった。
【実施例２】
【００７５】
実施例２は、金属箔層の厚みを厚く設け、ヒートシール後に熱処理を施した場合の該シール部における絶縁性について評価したものである。
【００７６】
まず、実施例１で用いた電池用包装材のバリア層におけるアルミニウムの厚さを１００μｍにしたものを用意し、６０ｍｍ（ＭＤ方向）×６０ｍｍ（ＴＤ方向）の短冊片に裁断した。次に、この短冊片を２つ折りにし、対向する２辺を７ｍｍ巾でヒートシールして一方に開口を有する袋を作成した。このとき、ヒートシールは、面圧１．０ＭＰａ、シール温度１９０℃、シール時間３．０秒の条件で行なった。
【００７７】
次に、図３に示すように、３方シールパウチタイプの外装体において、周縁シール部１０ｂ上のＭＤ方向Ａ−Ａ’に折り目ができるように９０°折り返し、これを往復５回繰り返した。その後、開口部よりリチウムイオン電池本体を封入し、電解液を入れ密封シールし、得られたリチウムイオン電池を比較例２に係るサンプルとした。
【００７８】
次に、正極端子１４ａを電解液に、負極端子１４ｂの先端が外装体のアルミニウム箔に達するようにセットし、電圧計１５により電圧２５Ｖ又は１００Ｖを５秒間印加し抵抗値を測定した。なお、本評価法においては、比較例２に係るサンプルを４つ用意し、印加電圧２５Ｖ，１００Ｖについてそれぞれ２回評価を行なった。
【００７９】
次に上記比較例２のサンプルのシール部に対して１９０℃の熱風を５秒間あてて熱処理を行い本発明２に係るサンプルとした。そして、再び正極端子１４ａを電解液に、負極端子１４ｂの先端が外装体のアルミニウム箔に達するようにセットし、電圧計１５により電圧２５Ｖ又は１００Ｖを５秒間印加し抵抗値を測定した。以上の結果を図５の表に示す。図５の表から明らかなように、ヒートシール樹脂の配向方向であるＭＤ方向に折り目を入れた比較例２の場合、外装体の通電が確認されたが熱処理後の本発明２の場合、外装体の通電が確認されなかった。このことからバリア層のアルミニウムの厚みを大きく設けた場合でも実施例１と同様に熱処理を施すことで絶縁性を確保することができることがわかった。
【実施例３】
【００８０】
実施例３は、ヒートシール後に更に熱処理を施した場合の限界成形性について評価したものである。
【００８１】
まず、実施例１で用いた電池用包装材と同一のものを用意し、８０×１２０ｍｍ角に裁断した。次に各サンプルを３０ｍｍ×５０ｍｍの口径の成形金型（メス型）とこれに対応した成形金型（オス型）にて、７．０ｍｍの深さの片面エンボスタイプの外装体を成形した。次に成形後の外装体にリチウムイオン電池本体を封入し、電解液を入れシール巾５ｍｍで密封シールし、このサンプルを比較例３に係るサンプルとした。
【００８２】
次に、正極端子を電解液に、負極端子の先端が外装体のアルミニウム箔に達するようにセットし、電圧計１５（図３参照）により電圧２５Ｖ、１００Ｖ、５００Ｖ、１０００Ｖを５秒間印加し抵抗値を測定した。なお、本評価法においては、比較例３のサンプルを８つ用意し、各印加電圧についてそれぞれ２回評価を行なった。
【００８３】
次に上記サンプルのシール部に対して表面温度１９０℃のヒートシールバーを５秒間あてて熱処理し、これを本発明３に係るサンプルとし、再び正極端子１４ａを電解液に、負極端子１４ｂの先端が外装体のアルミニウム箔に達するようにセットし、電圧計１５（図３参照）により電圧２５Ｖ、１００Ｖ、５００Ｖ、１０００Ｖを５秒間印加し抵抗値を測定し、その結果を図６に示した。
【００８４】
図６の表から明らかなように、５００Ｖの高電圧を印可したとき、比較例３に係るサンプルで通電が確認されたが、本発明３に係るサンプルでは通電が確認されなかった。このことからプレス成形により発生したクラックは熱処理を施すことにより修復され電池用包装材の絶縁性を確保することができることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明に係る外装体周縁部の断面図である。
【図２】本発明の電池用包装材の層構造を示す概略断面図である。
【図３】本発明の実施例におけるリチウムイオン電池の概略平面図である。
【図４】実施例１における本発明に係るリチウムイオン電池の絶縁性について示す表である。
【図５】実施例２における本発明に係るリチウムイオン電池の絶縁性について示す表である。
【図６】実施例３における本発明に係るリチウムイオン電池の絶縁性について示す表である。
【図７】は、従来のパウチタイプのリチウムイオン電池を分解して示す概略斜視図である。
【図８】は、従来のエンボスタイプのリチウムイオン電池を分解して示す概略斜視図である。
【図９】は、本発明に係るリチウムイオン電池をプラスチックケースに収納した場合の概略斜視図及び断面図である。
【符号の説明】
【００８６】
１                リチウムイオン電池（扁平型電気化学セル）
２                リチウムイオン電池本体（扁平型電気化学セル本体）
４                金属端子
６                基材層
７                金属箔
７ａ              化成処理層
８                熱接着性樹脂
９                酸変性ポリオレフィン
１０              電池用包装材（包装材）
１０ｂ            周縁シール部
１０ｃ            折り曲げ部
１０ｔ            トレイ
１０ｓ            シート
１１              基材層
１２              接着剤層
１３              プラスチックケース
１４ａ            正極端子
１４ｂ            負極端子
１５              電圧計
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008041403.tif 000009
【図８】
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【図９】
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