(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも基材層、接着層、アルミニウムからなるバリア層、化成処理層、ヒートシール層から構成されるリチウムイオン電池の外装体と、タブを有するリチウムイオン電池本体と、前記外装体のヒートシール層と前記タブとの両方に熱接着可能な接着性フィルムとからなり、前記外装体のヒートシール層と前記タブとの間に前記接着性フィルムを介在させると共に前記タブを外方へ突出させて周縁をヒートシールして前記リチウムイオン電池本体を密封したリチウムイオン電池であって、前記ヒートシール層が酸変性ポリオレフィンからなる接着樹脂を介して形成されたポリオレフィン樹脂からなり、前記接着性フィルムが前記ヒートシール層側に配置される電子線架橋されたポリオレフィン樹脂層と前記タブ側に配置される酸変性ポリオレフィン樹脂層とからなり、周縁をヒートシールした状態のタブ部シール部における上下のアルミニウム面間の厚さをＴμｍ、タブの厚さをｔμｍとした時に、Ｔ−ｔ≧１０μｍであることを特徴とするリチウムイオン電池。
【請求項２】
少なくとも基材層、接着層、アルミニウムからなるバリア層、化成処理層、ヒートシール層から構成されるリチウムイオン電池の外装体と、タブを有するリチウムイオン電池本体と、前記外装体のヒートシール層と前記タブとの両方に熱接着可能な接着性フィルムとからなり、前記外装体のヒートシール層と前記タブとの間に前記接着性フィルムを介在させると共に前記タブを外方へ突出させて周縁をヒートシールして前記リチウムイオン電池本体を密封したリチウムイオン電池であって、前記ヒートシール層が酸変性ポリオレフィンからなる接着樹脂を介して形成されたポリオレフィン樹脂からなり、前記接着性フィルムが前記ヒートシール層側に配置されるポリオレフィン樹脂層と中間層としてのトリメチルペンテン樹脂層と前記タブ側に配置される酸変性ポリオレフィン樹脂層とからなり、周縁をヒートシールした状態のタブ部シール部における上下のアルミニウム面間の厚さをＴμｍ、タブの厚さをｔμｍとした時に、Ｔ−ｔ≧１０μｍであることを特徴とするリチウムイオン電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、防湿性、耐内容物性を有する、液体または固体有機電解質（高分子ポリマー電解質）を持つリチウムイオン電池用包装材料であってリチウムイオン電池本体を包装する外装体と前記電池のタブ部と外装体との間に介在させる接着性フィルムおよびタブとのシールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
リチウムイオン電池とは、リチウム２次電池ともいわれ、電解質として、固体高分子、ゲル状高分子、液体などからなり、リチウムイオンの移動で電流を発生する電池であって、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。
リチウム２次電池の構成は、正極集電材（アルミニウム、ニッケル）／正極活性物質層（金属酸化物、カーボンブラック、金属硫化物、電解液、ポリアクリロニトリル等の高分子正極材料）／電解質層（プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、炭酸ジメチル、エチレンメチルカーボネート等のカーボネート系電解液、リチウム塩からなる無機固体電解質、ゲル電解質）／負極活性物質（リチウム金属、合金、カーボン、電解液、ポリアクリロニトリルなどの高分子負極材料）／負極集電材（銅、ニッケル、ステンレス）及びそれらを包装する外装体からなる。
リチウムイオン電池の用途としては、パソコン、携帯端末装置（携帯電話、ＰＤＡ等）、ビデオカメラ、電気自動車、エネルギー貯蔵用蓄電池、ロボット、衛星等に用いられる。
前記リチウムイオン電池の外装体としては、金属をプレス加工して円筒状または直方体状に容器化した金属製の缶、あるいは、プラスチックフィルム、金属箔等のラミネートにより得られる複合フィルムからなる積層体を袋状にしたもの（以下、外装体）が用いられていた。
リチウムイオン電池の外装体として、次のような問題があった。金属製の缶においては、容器外壁がリジッドであるため、電池自体の形状が決められてしまう。そのため、ハード側を電池にあわせる設計をするため、該電池を用いるハードの寸法が電池により決定されてしまい形状の自由度が少なくなる。
そのため、前記袋状の外装体を用いる傾向にある。前記外装体の材質構成は、リチウムイオン電池としての必要な物性、加工性、経済性等から、少なくとも基材層、バリア層、ヒートシール層と前記各層を接着する接着層からなり、必要に応じて中間層を設けることがある。
リチウムイオン電池の前記構成の積層体からパウチを形成し、または、少なくとも片面をプレス成形してリチウムイオン電池の収納部を形成してリチウムイオン電池本体を収納し、パウチタイプまたは、エンボスタイプ（蓋体を被覆して）において、それぞれの周縁の必要部分をヒートシールにより密封することによってリチウムイオン電池とする。
前記ヒートシール層としては、ヒートシール層同士のヒートシール性とともにタブ（金属）に対してもヒートシール性を有することが求められ、金属接着性を有する酸変性ポリオレフィン樹脂をヒートシール層とすることでタブ部との密着性は確保される。
【０００３】
しかし、酸変性ポリオレフィン樹脂を外装体のヒートシール層として積層すると、一般的なポリオレフィン樹脂と比較してその加工性が劣ること、また、コストが高いこと等のために、外装体のヒートシール層として一般的なポリオレフィン樹脂層とし、タブ部にヒートシール層とタブとの両方に熱接着可能な接着性フィルムを介在させる方法が採用されていた。
前記接着性フィルムとしては、前記不飽和カルボングラフトポリオレフィン、金属架橋ポリエチレン、エチレンまたは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物からなるフィルムを用いることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、リチウムイオン電池の外装体（以下、外装体）を構成する積層体のヒートシール層が低密度ポリエチレン系樹脂からなる場合、リチウムイオン電池本体を外装体に収納し、その周縁をシールして密封するが、タブが存在する部分において、図７（ｂ）に示すように、例えば酸変性ポリエチレン単層からなる接着性フィルム６’を用いる場合、ヒートシールのための熱と圧力によって前記外装体のヒートシール層１４’と接着性フィルム６’とがともに溶融し、また、加圧によって加圧部の領域の外に押し出されることがある。その結果、外装体１０’のバリア層１２’であるアルミニウム箔と金属からなるタブ４とが接触（Ｓ）しショートすることがあった。本発明の目的は、リチウムイオン電池包装において、リチウムイオン電池本体を、ヒートシール層が低密度ポリエチレン系樹脂からなる場合の外装体に挿入してその周縁をヒートシールして密封する際に、ヒートシールの熱と圧力によって外装体のバリア層とタブとがショートすることなく安定して密封可能なリチウムイオン電池を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、少なくとも基材層、接着層、アルミニウムからなるバリア層、化成処理層、ヒートシール層から構成されるリチウムイオン電池の外装体と、タブを有するリチウムイオン電池本体と、前記外装体のヒートシール層と前記タブとの両方に熱接着可能な接着性フィルムとからなり、前記外装体のヒートシール層と前記タブとの間に前記接着性フィルムを介在させると共に前記タブを外方へ突出させて周縁をヒートシールして前記リチウムイオン電池本体を密封したリチウムイオン電池であって、前記ヒートシール層が酸変性ポリオレフィンからなる接着樹脂を介して形成されたポリオレフィン樹脂からなり、前記接着性フィルムが前記ヒートシール層側に配置される電子線架橋されたポリオレフィン樹脂層と前記タブ側に配置される酸変性ポリオレフィン樹脂層とからなり、周縁をヒートシールした状態のタブ部シール部における上下のアルミニウム面間の厚さをＴμｍ、タブの厚さをｔμｍとした時に、Ｔ−ｔ≧１０μｍであることを特徴とするリチウムイオン電池からなるものである。また、本発明は、少なくとも基材層、接着層、アルミニウムからなるバリア層、化成処理層、ヒートシール層から構成されるリチウムイオン電池の外装体と、タブを有するリチウムイオン電池本体と、前記外装体のヒートシール層と前記タブとの両方に熱接着可能な接着性フィルムとからなり、前記外装体のヒートシール層と前記タブとの間に前記接着性フィルムを介在させると共に前記タブを外方へ突出させて周縁をヒートシールして前記リチウムイオン電池本体を密封したリチウムイオン電池であって、前記ヒートシール層が酸変性ポリオレフィンからなる接着樹脂を介して形成されたポリオレフィン樹脂からなり、前記接着性フィルムが前記ヒートシール層側に配置されるポリオレフィン樹脂層と中間層としてのトリメチルペンテン樹脂層と前記タブ側に配置される酸変性ポリオレフィン樹脂層とからなり、周縁をヒートシールした状態のタブ部シール部における上下のアルミニウム面間の厚さをＴμｍ、タブの厚さをｔμｍとした時に、Ｔ−ｔ≧１０μｍであることを特徴とするリチウムイオン電池からなるものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明は、防湿性、耐内容物性、及び、生産性が良く、ポリエチレン系樹脂のヒートシール層からなるリチウムイオン電池用包装材料を用いて外装体を形成し、リチウムイオン電池本体を包装する際に、タブ部での密封性を確保し、特にタブ部における外装体のバリア層とのショートを起こさない包装材料に関し、ヒートシール後においてタブ部の上下両バリア層の内間隔とタブの厚みとの差を１０μｍ以上とするものである。以下、本発明について、図等を利用してさらに詳細に説明する。
【０００７】
図１は、本発明のリチウムイオン電池の包装材料を説明する図であり、（ａ）リチウムイオン電池の斜視図、（ｂ）Ｘ1−Ｘ1の断面図（部分）で接着性フィルムを用いない例、（ｃ）Ｙ1部の拡大図、（ｄ）Ｘ1−Ｘ1の断面図（部分）で接着性フィルムを用いる例、（ｃ）Ｙ2部の拡大図である。図２は、リチウムイオン電池用包装材料とタブとの接着における接着性フィルムの装着方法を説明する斜視図である。図３は、リチウムイオン電池のパウチタイプの外装体を説明する斜視図である。図４は、リチウムイオン電池のエンボスタイプの外装体を説明する斜視図である。図５は、リチウムイオン電池の外装体を形成する積層体の層構成例を示す断面図である。図６は、リチウムイオン電池の外装体を形成する積層体のさらに別の層構成例を示す断面図である。
【０００８】
リチウムイオン電池のタブとしては、厚さが５０〜２０００μｍ、 巾 が４〜２０ｍｍ程度であって、その材質としては、 ＡＬ、Ｃｕ（Ｎｉメッキを含む）およびＮｉ等である。また、リチウムイオン電池の外装体のヒートシール層は該ヒートシール層同士がヒートシール可能な樹脂により形成される。タブに直接ヒートシール可能な樹脂をヒートシール層とする方法、例えば、酸変性ポリエチレン樹脂、酸変性ポリプロピレン樹脂等をヒートシール層として用いる。または、前述したように、一般的なポリオレフィンをヒートシール層とし、タブと該ポリオレフィン層とは、接着性フィルムにより相互にヒートシールして密封する方法がとられている。
【０００９】
リチウムイオン電池の外装体は、リチウムイオン電池本体の性能を長期にわたって維持する性能を有することが求められ、基材層、バリア層、ヒートシール層等を各種のラミネート法によって積層している。特に、リチウムイオン電池の外装体（以下、外装体）を構成する積層体のヒートシール層が、例えば、低密度ポリエチレン系樹脂からなり、リチウムイオン電池本体を外装体に収納し、その周縁をシールして密封する際、タブが存在する部分において、接着性フィルムとして酸変性ポリエチレンを用いる場合、図７（ｂ）に示すように、ヒートシールのための熱と圧力によって前記外装体のヒートシール層１４’と接着性フィルム層６’とがともに溶融し、また、加圧によって、絶縁層となっていた外装体のバリア層１２’より内側の層、および、接着性フィルム層６’が、共に加圧部の領域の外に押し出されることがある。その結果、外装体のバリア層１２であるアルミニウム箔と金属からなるタブとが接触（Ｓ）しショートすることがあった。
【００１０】
本発明者らは、前記ショートを防止することについて、鋭意研究の結果、少なくとも基材層、接着層、アルミニウム、化成処理層、ヒートシール層から構成されるリチウムイオン電池の外装体にリチウムイオン電池本体を挿入し、周縁をヒートシールする際に、タブ部シール部における上下のアルミニウム面間の厚さをＴμｍ、タブの厚さをｔμｍとした時に、
Ｔ−ｔ≧１０
とする包装材料によって、バリア層とタブとのショートを回避できることを見出し本発明を完成するに到った。
前記条件を満たす、リチウムイオン電池用包装材料とヒートシールの検討の結果、Ｔ−ｔが１０μｍ以上であれば、バリア層とタブとのいずれの面および位置においても絶縁層が存在していることが確認できた。しかし、Ｔ−ｔが１０μｍ未満であると、前記バリア層とタブの裏表のいずれかの面および位置で接触をおこすおそれがある。
【００１１】
本発明のリチウムイオン電池の包装材料は、外装体にリチウムイオン電池本体を挿入して密封シールする際の熱と圧力とを受けても膜状の絶縁層の維持を目的とするものであって、密封時のヒートシール条件によって、熔融しない耐熱性を有するヒートシール層あるいは接着性フィルム層としても良いし、ヒートシール条件の設定によりバリア層とタブ間の絶縁層を確保しても良い。または、上下シールヘッドのクリアランスを機械的に調整してもよい。具体的な例としては、例えば、接着性フィルムに耐熱性を有する樹脂層を積層した多層フィルムとすること等は効果がある。
【００１２】
リチウムイオン電池用包装材料はリチウムイオン電池本体を包装する外装体を形成するものであって、その外装体の形式によって、図３に示すようなパウチタイプと、図４（ａ）、図４（ｂ）または図４（ｃ）に示すようなエンボスタイプとがある。前記パウチタイプには、三方シール、四方シール等およびピロータイプ等の袋形式があるが、図３は、ピロータイプとして例示している。
エンボスタイプは、図４（ｄ）および図４（ｅ）に示すように、片面に凹部７を形成しても良いし、図４（ｂ）に示すように、両面に凹部を形成してリチウムイオン電池本体を収納して周縁の四方をヒートシールして密封しても良い。また、図４（ｃ）に示すような折り部をはさんで両側に凹部形成して、リチウムイオン電池を収納して３辺をヒートシールする形式もある。
【００１３】
外装体のヒートシール層１４を金属に対してヒートシール性を持たない材質とした時に、前述のように、外装体５とタブ４との間に接着性フィルム６を介在させるがその具体的方法は、例えば、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、リチウムイオン電池本体２のタブ部密封シール部の上下に接着性フィルム６をおいて（実際には仮着シールにより固定して）外装体５に挿入しタブ部を挟持した状態でヒートシールすることによって密封する。
接着性フィルム６のタブ４への介在方法として、図２（ｃ）または図２（ｄ）に示すように、タブ４の所定の位置に接着性フィルム６のフィルムを巻き付けてもよい。
【００１４】
次に、本発明のリチウムイオン電池の包装材料における外装体の材質について説明する。
前記外装体は、例えば、図５（ａ）に示すように、基材層１１、接着層１６、化成処理層１５（１）、バリア層１２、化成処理層１５（２）接着樹脂層、１３ヒートシール層１４から構成されるものである。
前記ヒートシール層１４と化成処理層（２）との接着は、ドライラミネート法、サンドイッチラミネート法、共押出しラミネート法、熱ラミネート法のいずれかによって積層される。
さらに、前記ラミネート法の内、サンドイッチラミネート法、共押出しラミネート法を用いた場合には、得られた積層体を、後述する前加熱または後加熱により接着強度の向上を図るものである。
また、包装がパウチタイプの場合には、図５（ｃ）に示すように基材側の化成処理層を設けなくともよい。
また、ヒートシール層１４の滑りを向上して加工適性をよくするために、図５（ｂ）または図５（ｄ）に示すようにヒートシール層１４に流動パラフィン層１９を設けてもよい。特に、エンボスタイブの外装体の製造において、エンボス成形の際、成形用オス型とヒートシール層との滑りが悪い場合には流動パラフィン層を設けることにより成形性が向上するとともに、ヒートシール層の耐クラック性が向上する。
【００１５】
前記アルミニウムの化成処理はパウチで用いる場合、ヒートシール層側のみの片側または基材層側とヒートシール層側の両面のどちらでも良い。
さらに、前記アルミニウムとヒートシール層とのラミネート法の内、サンドイッチラミネート法、共押出しラミネート法を用いた場合には、得られた積層体を、後述する前加熱または後加熱により接着強度の向上を図るものである。また、流動パラフィン層１９を設けること、また、図６（ｇ）あるいは図６（ｈ）に示すように、エルカ酸アマイド、オレイン酸アマイド、ビスオレイン酸アマイド等のいわゆるスリップ剤層１７を少なくとも基材層の表面に塗布、塗工することで成形性が向上する。
【００１６】
また、本発明者らは、エンボス成形性がよく、エンボス成形時またはヒートシール時において、基材層とバリア層とのデラミネーションの発生のない積層体であって、また、耐内容物性のあるリチウムイオン電池用の外装体として満足できる包装材料について鋭意研究の結果、アルミニウムの両面に化成処理を施し、また、アルミニウムの内容物側の化成処理面に、不飽和カルボン酸グラフトポリオレフィンとポリオレフィン（フィルムまたは樹脂）を、サンドイッチラミネート法または共押出し法により積層した後、得られた積層体を加熱することによって、前記課題を解決できることを確認している。
【００１７】
外装体における前記基材層１１は、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。
【００１８】
前記基材層１１は、リチウムイオン電池として用いられる場合、ハードと直接接触する部位であるため、基本的に絶縁性を有する樹脂層がよい。フィルム単体でのピンホールの存在、および加工時のピンホールの発生等を考慮すると、基材層は６μｍ以上の厚さが必要であり、好ましい厚さとしては１２〜３０μｍである。
【００１９】
基材層１１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、積層化することも可能である。
基材層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、１２〜３０μｍである。基材層を積層化する例としては、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／延伸延伸ポリエチレンテレフタレート
また、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次加工とし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等を設けることが好ましい。例えば、
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）
【００２０】
前記バリア層１２は、外部からリチウムイオン電池の内部に特に水蒸気が浸入することを防止するための層で、バリア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、バリア層として好ましくは厚さが２０〜８０μｍのアルミニウムとする。
ピンホールの発生をさらに改善し、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、本発明者らは、バリア層として用いるアルミニウムの材質が、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、アルミニウムの展延性がよく、積層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、かつ前記エンボスタイプの外装体を成形する時に側壁の形成も容易にできることを見出した。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、積層体として製袋性が悪くなる。
【００２１】
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。
前記、アルミニウムの柔軟性・腰の強さ・硬さの度合い、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、成形の程度に応じた焼きなましされた軟質アルミニウムを用いることが望ましい。
【００２２】
本発明者らは、リチウムイオン電池用包装材料のバリア層１２であるアルミニウムの表、裏面に化成処理を施すことによって、前記包装材料として満足できる積層体とすることができた。前記化成処理とは、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アルミニウムと基材層１１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、エンボス成形時、ヒートシール時の基材層１１とアルミニウム１２とのデラミネーション防止、電解質と水分との反応により生成するフッ化水素によるアルミニウム内面側でのデラミネーション防止効果が得られた。
各種の物質を用いて、アルミニウム面に化成処理を施し、その効果について研究した結果、前記耐酸性皮膜形成物質のなかでも、フェノール樹脂、フッ化クロム（３）化合物、リン酸の３成分から構成されたものを用いるリン酸クロメート処理が良好であった。
【００２３】
リチウムイオン電池の外装体がエンボスタイプの場合には、アルミニウムの両面に化成処理することによって、エンボス成形の際のアルミニウムと基材層との間のデラミネーションを防止することができる。
【００２４】
本発明者らは、安定した接着強度を示す積層方法について鋭意研究の結果、基材層１１と両面に化成処理したバリア層１２の片面とをドライラミネートし、バリア層１２の他の面に、酸変性ポリオレフィン１３を押出してヒートシール層（ポリエチレンフィルム）１４をサンドイッチラミネートする場合、酸変性ポリオレフィン樹脂１３とヒートシール層（ポリオレフィン樹脂）１４とを共押出しして積層体とし、該積層体を前記酸変性ポリオレフィン樹脂がその軟化点以上になる条件に加熱することによって、所定の接着強度を有する積層体とすることができた。
前記加熱の具体的な方法としては、熱ロール接触式、熱風式、近または遠赤外線等の方法があるが、本発明においてはいずれの加熱方法でもよく、前述のように、接着樹脂がその軟化点温度以上に加熱できればよい。
【００２５】
また、別の方法としては、前記、サンドイッチラミネートまたは共押出しラミネートの際に、アルミニウム１２のヒートシール層側の表面温度が酸変性ポリオレフィン樹脂の軟化点に到達する条件に加熱することによっても接着強度の安定した積層体とすることができた。
また、ポリオレフィン樹脂を接着樹脂として用いることも可能であるが、この場合には、押出したポリエチレンの溶融樹脂膜のアルミニウム側のラミネート面をオゾン処理しながらラミネートする。前記過熱の具体的方法としては、熱ロール接触式、熱風式、近または遠赤外線等の方法があるが、本発明においてはいずれの加熱方法でもよく、前述のように、接着樹脂がその軟化点温度以上に加熱できればよい。
【００２６】
リチウムイオン電池の外装体を形成する積層体における前記の各層には、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。
【００２７】
本発明の接着性フィルム６を適用する場合の外装体のヒートシール層のポリオレフィンは、低密度ポリエチレン、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、ポリプロピレン樹脂（ホモタイプ、ランダムタイプ、ホモランダムブレンドタイプ、ホモランダム多層タイプ）からなる層を用いる場合を想定している。
【００２８】
本発明の接着性フィルム６は、酸変性ポリプロピレン、酸変性ポリエチレンの単層、または多層、または、それらを電子線架橋したもの、または少なくともＴＰＸ（トリメチルペンテン樹脂層）を含む接着性フィルム、例えば、ポリプロピレン樹脂層／ＴＰＸ樹脂層／酸変性ポリプロピレン樹脂層、または、ポリエチレン樹脂層／ＴＰＸ樹脂層／酸変性ポリエチレン樹脂層などである。
【００２９】
本発明の接着性フィルム６を適用するリチウムイオン電池用包装材料の積層体を形成するラミネート方法としては、ドライラミネート法、サンドイッチラミネート法、共押出ラミネート法、熱ラミネート法等を用いることができる。
【００３０】
リチウムイオン電池タブとして、アルミニウムを用いる場合は、アルミニウム前面へ化成処理を施すことにより、アルミニウムタブと接着性フィルムとの接着性向上と、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るアルミニウム表面の溶解、腐食を防止し、内部電解質の漏れ防止に効果がある。
【００３１】
【実施例】
本発明のリチウムイオン電池タブ用接着性フィルムについて、実施例によりさらに具体的に説明する。
外装体のバリア層に施した化成処理は、実施例、比較例ともに、処理液として、フェノール樹脂、フッ化クロム（３）化合物、リン酸からなる水溶液を、ロールコート法により、塗布し、皮膜温度が１８０℃以上となる条件において焼き付けた。クロムの塗布量は、７ｍｇ/ｍ2 （乾燥重量）である。
以下の、実施例および比較例において、パウチタイプの外装体としては、巾３０ｍｍ巾、長さ５０ｍｍ（いずれも内寸）とし、また、エンボスタイプの外装体の場合は、いずれも片面エンボスタイプとし、成形型の凹部（キャビティ）の形状を３０ｍｍ×５０ｍｍ，深さ３．５ｍｍとしてプレス成形して成形性の評価をした。
［実施例１］（パウチタイプ）
アルミニウム２０μｍの両面に化成処理を施し、化成処理した一方の面に延伸ポリエステルフィルム（厚さ１２μｍ）をドライラミネート法により貼り合わせ、次に、化成処理したアルミニウムの他の面を遠赤外線と熱風とにより、接着樹脂である酸変性ポリエチレン樹脂の軟化点以上に加熱した状態として、酸変性ポリエチレン樹脂（２０μｍ）を接着樹脂として、ヒートシール層となる線状低密度ポリエチレン樹脂フィルム（３０μｍ）をサンドイッチラミネートして得られた積層体を用いピロータイプのパウチを形成した。
また、接着性フィルムとして、電子線架橋されたポリエチレンフィルム（４０μｍ）に、タブに接着する層としての酸変性ポリオレフィン（６０μｍ）を押出ラミネートした多層フィルムとした。
１００μｍの厚さ、４ｍｍ巾からなるアルミニウム製のタブを有するリチウムイオン電池本体のタブ部の上下に前記接着性フィルムの酸変性ポリエチレン層の面をタブ側として仮着して、前記外装体中に挿入し、ヒートシール条件を１９０℃、１．０ＭＰａ、３ｓｅｃとして密封し。検体実施例１とした。
［実施例２］（パウチタイプ）
アルミニウム２０μｍの両面に化成処理を施し、化成処理した一方の面に延伸ポリエステルフィルム（厚さ１２μｍ）をドライラミネート法により貼り合わせ、次に、化成処理したアルミニウムの他の面を遠赤外線と熱風とにより、接着樹脂である酸変性ポリプロピレン樹脂の軟化点以上に加熱した状態として、酸変性ポリプロピレン樹脂（２０μｍ）を接着樹脂として、ヒートシール層となるポリプロピレン樹脂複合フィルム（３０μｍ）をサンドイッチラミネートして得られた積層体を用いピロータイプのパウチを形成した。
また、接着性フィルムとして、酸変性ポリプロピレン（１００μｍ）を用いた。
１００μｍの厚さ、１０ｍｍ巾からなるアルミニウム製のタブを有するリチウムイオン電池本体のタブ部の上下に前記接着性フィルムの酸変性ポリプロピレン層の面をタブ側として仮着して、前記外装体中に挿入し、ヒートシール条件を１９０℃、１．０ＭＰａ、２ｓｅｃとして密封し。検体実施例２とした。
［実施例３］（エンボスタイプ）
アルミニウム４０μｍの両面に化成処理を施し、化成処理した一方の面に延伸ナイロンフィルム（厚さ２５μｍ）をドライラミネート法により貼り合わせ、次に、化成処理したアルミニウムの他の面に、酸変性ポリエチレンを接着樹脂（厚さ２０μｍ）として、低密度ポリエチレンフィルム（密度０．９２１、厚さ３０μｍ）をサンドイッチラミネートして一次積層体とした。該一次積層体を，熱風により酸変性ポリエチレン樹脂の軟化点以上の温度に加熱した後、エンボス成形して、成形しない二次積層体を蓋材として外装体とした。
また、接着性フィルムとして、電子線架橋されたポリエチレンフィルム（４０μｍ）に、タブに接着する層としての酸変性ポリエチレン（６０μｍ）を押出ラミネートした多層フィルムとした。
１５０μｍの厚さ、１０ｍｍ巾からなるアルミニウム製のタブを有するリチウムイオン電池本体のタブ部の上下に前記接着性フィルムの酸変性ポリエチレン層の面をタブ側として予め、タブに溶着して、前記外装体中に挿入し、ヒートシール条件を１９０℃、１．０ＭＰａ、４ｓｅｃとして密封し。検体実施例３とした。
［実施例４］（エンボスタイプ）
アルミニウム４０μｍの両面に化成処理を施し、化成処理した一方の面に延伸ナイロンフィルム（厚さ２５μｍ）をドライラミネート法により貼り合わせ、次に、化成処理したアルミニウムの他の面に、酸変性ポリプロピレンを接着樹脂（厚さ２０μｍ）として、低密度ポリプロピレンフィルム（密度０．９２１、厚さ３０μｍ）をサンドイッチラミネートして一次積層体とした。該一次積層体を，熱風により酸変性ポリエチレン樹脂の軟化点以上の温度に加熱した後、エンボス成形して、成形しない一次積層体を蓋材として外装体とした。
また、接着性フィルムとして、酸変性ポリプロピレンフィルム（１００μｍ）を用いた。
８０μｍの厚さ、６．０ｍｍ巾からなるアルミニウム製のタブを有するリチウムイオン電池本体のタブ部の上下に前記接着性フィルムの酸変性ポリプロピレン層の面をタブ側として予め、タブに溶着させ、前記外装体中に挿入し、ヒートシール条件を１８０℃、０．１ＭＰａ、４ｓｅｃとして密封し。検体実施例４とした。
［比較例１］（パウチタイプ）
アルミニウム２０μｍの両面に化成処理を施し、化成処理した一方の面に延伸ポリエステルフィルム（厚さ１２μｍ）をドライラミネート法により貼り合わせ、次に、化成処理したアルミニウムの他の面を遠赤外線と熱風とにより、接着樹脂である酸変性ポリエチレン樹脂の軟化点以上に加熱した状態として、酸変性ポリエチレン樹脂（２０μｍ）を接着樹脂として、ヒートシール層となる線状低密度ポリエチレン樹脂複合フィルム（３０μｍ）をサンドイッチラミネートして得られた積層体を用いピロータイプのパウチを形成した。
また、接着性フィルムとして、酸変性ポリエチレンフィルム（不飽和カルボン酸グラフトポリエチレン）を４０μｍの厚さにラミネートした。
１００μｍの厚さ、４ｍｍ巾からなるアルミニウム製のタブを有するリチウムイオン電池本体のタブ部の上下に前記接着性フィルムの酸変性ポリプロピレン層の面をタブ側として仮着して、前記外装体中に挿入し、ヒートシール条件を２００℃、１．５ＭＰａ、５ｓｅｃとして密封し。検体比較例１とした。
［比較例２］（パウチタイプ）
アルミニウム２０μｍの両面に化成処理を施し、化成処理した一方の面に延伸ポリエステルフィルム（厚さ１２μｍ）をドライラミネート法により貼り合わせ、次に、化成処理したアルミニウムの他の面を遠赤外線と熱風とにより、接着樹脂である酸変性ポリプロピレン樹脂の軟化点以上に加熱した状態として、酸変性ポリプロピレン樹脂（２０μｍ）を接着樹脂として、ヒートシール層となるポリプロピレン樹脂複合フィルム（３０μｍ）をサンドイッチラミネートして得られた積層体を用いピロータイプのパウチを形成した。
また、接着性フィルムとして、ポリプロピレン３０μｍを用意した。
１００μｍの厚さ、４ｍｍ巾からなるアルミニウム製のタブを有するリチウムイオン電池本体のタブ部の上下に前記接着性フィルムの酸変性ポリプロピレン層の面をタブ側として仮着して、前記外装体中に挿入し、ヒートシール条件を２００℃、２．０ＭＰａ、６ｓｅｃとして密封し。検体比較例２とした。
［比較例３］（エンボスタイプ）
アルミニウム４０μｍの両面に化成処理を施し、化成処理した一方の面に延伸ナイロンフィルム（厚さ２５μｍ）をドライラミネート法により貼り合わせ、次に、化成処理したアルミニウムの他の面に、酸変性ポリエチレンを接着樹脂（厚さ２０μｍ）として、低密度ポリエチレンフィルム（密度０．９２１、厚さ３０μｍ）をサンドイッチラミネートして一次積層体とした。該一次積層体を，熱風により酸変性ポリエチレン樹脂の軟化点以上の温度に加熱した後、エンボス成形して、成形しない一次積層体を蓋材として外装体とした。
また、接着性フィルムとして、酸変性ポリエチレンフィルム（不飽和カルボン酸グラフトポリエチレン、３０μｍ）を用いた。
１００μｍの厚さ、４ｍｍ巾からなるアルミニウム製のタブを有するリチウムイオン電池本体のタブ部の上下に前記接着性フィルムの酸変性ポリエチレン層の面をタブ側として仮着して、前記外装体中に挿入し、ヒートシール条件を２００℃、１．５ＭＰａ、５ｓｅｃとして密封し。検体比較例３とした。
［比較例４］（エンボスタイプ）
アルミニウム４０μｍの両面に化成処理を施し、化成処理した一方の面に延伸ナイロンフィルム（厚さ２５μｍ）をドライラミネート法により貼り合わせ、次に、化成処理したアルミニウムの他の面に、酸変性ポリプロピレンを接着樹脂（厚さ２０μｍ）として、ポリプロピレンフィルム（厚さ３０μｍ）をサンドイッチラミネートして一次積層体とした。該一次積層体を，熱風により酸変性ポリプロピレン樹脂の軟化点以上の温度に加熱した後、エンボス成形して、成形しない一次積層体を蓋材として外装体とした。
また、接着性フィルムとして、酸変性ポリプロピレンフィルム（３０μｍ）を用意した。
８０μｍの厚さ、４ｍｍ巾からなるアルミニウム製のタブを有するリチウムイオン電池本体のタブ部の上下に前記接着性フィルムの酸変性ポリプロピレン層の面をタブ側として仮着して、前記外装体中に挿入し、ヒートシール条件を２００℃、２．０ＭＰａ、６ｓｅｃとして密封し、検体比較例４とした。
【００３２】
＜評価方法＞
（１）タブと外装体のバリア層との短絡の有無
前記Ｔ−ｔの測定、タブ部分を切断して、上下のバリア層の内面間のクリアランスを測定し、タブの厚みを差し引いた値ｒを算出した。
タブ部と外装体とのショート状態とを、タブ部のヒートシール部を断裁し、断面写真により確認し、タブと外装体のバリア層とのショートのおそれのあるものについては、テスターによって接触を確認し、断面写真によって、タブと外装体のバリア層との間に皮膜が見られないものをショート寸前とし、その内でテスターによりショートが確認された検体をショート数とした。
（２）もれの確認
ヒートシール品を８０℃、２４時間保存し、タブ部からの内容物のもれを確認した。
【００３３】
＜結果＞
実施例１〜実施例４はいずれも、タブ部でのショート及び内容物のもれは皆無であった。また、前記Ｔ−ｔを実施例及び比較例各１０検体を測定し、その平均値は次の通りであった。
0004498630.tif 000002
また、比較例１においては、１００検体中５０検体においてショート寸前であり、実際にショートしたのは３０検体であった。また、漏れは７５検体で発生した。比較例２においては、１００検体中８０検体においてショート寸前であり、実際にショートしたのは６０検体であった。また、もれは４０検体であった。比較例３においては、１００検体中３０検体においてショートが発生し、８０検体においてタブと接着性フィルムの酸変性ポリエチレンとの間で内容物がもれた。比較例４においては、１００検体中６０検体においてショート寸前であり、実際にショートしたのは４０検体であった。また、もれは３２検体であった。
ショート以外の評価項目については、実施例、比較例ともに良好であった。
【００３４】
【発明の効果】
本発明のリチウムイオン電池用包装材料から形成された外装体のパウチまたはエンボス成形部にリチウムイオン電池本体を収納しその周縁をヒートシールして密封する際、上下のアルミニウム面間の厚さを制御したシールとすることによって、リチウムイオン電池の密封シールの際に、外装体のバリア層とタブとが接触（ショート）と、内容物が漏れることが無くなった。
また、外装体のアルミニウムの両面に施した化成処理によって、エンボス成形時、及びヒートシール時の基材層とアルミニウムとの間でのデラミネーションの発生を防止することができ、また、ヒートシール層をサンドイッチラミネート法または共押出ラミネート法により形成した場合に、積層体の形成時の加熱、または積層体形成後の加熱によって、リチウムイオン電池の電解質と水分との反応により発生するフッ化水素によるアルミニウム面の腐食を防止できることにより、アルミニウムとの内容物側の層とのデラミネーションをも防止できる外装体である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のリチウムイオン電池の包装材料を説明する図であり、（ａ）リチウムイオン電池の斜視図、（ｂ）Ｘ1−Ｘ1の断面図（部分）で接着性フィルムを用いない例、（ｃ）Ｙ1部の拡大図、（ｄ）Ｘ1−Ｘ1の断面図（部分）で接着性フィルムを用いる例、（ｃ）Ｙ2部の拡大図である。
【図２】リチウムイオン電池用包装材料とタブとの接着における接着性フィルムの装着方法を説明する斜視図である。
【図３】リチウムイオン電池のパウチタイプの外装体を説明する斜視図である。
【図４】リチウムイオン電池のエンボスタイプの外装体を説明する斜視図である。
【図５】リチウムイオン電池の外装体を形成する積層体の層構成例を示す断面図である。
【図６】リチウムイオン電池の外装体を形成する積層体のさらに別の層構成例を示す断面図である。
【図７】従来の接着性フィルムを用いてバリア層とタブとがショートした状態を示す断面図である。
【符号の説明】
Ｓ  タブとバリア層とのショート部
Ｈ  ヒートシール熱板
１  リチウムイオン電池
２  リチウムイオン電池本体
３  セル（蓄電部）
４  タブ（電極）
５  外装体
６  接着性フィルム（タブ部）
７  凹部
８  側壁部
９  シール部
１０  積層体（リチウムイオン電池用包装材料）
１１  基材層
１２  アルミニウム（バリア層）
１３  酸変性ポリオレフィン層（押出）
１４  ヒートシール層（ポリオレフィン）
１５  流動パラフィン層
１６  化成処理層
１７  接着層
１８  酸変性ポリプロピレン（コーティング）
１９  流動パラフィン
【図１】
0004498630.tif 000003
【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】
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