特許 6125364 電池用ラミネート外装材及びラミネート電池

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6125364

(24)【登録日】2017年4月14日

(45)【発行日】2017年5月10日

(54)【発明の名称】電池用ラミネート外装材及びラミネート電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 2/02 20060101AFI20170424BHJP

【ＦＩ】

   H01M2/02 K

【請求項の数】8

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-155676(P2013-155676)

(22)【出願日】2013年7月26日

(65)【公開番号】特開2015-26525(P2015-26525A)

(43)【公開日】2015年2月5日

【審査請求日】2016年5月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】501428187

【氏名又は名称】昭和電工パッケージング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109911

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 義仁

(74)【代理人】

【識別番号】100071168

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 久義

(72)【発明者】

【氏名】南谷 広治

【審査官】 正 知晃

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２１６２０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／０７２７３６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００２−３４３３１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１５７４６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０８２４６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１７３０５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３４３１０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１７６４６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ２／０２

Ｂ３２Ｂ １５／００ − １５／２０

ＷＰＩ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アルミニウム箔の一方の面にベース樹脂が塗布されてベース樹脂からなる第１塗膜層が積層され、前記第１塗膜層の表面に、該第１塗膜層の幅方向の両端縁部に第１塗膜層が露出した露出縁部を残した態様で、電池本体の表面フィルムに対して熱接着可能な軟化点１６０℃以下の熱接着性樹脂からなる第２塗膜層が形成されていることを特徴とする電池用ラミネート外装材。

【請求項2】

前記第２塗膜層の熱接着性樹脂が、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチル（メタ）アクリレート共重合体、エチレン−メチル（メタ）アクリレート共重合体またはエチレン−メチル（メタ）アクリレート−無水マレイン酸共重合体である請求項１に記載の電池用ラミネート外装材。

【請求項3】

前記第１塗膜層のベース樹脂が、ラミネート電池の端部補強用プラスチック部品に対して熱接着可能な熱可塑性樹脂からなる請求項１または２に記載の電池用ラミネート外装材。

【請求項4】

前記第１塗膜層の厚さが０．５μｍ〜１０μｍである請求項１〜３のいずれか１項に記載の電池用ラミネート外装材。

【請求項5】

前記アルミニウム箔における前記第１塗膜層形成側とは反対側の表面に、厚さ８μｍ〜４０μｍの延伸フィルムが貼着されてなる請求項１〜４のいずれか１項に記載の電池用ラミネート外装材。

【請求項6】

前記アルミニウム箔における前記第１塗膜層形成側とは反対側の表面に、厚さ０．５μｍ〜５μｍの熱硬化樹脂層が形成されてなる請求項１〜４のいずれか１項に記載の電池用ラミネート外装材。

【請求項7】

前記アルミニウム箔が硬質アルミニウム箔である請求項１〜６のいずれか１項に記載の電池用ラミネート外装材。

【請求項8】

電池本体に請求項１〜７のいずれか１項に記載の電池用ラミネート外装材が前記第２塗膜層側で接して巻付けられて熱接着されると共に、電池本体の両側にはみ出た該ラミネート外装材の余剰部分で構成される各筒状部に、端部補強用プラスチック部品の少なくとも一部が挿嵌されて、該端部補強用プラスチック部品が前記筒状部内面の第１塗膜層の露出縁部に熱接着されてなることを特徴とするラミネート電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スマートフォン、タブレット等の通信機器、ノートパソコン、デジタルカメラ等のモバイル電気機器の電源に使用される電池の本体を包むラミネート外装材と、このラミネート外装材を用いたラミネート電池に関する。

【0002】

なお、本明細書及び特許請求の範囲において、「アルミニウム」の語は、アルミニウム及びその合金を含む意味で用いている。

【背景技術】

【0003】

近年、モバイル電気機器の小型化、軽量化に伴い、これらに搭載されるリチウムイオン電池やリチウムポリマー電池についても、その外装材として旧来の金属缶に代えて、厚さ２０〜１００μｍ程度のアルミニウム箔の両面にプラスチックフィルムを張り合わせたラミネート外装材を使用することで軽量化が図られている。

【0004】

ところが、このラミネート外装材は、プレス成形による型付けができるように、焼鈍で軟化させた軟質アルミ箔を使用するので、材料強度が弱くなり、外部からの衝撃で破れたり、ピンホールが発生し易いという欠点がある。このため、従来のラミネート外装材を使用したラミネート電池では、外装の強度を補う目的でプラスチックの射出成形容器に装填されることが多いが（特許文献１参照）、その結果として電池単位の重量が増すと共に部品点数も多くなってしまう。

【0005】

そこで最近では、硬質アルミニウム箔の片面又は両面にプラスチックフィルムを貼着してなる外装材を電池本体に巻き付けると共に、両端部にプラスチック製部品を嵌め込んで外装強度を向上させたラミネート電池が登場している（特許文献２、３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平１１−１８５７２８号公報

【特許文献2】特開２００７−１７３０４９号公報

【特許文献3】特開２００７−１７３０５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、上記従来のものは、アルミニウム箔とベースフィルムが接着剤で貼着された構成であるので、外装材としての総厚さが大きいものとなり、その分重量も増大するので、体積エネルギー密度や重量エネルギー密度が大きいことが要求されるモバイル機器用の電池用としては、体積エネルギー密度や重量エネルギー密度の点で些か不十分な面があった。

【0008】

また、外装材を構成するベースフィルムは（フィルムであるために薄くすることができず）厚さがあることで断熱性が発現し、これにより外装材を電池本体に熱接着する際に些か時間を要するものとなっていた。

【0009】

本発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、外装材としての全体厚さを低減して軽量化できると共に、熱接着時の電池本体への接着を確実に行うことができ、端部補強用のプラスチック部品を用いる場合でも当該部品に対して強固に接着できる外装材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】

【0010】

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。

【0011】

［１］アルミニウム箔の一方の面にベース樹脂が塗布されてベース樹脂からなる第１塗膜層が積層され、前記第１塗膜層の表面に、該第１塗膜層の幅方向の両端縁部に第１塗膜層が露出した露出縁部を残した態様で、電池本体の表面フィルムに対して熱接着可能な軟化点１６０℃以下の熱接着性樹脂からなる第２塗膜層が形成されていることを特徴とする電池用ラミネート外装材。

【0012】

［２］前記第２塗膜層の熱接着性樹脂が、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチル（メタ）アクリレート共重合体、エチレン−メチル（メタ）アクリレート共重合体またはエチレン−メチル（メタ）アクリレート−無水マレイン酸共重合体である前項１に記載の電池用ラミネート外装材。

【0013】

［３］前記第１塗膜層のベース樹脂が、ラミネート電池の端部補強用プラスチック部品に対して熱接着可能な熱可塑性樹脂からなる前項１または２に記載の電池用ラミネート外装材。

【0014】

［４］前記第１塗膜層の厚さが０．５μｍ〜１０μｍである前項１〜３のいずれか１項に記載の電池用ラミネート外装材。

【0015】

［５］前記アルミニウム箔における前記第１塗膜層形成側とは反対側の表面に、厚さ８μｍ〜４０μｍの延伸フィルムが貼着されてなる前項１〜４のいずれか１項に記載の電池用ラミネート外装材。

【0016】

［６］前記アルミニウム箔における前記第１塗膜層形成側とは反対側の表面に、厚さ０．５μｍ〜５μｍの熱硬化樹脂層が形成されてなる前項１〜４のいずれか１項に記載の電池用ラミネート外装材。

【0017】

［７］前記アルミニウム箔が硬質アルミニウム箔である前項１〜６のいずれか１項に記載の電池用ラミネート外装材。

【0018】

［８］電池本体に前項１〜７のいずれか１項に記載の電池用ラミネート外装材が前記第２塗膜層側で接して巻付けられて熱接着されると共に、電池本体の両側にはみ出た該ラミネート外装材の余剰部分で構成される各筒状部に、端部補強用プラスチック部品の少なくとも一部が挿嵌されて、該端部補強用プラスチック部品が前記筒状部内面の第１塗膜層の露出縁部に熱接着されてなることを特徴とするラミネート電池。

【0019】

なお、硬質アルミニウム箔とは、加工（圧延）を施して加工硬化させた状態のアルミニウム箔を意味し、例えば、加工硬化上がりの箔、加工硬化後に適度な熱処理を施した箔等が挙げられ、一般的にＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｈ０００１）で用いられている質別記号ＨＸ１、ＨＸ２、ＨＸ３、ＨＸ４、ＨＸ５、ＨＸ６、ＨＸ７、ＨＸ８、ＨＸ９のもの（ただし、Ｘ：１〜３）が挙げられる。これに対し、軟質アルミニウム箔は、上記の硬質アルミニウム箔以外のアルミニウム箔を意味し、例えば、完全焼き鈍しにより軟化させた状態の箔等が挙げられ、一般的にＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｈ０００１）でＯ材と称されているものが挙げられる。

【発明の効果】

【0020】

［１］の発明に係る電池用ラミネート外装材は、それ自体が電池本体の表面フィルムに対して熱接着可能な熱接着性樹脂からなる第２塗膜層を備えるため、電池本体への装着に際し、別途に粘着テープやホットメルト接着剤を使用することなく、該電池本体に対して直接に容易に熱接着でき、それだけラミネート電池の部品数を少なくできると共に、電池製造ラインの簡素化を可能にする。しかして、第２塗膜層は軟化点１６０℃以下の熱接着性樹脂からなるため、ラミネート外装材を該第２塗膜層側で接するように電池本体に巻き付けた状態で、１６０℃以下の低温加熱によって接着固定でき、もって電池本体内のセパレータの融解や電解液の分解等の熱劣化を回避でき、高い電池性能を維持できる。

【0021】

また、アルミニウム箔の一方の面にベース樹脂が塗布されてベース樹脂からなる第１塗膜層が積層されているので、従来の構成（アルミニウム箔の一方の面に接着剤層を介してベースフィルムが貼着されてなる構成）と比較して、厚さを大きく低減できて、軽量化を実現することができ、これにより、体積エネルギー密度や重量エネルギー密度の高いラミネート電池の提供が可能となる。

【0022】

また、端部補強用プラスチック部品を使用する際は、外装材の第１塗膜層における露出縁部（第２塗膜層が形成されていない領域）と、該端部補強用プラスチック部品とを熱圧着することにより、電池用ラミネート外装材と端部補強用プラスチック部品とを接着することができる。

【0023】

更に、第１塗膜層は、アルミニウム箔にベース樹脂が塗布されて形成された「塗膜」である（従来のような、アルミニウム箔にベース「フィルム」を貼着した構成ではない）ので、この第１塗膜層（ベース樹脂層）と端部補強用プラスチック部品とを強接着できるし、振動試験を経た後でも十分な強接着状態が維持される（接着力の耐久性に優れるという有利な効果を奏する）。なお、これらの点は、後述する実施例１と比較例２の評価結果（表１参照）を対比することにより明らかである。

【0024】

［２］の発明では、第２塗膜層の熱接着性樹脂が、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチル（メタ）アクリレート共重合体、エチレン−メチル（メタ）アクリレート共重合体またはエチレン−メチル（メタ）アクリレート−無水マレイン酸共重合体であるから、第２塗膜層は、電池本体の表面フィルムに対して低温圧着でも優れた熱接着性を発揮する。

【0025】

［３］の発明では、第１塗膜層のベース樹脂が、ラミネート電池の端部補強用プラスチック部品に対して熱接着可能な熱可塑性樹脂からなる構成であるから、外装材の第１塗膜層（ベース樹脂層）における露出縁部（第２塗膜層が形成されていない領域）と、端部補強用プラスチック部品とを強接着できる。

【0026】

［４］の発明では、第１塗膜層の厚さが０．５μｍ〜１０μｍであるから、このような薄膜の形成により軽量化できると共に、第１塗膜層（ベース樹脂）と端部補強用プラスチック部品とが十分に接着する。

【0027】

［５］の発明では、電池用ラミネート外装材のアルミニウム箔の外面側表面に貼着された特定厚さの延伸フィルムが保護層として機能するから、ラミネート電池の外装に耐摩耗性、耐衝撃性、耐薬品性が付与される。

【0028】

［６］の発明では、電池用ラミネート外装材のアルミニウム箔の外面側表面に形成された特定厚さの熱硬化樹脂層が保護層として機能するから、ラミネート電池の外装の耐摩耗性、耐衝撃性、耐薬品性が向上する。

【0029】

［７］の発明では、アルミニウム箔として硬質アルミニウム箔を用いているから、剛性がより高くなることで、電池用ラミネート外装材をより薄くでき、電池のエネルギー密度をより増大させることができる。

【0030】

［８］の発明に係るラミネート電池では、上記電池用ラミネート外装材（の第２塗膜層）が電池本体に対して確実に接着固定されると共に、電池の両端部において端部補強用プラスチック部品が、ラミネート外装材における第１塗膜層の露出縁部（第２塗膜層が積層形成されていない領域）に強固に接着されたものとなる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】本発明を適用するラミネート電池の外装形成を工程順に示した図であり、（Ａ）は電池本体に対するラミネート外装材の巻き付け前の概略斜視図、（Ｂ）は同巻き付け後の概略斜視図、（Ｃ）は端部補強用プラスチック部品を装着した外装完了後の概略斜視図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る電池用ラミネート外装材の断面図（図１におけるＸ−Ｘ線の断面図）である。

【図3】本発明の他の実施形態に係る電池用ラミネート外装材の断面図である。

【図4】本発明の更に他の実施形態に係る電池用ラミネート外装材の断面図である。

【図5】本発明の更に他の実施形態に係る電池用ラミネート外装材の断面図である。

【図6】製造途中の切断工程前のラミネート外装材を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

図１（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明を適用するラミネート電池の外装形成を工程順に示したものである。このラミネート電池は、図１（Ａ）の如く直方体形状の電池本体１０をそれよりも幅広の矩形状のラミネート外装材１１の第２塗膜層２の上に載せ、図１（Ｂ）の如く該ラミネート外装材１１で電池本体１０を包み込んで電池本体１０の表面フィルムにラミネート外装材１１の第２塗膜層２を熱接着すると共に、ラミネート外装材１１の両側余剰部にて構成される両端の長方形の各筒状部１１ａ内に、図１（Ｃ）の如く直方体形状の端部補強用プラスチック部品１２の一部を挿嵌し、該端部補強用プラスチック部品１２と、筒状部１１ａの内面の第１塗膜層（ベース樹脂層）１の露出縁部１ａ（熱接着性樹脂が未塗布の縁部、即ち第２塗膜層が積層形成されていない縁部領域）とを熱接着によって接着固定したものである。図中の１０ａは電池の端子を示す。

【0033】

なお、電池本体１０は、リチウムイオン電池やリチウムポリマー電池であり、その表面がポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）フィルム、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム、ポリアミド（ＯＮ）フィルム、ポリプロピレン（ＯＰＰ）フィルム等の延伸フィルムにて構成されている。

【0034】

そして、ラミネート外装材１１は、図２に示すように、アルミニウム箔３の一方の面にベース樹脂が塗布されてベース樹脂からなる第１塗膜層１が積層され、前記第１塗膜層１の表面に、該第１塗膜層１の幅方向の両端縁部に第１塗膜層が露出した露出縁部１ａ、１ａを残した態様で、電池本体１０の表面フィルムに対して熱接着可能な軟化点１６０℃以下の熱接着性樹脂からなる第２塗膜層２が形成されたものを基本構成としている。

【0035】

ここで、第１塗膜層１を構成するベース樹脂としては、ラミネート電池の端部補強用プラスチック部品に対して熱接着可能な熱可塑性樹脂からなるのが好ましく、例えば、無水マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂、無水マレイン酸変性ポリエチレン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体樹脂（ＡＢＳ樹脂）、１２ナイロンの如き接着性ポリアミド樹脂などが使用され、中でも、端部補強用プラスチック部品１２に対して小さい接着面積でも強固に熱接着できるように、当該プラスチック部品１２と同系の熱可塑性樹脂からなる樹脂が好ましく，特に加工性及び絶縁性に優れたオレフィン系樹脂が好適である。

【0036】

前記アルミニウム箔３の一方の面に第１塗膜層（ベース樹脂層）１を形成するには、前記ベース樹脂をトルエン等の有機溶媒中に添加混合して乳化し、これをグラビアコート方式等でアルミニウム箔３の一方の面に塗布して、乾燥すればよい。

【0037】

しかして、前記第１塗膜層（ベース樹脂層）１の厚さは、電池本体１０の凹凸のある表面に対しても圧力緩衝作用で確実に接着できるように０．５μｍ〜１０μｍにするのが好ましい。０．５μｍ未満では、圧力緩衝作用が不充分であるために凹凸のある電池表面には接着不完全になりやすく、１０μｍを超えるとラミネート外装材１１の総厚さが増大して電池のエネルギー密度が低下するし、コストも増大するので、好ましくない。

【0038】

前記アルミニウム箔２としては、硬質又は軟質の厚さが４０μｍ〜２００μｍのアルミニウム箔が好適である。薄過ぎては材料強度に劣る一方、厚過ぎては、ラミネート外装材１１の総厚さが増大して電池のエネルギー密度が低下するし、加工が困難になるので、好ましくない。前記アルミニウム箔２としては、硬質アルミニウム箔が好適である。

【0039】

前記第２塗膜層２の熱接着性樹脂としては、電池本体１０の表面フィルムに対して熱接着可能な軟化点１６０℃以下のものであればよいが、特に延伸フィルムに対する接着性に優れる、エチレン−酢酸ビニル共重合体（以下、「ＥＶＡ」という場合がある）、エチレン−エチル（メタ）アクリレート共重合体、エチレン−メチル（メタ）アクリレート共重合体、エチレン−メチル（メタ）アクリレート−無水マレイン酸共重合体が好適である。しかして、この熱接着性樹脂の軟化点が１６０℃より高くなると、電池本体１０に対する熱接着の温度が高くなるため、電池本体１０内のセパレータの融解や電解液の分解等の熱劣化を生じる懸念がある。

【0040】

前記第２塗膜層２に用いるＥＶＡとしては、酢酸ビニル含量が３０質量％〜９５質量％、ＭＩ（メルトインデックス）が３以上のものが好ましい。これは、酢酸ビニル含量が３０質量％未満ではアルコール等の溶媒に溶けにくく、第１塗膜層１への塗布が困難になることによる。なお、塗工性を向上するために、ＥＶＡを一部ケン化変性し、アセトオキシ基、カルボキシル基、水酸基等を含むグラフトポリマーとして、アルコール等の溶媒に対する溶解性を高めてもよい。また、電池本体１０の表面の延伸フィルムとの接着性をより向上させるために、エチレン−酢酸ビニル共重合体に少量のエチレン−アクリレート共重合体（ＥＥＡ）を添加することもできる。

【0041】

更に、前記第２塗膜層２には、第１塗膜層（ベース樹脂）１との密着性とホットタック性を向上させる粘着付与成分、ならびにラミネート外装材１１の巻回状態でのブロッキングを防止するためのブロッキング防止剤を、それぞれ熱接着性樹脂に対して１質量％〜２０質量％の範囲で含有させることが推奨される。

【0042】

上記の粘着付与成分としては、テルペンフェノール樹脂、ロジン及びロジンエステル、石油樹脂等が挙げられ、これらは２種以上を併用してもよいが、特に軟化点６０℃〜１６０℃で平均分子量３０００以下のものが好ましい。これは、軟化点が６０℃未満ではブロッキングを生じ易く、１６０℃より高くなると低温下での熱接着性が発現せず、また平均分子量が３０００より大きくなると溶解性ならびにエチレン−酢酸ビニル共重合体との相溶性の悪化を招くことによる。

【0043】

上記のブロッキング防止材としては、ＳｉＯ₂、ＣａＣＯ₃、ＢａＣＯ₃、ＴｉＯ₂、タルク等の無機質粒子が挙げられ、これらは２種以上を併用してもよいが、特に平均粒子径が１μｍ〜１０μｍで比重３以下のものが推奨される。すなわち、平均粒子径が１μｍ未満になると、ブロッキング防止材の粒子同士が凝集密着して樹脂中で分散しにくくなり、逆に１０μｍを超える粒子になると、第２塗膜層２を形成するためのグラビアコート時にグラビア版の目詰まりが発生するので、好ましくない。また、比重が３を超えると、塗布後の乾燥で熱が加わった時に樹脂中で沈降し易く、ブロッキング防止効果を発現しない懸念があるので、好ましくない。

【0044】

第１塗膜層（ベース樹脂層）１の上に第２塗膜層２を形成するには、前記のエチレン−酢酸ビニル共重合体の如き樹脂成分と要すれば粘着付与成分及びブロッキング防止材をアルコール中に添加混合して乳化し、これをグラビアコート方式等で第１塗膜層（ベース樹脂層）１上に塗布して乾燥すればよい。この時、第２塗膜層２を形成する樹脂成分に有機系顔料、無機系顔料、色素等の着色剤を樹脂成分１００質量部に対し０．１質量部〜５質量部の範囲で添加しても良い。例えばグラビアコート方式等で図６に示すように外装材原反に第２塗膜層２を塗布形成する際に、隣り合う露出縁部１ａ、１ａの間に細線状の切断線表示用塗膜部２０も同時に形成するものとすれば、この切断線表示用塗膜部２０が着色されていることで、切断の際に切断装置（幅入れ装置）の位置決め用センサーが該切断線表示用塗膜部２０を認識することによって、切断位置を誤りなく確実に位置決めすることができる。

【0045】

前記有機系顔料としては、特に限定されるものではないが、例えばレーキレッド、ナフトール類、ハンザイエロー、ジスアゾイエロー、ベンズイミダゾロン等のアゾ系顔料、キノフタロン、イソインドリン、ピロロピロール、ジオキサジン、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン等の多環式系顔料、レーキレッドＣ、ウォチュングレッド等のレーキ顔料などが挙げられる。また、前記無機系顔料としては、特に限定されるものではないが、例えばカーボンブラック、酸化チタン、炭酸カルシウム、カオリン、酸化鉄、酸化亜鉛等が挙げられる。また、前記色素としては、特に限定されるものではないが、例えばトリナトリウム塩（黄色４号）等の黄色色素類、ジナトリウム塩（赤色３号）等の赤色色素類、ジナトリウム塩（青色１号）等の青色色素類などが挙げられる。

【0046】

前記第２塗膜層２の厚さは、０．５μｍ〜１０μｍと薄く設定するのが好ましい。０．５μｍ未満にすることは技術的に難しく、一方１０μｍを超えるとラミネート外装材１１として使用するとき型付が起こりやすくなるので、好ましくない。

【0047】

このような構成のラミネート外装材１１を用いて電池本体１０の外装を行うには、まず該ラミネート外装材１１を第２塗膜層２側が上向きになるように配置し、この第２塗膜層２の上に図１（Ａ）の如く電池本体１０を載せ、図１（Ｂ）の如く該ラミネート外装材１１を電池本体１０に巻き付け、その外側から１６０℃以下の熱板を当接して熱接着する。これにより、溶融した第２塗膜層２の熱接着性樹脂を介して電池本体１０の表面フィルムとラミネート外装材１１とが熱接着されて一体化するが、この熱接着の温度が低いため、電池本体１０内のセパレータの融解や電解液の分解等の熱劣化が回避され、もって高い電池性能を維持できる。

【0048】

そして、この熱圧着により、ラミネート外装材１１の幅方向両側の余剰部によって電池本体１０の両端にそれぞれ筒状部１１ａが構成され、該筒状部１１ａの内面には第１塗膜層１の露出縁部１ａ（第１塗膜層１が露出した縁部、即ち第２塗膜層２を形成するための熱接着性樹脂が未塗布の縁部）が表出している。次いで、各筒状部１１ａ内に図１（Ｃ）の如く端部補強用プラスチック部品１２の一部を挿嵌し、その外側から１８０〜２２０℃の熱板を圧接して、該端部補強用プラスチック部品１２と、ラミネート外装材１１の第１塗膜層（ベース樹脂層）１の露出縁部１ａとを熱圧着する。このとき、ラミネート外装材１１の第１塗膜層（ベース樹脂層）１と端部補強用プラスチック部品１２とが直接に強接着して一体化することになるが、この高温での熱圧着は電池本体１０から外れた位置でなされるから、該電池本体１０に熱劣化を生じる懸念はない。

【0049】

上述した実施形態のラミネート外装材１１では、ラミネート電池の外周面においてアルミニウム箔３が露出することになるが、本発明のラミネート外装材においては、アルミニウム箔３の表面に耐摩耗性、耐衝撃性、耐薬品性等を付与するために、保護層を設けてもよい。このような保護層を設けるには、例えば図３に示すように、アルミニウム箔３における第１塗膜層１形成側とは反対側の表面に、接着剤層６を介して延伸フィルム５を貼着したり、図４に示すように、同表面に熱硬化樹脂層７を形成すればよい。

【0050】

しかして、延伸フィルム５としては、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＥＮ、ＯＮ、ＯＰＰ等よりなる安価で汎用性のある一般的な樹脂フィルムを使用すればよい。その厚さは８μｍ〜４０μｍの範囲が好ましい。８μｍ未満では汎用性がなく、４０μｍよりも厚くなると高価で加工性も悪くなるので、好ましくない。また、更に耐摩耗性を向上させるために、延伸フィルム５の表面にシリカやアルミナを真空蒸着したもの、同表面にシロキサン系樹脂をコーティングしたもの、該延伸フィルム５の表面を粗化処理したもの等も使用可能である。なお、前記接着剤層６としては、例えば、ポリエーテル−ポリウレタン又はポリエステル−ポリウレタンベースの接着剤を使用できる。

【0051】

一方、熱硬化樹脂層７としては、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、硝化綿系樹脂等の熱硬化で強固な皮膜を形成し得る樹脂成分を用いればよい。そして、更に耐摩耗性を向上させるために、これらの樹脂中に５質量％以下のシロキサン系樹脂を添加してもよい。また、熱硬化樹脂層７の厚さは、０．５μｍ〜５μｍの範囲が好ましい。薄過ぎては保護層としての効果が期待できず、逆に厚過ぎても却って樹脂層が脆くなる上に加工単価も増大するので、好ましくない。

【0052】

なお、上記実施形態では、第２塗膜層２は、第１塗膜層（ベース樹脂層）１の両端縁部の露出縁部１ａ、１ａを除いた残部の全面に形成されているが（図２〜４参照）、特にこのような構成に限定されるものではなく、例えば、図５に示すように、第２塗膜層２が、第１塗膜層（ベース樹脂層）１における露出縁部１ａ、１ａを除いた残部に部分的に形成された構成を採用することもできる。

【実施例】

【0053】

次に、本発明の具体的実施例について説明するが、本発明はこれら実施例のものに特に限定されるものではない。

【0054】

＜実施例１＞
ＪＩＳ Ａ３００４−Ｈ１８材からなる厚さ１００μｍの硬質アルミニウム箔３の一方の面に、延伸フィルム５として厚さ１２μｍのＰＥＴフィルムをポリエステル−ウレタン系接着剤６を介して貼り合わせると共に、該硬質アルミニウム箔３の他方の面に、無水マレイン酸変性ポリプロピレン４０質量部をトルエン６０質量部に溶解させてなる樹脂液をグラビアコート方式で塗布した後、２００℃で２０秒間乾燥させることによって、厚さ３μｍの第１塗膜層１を形成せしめて、総厚さ１２０μｍのラミネートフィルムを作製した。

【0055】

次に、酢酸ビニル含量４０質量％でＭＩが１５のＥＶＡ樹脂３０質量部、ケン化度２０％にした同ＥＶＡ樹脂３０質量部、軟化点９０℃で平均分子量１５００のテルペン樹脂１０質量部、粒径２〜５μｍで比重２．５〜２．７のＳｉＯ₂の１０質量部、酸化チタン０．５質量部を混合した樹脂混合物に、イソプロピルアルコールと純水とを容量比１：１で混合した溶媒を加え、樹脂固形分が４０質量％となる塗液を調整した。そして、この塗液を前記ラミネートフィルムの第１塗膜層１の上に乾燥後の厚みが３μｍとなるように一定間隔で（図６参照）塗布したのち、２００℃で２０秒間加熱乾燥して熱接着性樹脂の第２塗膜層２を形成し、次いで切断装置により切断線表示用塗膜部２０の位置で切断することにより、電池用ラミネート外装材１１を作製した。この電池用ラミネート外装材１１では、第１塗膜層１の表面に、該第１塗膜層１の幅方向の両端縁部に第１塗膜層が露出した露出縁部１ａ、１ａを残した態様で、第２塗膜層２が形成されている（図３参照）。

【0056】

＜実施例２＞
第２塗膜層２の厚さを１μｍに設定した以外は、実施例１と同様にして、図３に示す電池用ラミネート外装材を作製した。

【0057】

＜実施例３＞
第１塗膜層１を形成するための樹脂液として、無水マレイン酸変性ポリプロピレン４０質量部をトルエン６０質量部に溶解させてなる樹脂液に代えて、無水マレイン酸変性ポリエチレン５５質量部をトルエン４５質量部に溶解させてなる樹脂液を用いた以外は、実施例１と同様にして、図３に示す電池用ラミネート外装材を作製した。

【0058】

＜実施例４＞
延伸フィルムのＰＥＴフィルムに代えて、アルミニウム箔の前記一方の面に、エポキシ樹脂を塗布、加熱乾燥させることにより厚さ２μｍの熱硬化樹脂層７を形成した以外は、実施例１と同様にして、図４に示す電池用ラミネート外装材を作製した。

【0059】

＜比較例１＞
第１塗膜層１の上面の全面に厚さ３μｍの第２塗膜層２を形成した（第１塗膜層において露出縁部を設けない構成とした）以外は、実施例１と同様にして、電池用ラミネート外装材を作製した。

【0060】

＜比較例２＞
第１塗膜層の形成に代えて、アルミニウム箔の他方の面に、ポリエステル−ウレタン系接着剤を介して厚さ４０μｍのＣＰＰフィルム（キャスティングポリプロピレンフィルム）を貼り合わせた構成とし、該ＣＰＰフィルムの上に、該ＣＰＰフィルムの幅方向の両端縁部にＣＰＰフィルムが露出した露出縁部を残した態様で、前記第２塗膜層２を形成せしめた以外は、実施例１と同様にして電池用ラミネート外装材を作製した。

【0061】

［性能評価試験１］
実施例１〜４及び比較例１、２の電池用ラミネート外装材を用い、既述の図１（Ａ）〜（Ｃ）で示す方法に準じ、表面がポリアミド（ＯＮ）フィルムからなるリチウムイオン電池の電池本体に対する熱接着を熱板によって１６０℃×０．２ＭＰａ×２秒の条件で行うと共に、ポリプロピレン製の端部補強用プラスチック部品に対する熱圧着を熱板によって１６０℃×０．４ＭＰａ×３秒の条件で行ってラミネート電池の外装を施した。そして、ラミネート外装材の電池本体及び端部補強用プラスチック部品に対する接着強度を測定した。但し、実施例３の評価では、端部補強用プラスチック部品として高密度ポリエチレン製の端部補強用プラスチック部品を用いた。これら評価結果を表１に示す。なお、端部補強用プラスチック部品は、表中では「プラ部品」と略記した。

【0062】

［性能評価試験２］
実施例１〜４及び比較例１、２の電池用ラミネート外装材を性能評価試験１と同様にして電池本体に巻き付けて外装を施し、粘着テープで接着して固定した後、粘着テープ面が上になるように縦５００ｍｍ、横５００ｍｍのポリプロピレン製ケースに入れ、ＪＩＳ Ｚ０２３２に基づいた装置で振動範囲５〜１００Ｈｚの不規則振動を６時間与えた後、ラミネート外装材の外観と、端部補強用プラスチック部品の落下の有無を観察した。その結果を表１に示す。なお、ラミネート外装材の外観については、「◎」…外観変化なし、「○」…外面に僅かな傷が発生、「×」…傷が目立って発生、の３段階で評価した。

【0063】

【表1】

【0064】

表１の結果から明らかなように、本発明に係る電池用ラミネート外装材（実施例１〜４）は、電池本体の樹脂フィルム表面に対して容易に且つ確実に熱接着できる上、接着面積が小さいにも拘らず、端部補強用プラスチック部品に対しても強固に熱接着できる。更に、このラミネート外装材は、外装後のラミネート電池の振動試験でも傷を生じにくく、最終形態のラミネート電池としての外観を損ねたりする懸念がないし、この振動試験で端部補強用プラスチック部品が落下することがなく、ラミネート外装材と端部補強用プラスチック部品とが十分に強接着していること（即ち接着の耐久性に優れていること）を確認できた。

【0065】

これに対し、第１塗膜層の全面に第２塗膜層を形成した比較例１では、１６０℃×０．４ＭＰａ×３秒の熱圧着条件下において、第１塗膜層と端部補強用プラスチック部品との間に第２塗膜層が排除されることなく残存するから、ラミネート外装材の端部補強用プラスチック部品に対する接着強度は不十分であった。また、比較例２の外装材は、１６０℃×０．４ＭＰａ×３秒の熱圧着条件下において、ＣＰＰフィルム（厚さ４０μｍ）による断熱の影響により、ラミネート外装材の端部補強用プラスチック部品に対する接着強度は不十分であった。

【産業上の利用可能性】

【0066】

本発明の電池用ラミネート外装材は、スマートフォン、タブレット等の通信機器、ノートパソコン、デジタルカメラ等のモバイル電気機器の電源に使用される電池の本体を包むラミネート外装材として好適に用いられるが、特にこのような用途に限定されず、他の電池用のラミネート外装材として使用することもできる。

【符号の説明】

【0067】

１…第１塗膜層
１ａ…露出縁部
２…第２塗膜層
３…アルミニウム箔
５…延伸フィルム
６…接着剤層
７…熱硬化樹脂層
１０…電池本体
１１…ラミネート外装材
１１ａ…筒状部
１２…端部補強用プラスチック部品

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】