(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属層を有する封入容器と、前記封入容器の内部から外部に延びるリード導体とを有し、
前記封入容器と前記リード導体とがシール部で熱融着されている電気部品であって、
前記シール部の少なくとも一部において、前記金属層と前記リード導体との間に、引張弾性率が３５０ＭＰａ以下である絶縁樹脂層を有し、前記絶縁樹脂層が、ポリオレフィン系樹脂と、不飽和結合を持つエラストマーとを９０：１０〜１０：９０の割合で含有するとともに、前記絶縁樹脂層の少なくとも一部が、電離放射線の照射により架橋されていることを特徴とする電気部品。
【請求項２】
金属層を有する封入容器、前記封入容器の内部から外部に延びるリード導体、並びに前記封入容器の内部に封入された非水電解質及び前記封入容器の内部に封入され、前記リード導体の端部に接続される電極を有し、前記封入容器と前記リード導体とがシール部で熱融着されている非水電解質電池であって、
前記シール部の少なくとも一部において、前記金属層と前記リード導体との間に、引張弾性率が３５０ＭＰａ以下である絶縁樹脂層を有し、前記絶縁樹脂層が、ポリオレフィン系樹脂と、不飽和結合を持つエラストマーとを９０：１０〜１０：９０の割合で含有するとともに、前記絶縁樹脂層の少なくとも一部が、電離放射線の照射により架橋されていることを特徴とする非水電解質電池。
【請求項３】
請求項１に記載の電気部品、又は請求項２に記載の非水電解質電池に用いられるリード線であって、
リード導体と、前記リード導体の前記シール部に対応する部分の少なくとも一部を被覆す
る絶縁樹脂層を有し、前記絶縁樹脂層の引張弾性率が３５０ＭＰａ以下であり、前記絶縁樹脂層が、ポリオレフィン系樹脂と、不飽和結合を持つエラストマーとを９０：１０〜１０：９０の割合で含有するとともに、前記絶縁樹脂層の少なくとも一部が、電離放射線の照射により架橋されていることを特徴とするリード線。
【請求項４】
請求項１に記載の電気部品、又は請求項２に記載の非水電解質電池に用いられる封入容器であって、
金属層と、前記金属層の前記シール部に対応する部分の少なくとも一部を被覆する絶縁樹
脂層とを有し、前記絶縁樹脂層の引張弾性率が３５０ＭＰａ以下であり、前記絶縁樹脂層が、ポリオレフィン系樹脂と、不飽和結合を持つエラストマーとを９０：１０〜１０：９０の割合で含有するとともに、前記絶縁樹脂層の少なくとも一部が、電離放射線の照射により架橋されていることを特徴とする封入容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型電子機器の電源等として用いられる電気部品及び非水電解質電池、並びにこれらを構成する部材であるリード線及び封入容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の小型化、軽量化に伴って、これらの機器に使用される電池などの電気部品についても小型化、軽量化が求められている。このため、例えば、袋体を封入容器として用い、その内部に非水電解質、正極、及び負極を封入してなる非水電解質電池が採用されている。
【０００３】
封入容器には、電解液やガスの透過、外部からの水分の浸入を防止する性質が求められる。このため、アルミニウム箔などの金属層を樹脂で被覆したラミネートフィルムが封入容器の材料として用いられ、２枚のラミネートフィルムの端部を熱融着して封入容器を形成する。
【０００４】
封入容器の内部には非水電解質、正極板、負極板、及び正負の極板間のセパレータ等を封入し、一端は開口部とする。さらに正極板、負極板にその一端が接続されたリード導体を封入容器の内部から外部へ延びるように配置して、最後に開口部をヒートシール（熱融着）することで封入容器の開口部を閉じると共に、封入容器とリード導体とを熱融着して開口部を封止する（この、最後に接着される部分をシール部と呼ぶ）。
【０００５】
このとき、封入容器の金属層とリード導体との間には、熱融着層を介して接着される。この熱融着層はあらかじめリード導体のシール部に対応する部分に設けておくか、又は封入容器のシール部に対応する部分に設けておくことで封入容器の金属層とリード導体との間に介在させる。熱融着層には、金属層とリード導体との短絡を発生させることなく、接着性、シール性（密封性）を維持できるという特性が求められる。
【０００６】
特許文献１には、このような非水電解質電池に用いる電池用封入袋及びリード線が開示されている。リード導体の導体直上にのみマレイン酸変性ポリオレフィン層を設けることでシール部の密封性を高めることができると記載されている。
また特許文献２には、電池のリード線用フィルムとして、耐熱性基材フィルムの両面に押出ラミネート法による樹脂層を形成した多層フィルムからなることを特徴とするリード専用フィルムが開示されている。耐熱性基材フィルムが存在することで、熱融着時にリード線と袋体（封入容器）の金属層とがショートすることを防ぐことができる。
【特許文献１】特許第３５６２１２９号公報
【特許文献２】特開２００２−２４５９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のような非水電解質電池はケースに収納することが多いが、その際、リード線をシール部分で折り曲げて使用する。このときシール部の絶縁層として特許文献２に記載のような多層フィルムを用いると、折り曲げ部分が固くなり、組み立て時に折り曲げにくいという問題がある。また折り曲げ後の復元力（スプリングバック）も小さくする必要がある。しかし、このために絶縁層の厚みを薄くするとシール部分の機械的強度や、接着性、密封性が低下する可能性がある。
【０００８】
本発明はこのような問題に鑑み、十分な機械的強度、接着性、密封性を保ちつつ、シール部分の柔軟性を上げ、折り曲げ時に必要な力を減らすことのできる絶縁樹脂材料とその使用形態を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、金属層を有する封入容器と、前記封入容器の内部から外部に延びるリード導体とを有し、前記封入容器と前記リード導体とがシール部で熱融着されている電気部品であって、前記シール部の少なくとも一部において、前記金属層と前記リード導体との間に、引張弾性率が３５０ＭＰａ以下である絶縁樹脂層を有し、前記絶縁樹脂層が、ポリオレフィン系樹脂と、不飽和結合を持つエラストマーとを９０：１０〜１０：９０の割合で含有するとともに、前記絶縁樹脂層の少なくとも一部が、電離放射線の照射により架橋されていることを特徴とする電気部品である。
【００１０】
引張弾性率が３５０ＭＰａ以下である絶縁樹脂層を使用することにより絶縁樹脂層が柔軟となり、折り曲げやすく、またスプリングバックも起こりにくくなる。
【００１１】
絶縁樹脂層は、ポリオレフィン系樹脂と、エラストマーとを９０：１０〜１０：９０の割合で含有する。
【００１２】
ポリオレフィン系樹脂と、エラストマーとを特定の割合で含有する絶縁樹脂層を使用することで、折り曲げ加工時に必要とされる力や折り曲げ加工後の復元力を大幅に低減できるのみならず、折曲げ加工後時間が経過しても接着性、密封性を維持することができる電気部品が得られる。
【００１３】
また、エラストマーは、不飽和結合を持つ。不飽和結合を持つことにより絶縁樹脂層の架橋性を高めることができる。
【００１４】
絶縁樹脂層の少なくとも一部は、電離放射線の照射により架橋されていることが好ましい。絶縁樹脂層が架橋されることでシール部の耐熱性を向上することができ、金属層とリード導体との短絡を防止することができる。そのため高温で使用した場合でもシール部の接着性、密封性を維持することができる。
【００１５】
本発明には、金属層を有する封入容器、前記封入容器の内部から外部に延びるリード導体、並びに前記封入容器の内部に封入された非水電解質及び前記封入容器の内部に封入され、前記リード導体の端部に接続される電極を有し、前記封入容器と前記リード導体とがシール部で熱融着されている非水電解質電池であって、前記シール部の少なくとも一部において、前記金属層と前記リード導体との間に、引張弾性率が３５０ＭＰａ以下である絶縁樹脂層を有し、前記絶縁樹脂層が、ポリオレフィン系樹脂と、不飽和結合を持つエラストマーとを９０：１０〜１０：９０の割合で含有するとともに、前記絶縁樹脂層の少なくとも一部が、電離放射線の照射により架橋されていることを特徴とする非水電解質電池が含まれる。
【００１６】
このような構成の非水電解質電池は、リード線及び封入容器を折り曲げる際の加工に要する力を低減することができ、さらに使用状態で時間が経過しても接着性、密封性を維持することができる。
【００１７】
また本発明には、本発明の電気部品又は非水電解質電池に用いられるリード線であって、リード導体と、前記リード導体の前記シール部に対応する部分の少なくとも一部を被覆する絶縁樹脂層を有し、前記絶縁樹脂層の引張弾性率が３５０ＭＰａ以下であり、前記絶縁樹脂層が、ポリオレフィン系樹脂と、不飽和結合を持つエラストマーとを９０：１０〜１０：９０の割合で含有するとともに、前記絶縁樹脂層の少なくとも一部が、電離放射線の照射により架橋されていることを特徴とするリード線が含まれる。
【００１８】
リード導体のシール部に対応する部分とは、リード導体と封入容器（金属層）とが接着する部分である。この部分に対応するリード導体の片面、又は両面を絶縁樹脂層で被覆し、該絶縁樹脂層の引張弾性率を３５０ＭＰａ以下とすることで、シール部の加工時の折り曲げ力と折曲げ加工後の復元力を低減できる。
【００１９】
さらに本発明には、本発明の電気部品、又は非水電解質電池に用いられる封入容器であって、金属層と、前記金属層の前記シール部に対応する部分の少なくとも一部を被覆する絶縁樹脂層とを有し、前記絶縁樹脂層の引張弾性率が３５０ＭＰａ以下であり、前記絶縁樹脂層が、ポリオレフィン系樹脂と、不飽和結合を持つエラストマーとを９０：１０〜１０：９０の割合で含有するとともに、前記絶縁樹脂層の少なくとも一部が、電離放射線の照射により架橋されていることを特徴とする封入容器が含まれる。
【００２０】
金属層のシール部に対応する部分とは、リード導体と封入容器（金属層）とが接着する部分である。封入容器は一般に、金属層と、金属層の全面を被覆する樹脂層とからなるラミネートフィルムから形成されるが、このシール部に対応する部分の樹脂層の上に該絶縁樹脂層を設けても良いし、樹脂層の全部又は一部を上記の絶縁樹脂層に置き換えても良い。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、シール部分の柔軟性を上げ、折り曲げ時に必要な力を減らすことのできる電気部品、非水電解質電池、及びそれらに用いるリード線、封入容器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の絶縁樹脂層の材料として用いるポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、アイオノマー樹脂、変性ポリオレフィン等が例示され、金属との接着性の点から接着性ポリオレフィン樹脂が好ましく使用される。なお、接着性ポリオレフィン樹脂とは、マレイン酸、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸等のカルボン酸や、エポキシ等で変性されて接着性の官能基を持つポリオレフィン樹脂をいう。特に、無水マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂は金属との接着性、シール性に優れているので好ましい。これらのポリオレフィン系樹脂は熱可塑性樹脂であり、ヒートシール時に加熱により溶融して封入容器の金属層とリード導体とを接着させる。
【００２３】
本発明の絶縁樹脂層の材料として用いるエラストマーとしては、ポリブタジエン、ＥＰＤＭ、ＥＰＭ、アクリルゴム、熱可塑性エラストマー等が例示され、水添スチレン・ブタジエンゴム、１，２−ポリブタジエン等が好ましく使用できる。エラストマーの種類を適宜選択することで絶縁樹脂層の弾性率をコントロールできる。
【００２４】
本発明の絶縁樹脂層は、上記のポリオレフィン系樹脂とエラストマーとを９０：１０〜１０：９０の割合で含有することが好ましい。エラストマーの含有量が上記の割合よりも少ないと絶縁樹脂層の引張弾性率を３５０ＭＰａ以下にすることが難しい。またエラストマーの含有量が上記の割合よりも多くなるとヒートシール時に絶縁樹脂層の流れ出し量が多くなり、金属層とリード導体の短絡が生じやすくなる。また、耐熱性や耐外傷性が低下し十分な耐久性が得られない。さらに好ましいポリオレフィン系樹脂とポリオレフィン系エラストマーとの混合比は、８０：２０〜２０：８０である。
【００２５】
本発明の絶縁樹脂層には、必要に応じて酸化防止剤、難燃剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、滑剤、着色剤等の各種添加剤を混合することができる。また本発明の趣旨を損ねない程度において他の樹脂を混合しても良い。これらの材料をオープンロール、加圧ニーダー、単軸混合機、２軸混合機等の既知の混合装置を用いて混合し、押出成形等によってフィルム状の絶縁樹脂層を作製する。
【００２６】
絶縁樹脂層は、加速電子線やγ線などの電離放射線の照射によって架橋して使用することもできる。樹脂を架橋することで耐熱性を高めることができ、使用時の温度が上がった場合の接着力の低下や、リード導体と金属層との短絡を防止することができる。生産性向上の観点から、電離放射線の照射による架橋を行うことが好ましい。
【００２７】
次に本発明の電気部品の構造について図を用いて説明する。図１はリチウム電池などの非水電解質電池の一実施形態を模式的に表す正面図であり、図２は図１のＡ−Ａ’部における部分断面図である。この非水電解質電池１は、略長方形の封入容器２と、封入容器２の内部から外部に延びるリード導体３を有している。
【００２８】
このような電機部品をケースに収納する場合、リード導体３を折り曲げて使用する。リード導体の折り曲げ位置は、リード導体と絶縁層が重なった部分（図１のＢ）とするか、リード導体と絶縁層、封入容器が重なった部分（図１のＣ）とする。
【００２９】
封入容器２は、図２に示されるように、金属層５と、金属層５を被覆する樹脂層６，７とからなる３層のラミネートフィルム８からなる。金属層５はアルミニウム箔などの金属から形成される。封入容器の外側に位置する樹脂層６としては６，６−ナイロン、６−ナイロンなどのポリアミド樹脂や、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂等を用いることができる。また封入容器２の内部に位置する樹脂層７には、非水電解質に溶解せず、また加熱して溶融する絶縁性樹脂を用いることが好ましく、ポリオレフィン系樹脂、酸変性ポリオレフィン系樹脂が例示され、金属との接着性の観点から酸変性ポリオレフィン樹脂が好ましい。また後述するように、樹脂層７としてポリオレフィン系樹脂と、エラストマーと９０：１０〜１０：９０の割合で含有する絶縁樹脂層を用いても良い。封入容器２は、２枚のラミネートフィルム８を重ね合わせて、リード導体が貫通する辺以外の３辺をヒートシールして作製する。封入容器の外周部では、２つの金属層５は樹脂層７を介して接着される。
【００３０】
シール部９において、リード導体３は、絶縁樹脂層４を介して封入容器（ラミネートフィルム８）と接着（熱融着）される。樹脂層７として、ポリオレフィン系樹脂と、エラストマーと９０：１０〜１０：９０の割合で含有する絶縁樹脂層を用いた場合には絶縁樹脂層４を省略しても良い。
【００３１】
絶縁樹脂層４は、予めリード導体３のシール部に対応する部分を被覆するように設けても良い。このような構造のものをリード線と定義する。図３はリード線の概略断面図である。リード線には絶縁樹脂層４以外の熱可塑性樹脂層をさらに設けても良い。
【００３２】
また絶縁樹脂層４を、予め封入容器側に設けても良い。この場合、ラミネートフィルム８の少なくともシール部に対応する部分を絶縁樹脂層４で被覆する。このような封入容器としては、樹脂層７の内部に絶縁樹脂層４を設けた形態（図４）や、絶縁樹脂層７の全部を絶縁樹脂層４に置き換えた形態（図５）、及び絶縁樹脂層７の一部（シール部に対応する部分）を絶縁樹脂層４に置き換えた形態等（図６）が例示される。またリード導体と封入容器とをシール（熱融着）する際に、絶縁樹脂層をリード導体と封入容器の間に挟み込んでも良い。
【００３３】
リード導体３としてはアルミニウム、ニッケル、銅、ニッケルめっきされた銅などの金属が使用される。リチウム電池の場合は正極にはアルミニウム、負極にはニッケルが用いられることが多い。
【００３４】
非水電解質電池の内部には、更に、リード導体の端部に接続された正極または負極集電体１０、１１、及び非水電解質（図示せず）、並びにセパレータ１２、正極または負極活物質１３、１４が封入される。
【００３５】
この実施形態においては、リチウム電池を例に説明したが、本発明の電気部品及び非水電解質電池はこの形状に限られない。
【００３６】
また、本発明の電気部品は、非水電解質電池にかぎらず、電解コンデンサやコイル、抵抗器、半導体など広く一般に薄型の外装とリード線を必要とする電気部品の構成要素とする事が出来る。
【００３７】
次に発明を実施するための最良の形態を実施例により説明する。実施例は本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例】
【００３８】
（実施例１〜５、比較例１、２）
（絶縁樹脂層の弾性率評価）
表１に示す配合で変性ポリオレフィン樹脂とエラストマーとを混合し、厚さ１００μｍの絶縁樹脂層を作製した。得られた絶縁樹脂層から幅１０ｍｍ、長さ２００ｍｍのサンプルを作製し、標線間距離１００ｍｍ、引っ張り速度１ｍｍ／分で引張試験を行い、引張弾性率を測定した。なお試験温度は２５℃である。結果を表１に示す。
【００３９】
（導体接着力測定方法）
上記で得られた絶縁樹脂層と、リード導体（厚さ０．１ｍｍ、幅５ｍｍ、長さ５０ｍｍのアルミニウム板）とを２００℃で３秒プレスして接着させ、リード線を作製した。リード導体と絶縁樹脂層との接着力を１８０°剥離試験（引張速度１００ｍｍ／分、絶縁樹脂層を剥離）で測定し、導体接着力とした。結果を表１に示す。
【００４０】
（比較例３）
絶縁樹脂層として、変性ポリオレフィン樹脂（厚み３０μｍ）／ポリエチレンテレフタレートフィルム（厚み２５μｍ）／変性ポリオレフィン樹脂（厚み３０μｍ）の３層を重ね合わせた多層フィルムを使用し、実施例１〜５、比較例１、２と同様に弾性率と導体接着力を測定した。なお、ここで使用した変性ポリオレフィン樹脂は、実施例１〜５で使用した変性ポリオレフィン樹脂と同じものである。
【００４１】
【表１】
0005277702.tif 000002
【００４２】
（脚注）
（＊１）無水マレイン酸変性ポリプロピレン（密度０．８９ｇ／ｃｍ３、ＭＦＲ２．８２ｇ／１０ｍｉｎ、融点１４０℃）
（＊２）シンジオタクチック1,2−ポリブタジエン（ＪＳＲ（株）製、ＲＢ８３０）
（＊３）水添スチレンブタジエンラバー（ＪＳＲ（株）製、ＤＹＮＡＲＯＮ（登録商標）１３２０Ｐ）
【００４３】
実施例１〜５では、弾性率、導体接着力ともに良好であり、この絶縁樹脂層を使用した電気部品ではリード導体の折り曲げ力を低減できる。これに対しエラストマーを含有しない比較例１では、弾性率が４５０ＭＰａと大きく、リード導体の折り曲げ部分が固くなる。多層フィルムを使用した比較例３では、弾性率が９２０ＭＰａと、更に高くなっている。またポリオレフィン系エラストマーのみを使用した比較例２では、弾性率は良好であるが導体接着力が小さく、十分な接着力を確保できない。
【００４４】
これらの結果より、本実施形態の絶縁樹脂層を使用したリード線、封入容器及びこれらを用いた電気部品、非水電解質電池は、リード導体の折り曲げ力を低減できると共に、十分な接着力を有することがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態に係る非水電解質電池の正面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る非水電解質電池の部分断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るリード線の部分断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る封入容器の部分断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る封入容器の部分断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る封入容器の部分断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１      非水電解質電池
２      封入容器
３      リード導体
４      絶縁樹脂層
５      金属層
６      樹脂層
７      樹脂層
８      ラミネートフィルム
９      シール部
１０      正極集電体
１１      負極集電体
１２      セパレータ
１３      正極活物質
１４      負極活物質
【図１】
0005277702.tif 000003
【図２】
0005277702.tif 000004
【図３】
0005277702.tif 000005
【図４】
0005277702.tif 000006
【図５】
0005277702.tif 000007
【図６】
0005277702.tif 000008