JP7544679B2 - Tab lead and non-aqueous electrolyte device - Google Patents
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Description
本発明は、リード端子にフィルム部が密着されたタブリード及びこれを備えた非水電解質デバイスについての技術分野に関する。 The present invention relates to the technical field of tab leads in which a film portion is attached to a lead terminal, and non-aqueous electrolyte devices equipped with the same.
非水電解質デバイスには、例えば、リチウムイオン電池やリチウムイオンキャパシタ等が存在する。リチウムイオン電池は正極と負極の間をリチウムイオンが移動することにより充電や放電を行う機能を有し、リチウムイオンキャパシタは電気二重層の正極とリチウムイオンの吸着が可能な炭素系の材料を使用する負極とが設けられた構造において充電や放電を行う機能を有する。 Non-aqueous electrolyte devices include, for example, lithium ion batteries and lithium ion capacitors. Lithium ion batteries have the function of charging and discharging by the movement of lithium ions between a positive electrode and a negative electrode, while lithium ion capacitors have the function of charging and discharging in a structure that has a positive electrode of an electric double layer and a negative electrode that uses a carbon-based material that can adsorb lithium ions.
このような非水電解質デバイスには、例えば、車載用の電池や蓄電池等として使用され、袋状にされたラミネート材の内部に電極と電解液又は固体電解質が封入されたラミネート型がある。ラミネート型の非水電解質デバイスにおいてはタブリードによって電力の取り出しが行われ、タブリードは一端部がラミネート材の内部に配置された電極に接続され他端部がラミネート材の外部に露出されて外部機器の接続端子であるバスバー等に接続される。 Such non-aqueous electrolyte devices include, for example, laminate types used as in-vehicle batteries or storage batteries, in which electrodes and an electrolytic solution or solid electrolyte are sealed inside a bag-shaped laminate material. In laminate-type non-aqueous electrolyte devices, power is taken out by a tab lead, one end of which is connected to an electrode arranged inside the laminate material, and the other end of which is exposed to the outside of the laminate material and connected to a bus bar or the like that serves as a connection terminal for an external device.
タブリードは、電力を取り出すためのリード端子と、リード端子とラミネート材に密着されラミネート材を封止すると共にリード端子とラミネート材を絶縁するためのフィルム部とを有し、リード端子には金属材料によって形成された端子本体の表面が被膜によって覆われることにより構成されているものがある。非水電解質デバイスにおいては、タブリードのフィルム部が熱圧着されることによりラミネート材が封止される。 The tab lead has a lead terminal for extracting power, and a film portion that is in close contact with the lead terminal and the laminate material to seal the laminate material and insulate the lead terminal from the laminate material. Some lead terminals are constructed with a coating covering the surface of a terminal body made of a metal material. In non-aqueous electrolyte devices, the film portion of the tab lead is thermocompression bonded to seal the laminate material.
このようなタブリードには、非水電解質デバイスの良好な性能を確保するために、ラミネート材の高い封止性、リード端子とラミネート材の間の高い絶縁性、電解液等に対する長期の耐性、リード端子とフィルム部の密着性、リード端子の電極等に対する良好な溶接性等が要求される。また、タブリードのリード端子においては、被膜によって端子本体の防錆性を確保する必要があるため、被膜には高い耐食性が必要とされている。 To ensure good performance of non-aqueous electrolyte devices, such tab leads require high sealing performance of the laminate material, high insulation between the lead terminal and the laminate material, long-term resistance to electrolytes, adhesion between the lead terminal and the film portion, and good weldability of the lead terminal to electrodes, etc. In addition, the lead terminals of tab leads need to be coated with a coating to ensure rust resistance of the terminal body, so the coating needs to be highly corrosion resistant.
そこで、従来の非水電解質デバイスには、上記のようなリード端子に対する要求を満たすために、様々な提案が行われている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。
Therefore, various proposals have been made for conventional non-aqueous electrolyte devices to meet the requirements for lead terminals as described above (see, for example,
特許文献1に記載されたタブリードにおいては、リード端子の被膜がポリアクリル酸を含む樹脂成分と金属塩とを含む処理液の塗布により複合被膜層として形成されることにより、環境汚染の問題を考慮してノンクロムで表面処理し、耐フッ化水素酸性に優れた被膜を形成して耐食性の向上を図るようにしている。
In the tab lead described in
特許文献2に記載されたタブリードにおいては、リード端子の被膜が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噴霧することにより複合被膜層として形成され、環境汚染の問題を考慮してノンクロムで表面処理し、耐フッ化水素酸性に優れた被膜を形成して耐食性の向上を図るようにしている。
In the tab lead described in
ところで、タブリードのリード端子においては、上記のような被膜における高い耐食性を確保する必要があることに加え、リード端子とフィルム部の間の高い密着性が確保される必要もある。 In the lead terminals of tab leads, in addition to the need to ensure high corrosion resistance in the coating as described above, it is also necessary to ensure high adhesion between the lead terminals and the film portion.
リード端子とフィルム部の間の高い密着性が確保されることにより、リード端子とフィルム部の間に隙間が生じずラミネート材の内部に封入された電解液等の液漏れが防止されて封止性が確保され非水電解質デバイスの良好な性能を確保することが可能になる。 By ensuring high adhesion between the lead terminals and the film portion, no gaps are formed between the lead terminals and the film portion, preventing leakage of electrolyte and other liquids sealed inside the laminate material, ensuring sealing properties and ensuring good performance of the non-aqueous electrolyte device.
そこで、本発明は、リード端子とフィルム部の間の高い密着性を有し、電解液等に対する長期の耐性を確保することを目的とする。 Therefore, the present invention aims to provide high adhesion between the lead terminal and the film portion and ensure long-term resistance to electrolytes, etc.
第1に、本発明に係るタブリードは、ラミネート材の内部に少なくとも電解液又は固体電解質が封入されたラミネート型の非水電解質デバイスに用いられるタブリードであって、金属材料によって形成された端子本体と前記端子本体の表面を覆う被膜とを有するリード端子と、前記リード端子に両側から密着されると共に前記ラミネート材に密着され前記ラミネート材を封止する一対のフィルム部とを備え、前記フィルム部には前記リード端子側に酸変性されたポリオレフィンをベース樹脂とする密着層が設けられ、前記被膜が前記密着層のベース樹脂と同じ成分を含み、前記被膜は水溶性ジルコニウム塩と水溶性又は水分散性アクリル樹脂とを含有する表面処理被膜であり、前記水溶性ジルコニウム塩がジルコニウムとして質量基準で1平方メートル当たり0.8から300mgにされ、前記水溶性又は水分散性アクリル樹脂が固形分酸価150から740mgKOH/g及び固形分水酸基価24から240mgKOH/gにされると共に固形分として質量基準で1平方メートル当たり1.0から600mgになるように調製されたものである。
First, a tab lead according to the present invention is a tab lead used in a laminate-type non-aqueous electrolyte device in which at least an electrolytic solution or a solid electrolyte is sealed inside a laminate material, the tab lead comprising: a lead terminal having a terminal body formed of a metal material and a coating covering a surface of the terminal body; and a pair of film parts which are adhered to both sides of the lead terminal and to the laminate material to seal the laminate material, the film parts being provided with an adhesion layer having an acid-modified polyolefin as a base resin on the lead terminal side, the coating containing the same components as the base resin of the adhesion layer, the coating being a surface treatment coating containing a water-soluble zirconium salt and a water-soluble or water-dispersible acrylic resin, the water-soluble zirconium salt being 0.8 to 300 mg per square meter in terms of zirconium by mass, the water-soluble or water-dispersible acrylic resin ... It is adjusted to mg KOH/g and has a solid content of 1.0 to 600 mg per square meter on a mass basis.
これにより、ベース樹脂であるポリオレフィンが酸変性された密着層が、密着層のベース樹脂の酸変性部と同じ成分を含むリード端子の被膜に両側から密着される。また、被膜の耐食性が高くなると共に被膜の密着層に対する親和性が高くなる。 As a result, the adhesion layer, in which the base resin, polyolefin, is acid-modified, is adhered to both sides of the coating of the lead terminal, which contains the same components as the acid-modified portion of the base resin of the adhesion layer. This also increases the corrosion resistance of the coating and increases its affinity for the adhesion layer.
第2に、上記した本発明に係るタブリードにおいては、前記密着層はアクリル酸変性されたポリプロピレン又はポリエチレンがベース樹脂とされることが望ましい。 Secondly, in the tab lead according to the present invention described above, it is desirable that the adhesive layer has acrylic acid-modified polypropylene or polyethylene as the base resin.
これにより、密着層が被膜と同じアクリル成分を有する。 This ensures that the adhesion layer contains the same acrylic components as the coating.
第3に、上記した本発明に係るタブリードにおいては、前記フィルム部には前記ラミネート材側に前記ラミネート材と同じ材料のベース樹脂が形成された第2の密着層が設けられることが望ましい。 Thirdly, in the tab lead according to the present invention described above, it is desirable that the film portion be provided with a second adhesive layer on the side of the laminate material, the second adhesive layer being made of a base resin made of the same material as the laminate material.
これにより、第2の密着層とラミネート材の親和性が高くなる。 This increases the affinity between the second adhesive layer and the laminate material.
第4に、上記した本発明に係るタブリードにおいては、前記第2の密着層はポリプロピレン又はポリエチレンがベース樹脂とされることが望ましい。 Fourthly, in the tab lead according to the present invention described above, it is desirable that the second adhesive layer has polypropylene or polyethylene as the base resin.
これにより、ラミネート材との親和性が高い材料で形成される。加えて、ポリプロピレンとした場合は第2の密着層が水分を透過し難い材料によって形成される。 This allows the second adhesive layer to be made of a material that has a high affinity with the laminate material. In addition, if polypropylene is used, the second adhesive layer is made of a material that is difficult for moisture to pass through.
第5に、本発明に係る非水電解質デバイスは、ラミネート材の内部に少なくとも電解液又は固体電解質が封入されタブリードが設けられたラミネート型の非水電解質デバイスであって、前記タブリードは、金属材料によって形成された端子本体と前記端子本体の表面を覆う被膜とを有するリード端子と、前記リード端子に両側から密着されると共に前記ラミネート材に密着され前記ラミネート材を封止する一対のフィルム部とを備え、前記フィルム部には前記リード端子側に酸変性されたポリオレフィンをベース樹脂とする密着層が設けられ、前記被膜が前記密着層のベース樹脂と同じ成分を含み、前記被膜は水溶性ジルコニウム塩と水溶性又は水分散性アクリル樹脂とを含有する表面処理被膜であり、前記水溶性ジルコニウム塩がジルコニウムとして質量基準で1平方メートル当たり0.8から300mgにされ、前記水溶性又は水分散性アクリル樹脂が固形分酸価150から740mgKOH/g及び固形分水酸基価24から240mgKOH/gにされると共に固形分として質量基準で1平方メートル当たり1.0から600mgになるように調製されたものである。
Fifthly, the nonaqueous electrolyte device according to the present invention is a laminate-type nonaqueous electrolyte device in which at least an electrolytic solution or a solid electrolyte is sealed inside a laminate material and a tab lead is provided, the tab lead includes a lead terminal having a terminal body formed of a metal material and a coating covering a surface of the terminal body, and a pair of film parts that are adhered to both sides of the lead terminal and to the laminate material to seal the laminate material, the film parts are provided with an adhesion layer having an acid-modified polyolefin as a base resin on the lead terminal side, the coating contains the same components as the base resin of the adhesion layer, the coating is a surface treatment coating containing a water-soluble zirconium salt and a water-soluble or water-dispersible acrylic resin, the water-soluble zirconium salt is 0.8 to 300 mg per square meter in terms of zirconium by mass, the water-soluble or water-dispersible acrylic resin has an acid value of 150 to 740 mgKOH/g in solid content and a hydroxyl value of 24 to 240 mgKOH/g in solid content, It is adjusted to mg KOH/g and has a solid content of 1.0 to 600 mg per square meter on a mass basis.
これにより、タブリードにおいて、ベース樹脂であるポリオレフィンが酸変性された密着層が、密着層のベース樹脂の酸変性部と同じ成分を含むリード端子の被膜に両側から密着される。また、被膜の耐食性が高くなると共に被膜の密着層に対する親和性が高くなる。 As a result, in the tab lead, the adhesion layer, in which the base resin, polyolefin, is acid-modified, is adhered to both sides of the coating of the lead terminal, which contains the same components as the acid-modified portion of the base resin of the adhesion layer. This also increases the corrosion resistance of the coating and increases its affinity for the adhesion layer.
本発明によれば、ベース樹脂であるポリオレフィンが酸変性された密着層が、密着層のベース樹脂の酸変性部と同じ成分を含むリード端子の被膜に両側から密着されるため、フィルム部の密着層とリード端子の被膜との親和性が高くなり、リード端子とフィルム部の間の高い密着性を有し、電解液等に対する長期の耐性を確保することができる。 According to the present invention, the adhesion layer, in which the base resin, polyolefin, is acid-modified, is adhered from both sides to the coating of the lead terminal, which contains the same components as the acid-modified portion of the base resin of the adhesion layer. This increases the affinity between the adhesion layer of the film portion and the coating of the lead terminal, providing high adhesion between the lead terminal and the film portion and ensuring long-term resistance to electrolytes, etc.
以下に、本発明のタブリード及び非水電解質デバイスを実施するための形態について、添付図面を参照して説明する。 Below, the embodiments for implementing the tab lead and non-aqueous electrolyte device of the present invention will be described with reference to the attached drawings.
<非水電解質デバイスの概略構成>
先ず、タブリードが用いられるラミネート型の非水電解質デバイスの例としてリチウムイオン電池の概略構成について説明する(図1及び図2参照)。
<Schematic Configuration of Nonaqueous Electrolyte Device>
First, the schematic configuration of a lithium ion battery will be described as an example of a laminated nonaqueous electrolyte device using tab leads (see FIGS. 1 and 2).
尚、本発明の非水電解質デバイスの適用範囲はリチウムイオン電池に限られることはなく、本発明はラミネート型のリチウムイオンキャパシタ等の他の非水電解質デバイスにも適用することが可能である。 The scope of application of the nonaqueous electrolyte device of the present invention is not limited to lithium ion batteries, and the present invention can also be applied to other nonaqueous electrolyte devices such as laminated lithium ion capacitors.
非水電解質デバイスは内部に電解液等が封入されたラミネート材とラミネート材から一部が外部に突出されたタブリードとを有し、以下の説明にあっては、ラミネート材からタブリードが突出される方向を上方とし、前後上下左右の方向を示すものとする。 The non-aqueous electrolyte device has a laminate material with an electrolyte solution or the like sealed inside and a tab lead with a portion protruding from the laminate material to the outside. In the following explanation, the direction in which the tab lead protrudes from the laminate material is referred to as "upward," and the directions indicated are front-back, up-down, left-right, and right-left.
但し、以下に示す前後上下左右の方向は説明の便宜上のものであり、本発明の実施に関しては、これらの方向に限定されることはない。 However, the directions of front, back, up, down, left and right shown below are for the convenience of explanation, and the implementation of the present invention is not limited to these directions.
非水電解質デバイス100は袋状にされたラミネート材101とラミネート材101の内部に封入された各部と一部がラミネート材101から突出されたタブリード1、1とを有している(図1参照)。
The
ラミネート材101は上端部が封止部102として形成された筒状にされている。ラミネート材101は、例えば、三層構造にされ、それぞれ樹脂材料によって形成された外面層101aと内面層101bが金属層101cの両側に積層されている(図2参照)。外面層101aとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレートが用いられ、内面層101bとしては、例えば、ポリプロピレン又はポリエチレンが用いられ、金属層101cとしては、例えば、アルミニウムが用いられている。
The
ラミネート材101の内部には、電解液103が封入されると共に正極104と負極105とセパレータ106が配置されている。正極104と負極105は電解液103に浸されており、セパレータ106によって正極104が配置された空間と負極105が配置された空間とが仕切られている。正極104としては、例えば、アルミニウムが用いられ、負極105としては、例えば、ニッケル又は銅若しくはこれらの合金が用いられている。尚、電解液103に代えて固体電解質が用いられていてもよい。
Inside the
<タブリードの構成>
次に、タブリード1の構成について説明する(図2及び図3参照)。尚、タブリード1は一対設けられており、正極104に接続される一方のタブリード1が非水電解質デバイス100における正極として機能し、負極105に接続される他方のタブリード1が非水電解質デバイス100における負極として機能する。
<Tab lead configuration>
Next, the configuration of the
タブリード1は、薄板状のリード端子2と、リード端子2に両側から密着された一対のフィルム部3、3とから成る。タブリード1は、外周面の一部が封止部102に密着された状態にされ、上端側の部分がラミネート材101から上方に突出されている。
The
リード端子2は、厚さが、例えば、50μmから1000μmにされた薄板状に形成されている。リード端子2の下端部は電極接続部2aとして設けられ、正極104又は負極105に、例えば、溶接等によって接続されている。リード端子2の上端部はラミネート材101から外部に露出された外部端子部2bとして設けられ、外部機器の図示しない接続端子(バスバー)に、例えば、溶接等によって接続される。
The
リード端子2は金属材料によって形成された端子本体4の表面が被膜5に覆われて構成されている。端子本体4は、例えば、ニッケル又はアルミニウム又は銅又はステンレスによって形成されている。被膜5は、例えば、ベース樹脂としてアクリル酸共重合体が用いられ、アクリル酸共重合体とジルコニウム塩の複合被膜として形成されている。
The
被膜5にジルコニウム塩が含有されることにより、良好な電気伝導性が確保され、電極接続部2aと正極104又は負極105との高い導通性及び高い溶接性が確保されると共に外部端子部2bと外部機器の接続端子との高い導通性及び高い溶接性が確保されている。
The zirconium salt contained in the
被膜5は、具体的には、水溶性ジルコニウム塩と水溶性又は水分散性アクリル樹脂とを含有する表面処理被膜であり、水溶性ジルコニウム塩がジルコニウムとして質量基準で1平方メートル当たり0.8から300mgにされ、水溶性又は水分散性アクリル樹脂が固形分酸価150から740mgKOH/g及び固形分水酸基価24から240mgKOH/gにされると共に固形分として質量基準で1平方メートル当たり1.0から600mgになるように調製されている。このように調整された被膜5が、端子となる金属材料(リード端子2)の表面に塗布され、加熱乾燥されて表面処理被膜として形成される。
Specifically, the
表面処理剤の塗布方法としては、形成される被膜5の各成分が上記の範囲となるように行えばよく、特に限定されない。例えば、ロールコート法、バーコート法、スプレー処理法、浸漬帆処理法等を用いることができる。
There are no particular limitations on the method of applying the surface treatment agent, so long as the components of the
表面処理剤の加熱方法としては、特に限定されないが、例えば、オーブン乾燥、熱空気の強制的循環による方法等が挙げられる。加熱乾燥の条件は、例えば、40から200℃で2から60秒間とすることができる。 The method of heating the surface treatment agent is not particularly limited, but examples include oven drying and forced circulation of hot air. Heat drying conditions can be, for example, 40 to 200°C for 2 to 60 seconds.
フィルム部3、3はリード端子2に両側から密着されると共にラミネート材101の封止部102の内面にも密着されてラミネート材101を封止し、ラミネート材101の内部に封入された電解液103等の液漏れを防止する機能を有している。また、フィルム部3、3はリード端子2とラミネート材101の間に介在され、リード端子2とラミネート材101の間の絶縁性を確保する機能をも有している。
The
フィルム部3、3はリード端子2に対して直交する方向に延びる形状に形成され、リード端子2の厚み方向における両面に両側から密着されている。従って、フィルム部3、3はリード端子2の被膜5に両側から密着されている。フィルム部3は厚さが、例えば、50μmから150μmにされ、長手方向における中央の部分がリード端子2に密着されている。
The
フィルム部3は、例えば、三層構造にされ、第1の密着層6と第2の密着層7が中間層8の両側に積層されている。但し、フィルム部3は二層以上の構造にされていれば層数は任意である。
The
第1の密着層6は厚さが、例えば、25μmから100μmにされている。第1の密着層6はリード端子2側に位置され、酸変性ポリオレフィンをベース樹脂として形成され、ベース樹脂は、例えば、アクリル酸変性にされている。また、第1の密着層6はポリオレフィンとして、例えば、ポリプロピレン又はポリエチレンが用いられている。従って、第1の密着層6はベース樹脂として、例えば、アクリル酸変性ポリプロピレン又はアクリル酸変性ポリエチレンが用いられている。
The first
このように第1の密着層6はベース樹脂としてアクリル酸変性ポリプロピレン又はアクリル酸変性ポリエチレンが用いられているため、被膜5のベース樹脂であるアクリル酸共重合体と同じ成分であるカルボン酸を含む構成にされている。尚、第1の密着層6はベース樹脂が、例えば、マレイン酸変性にされてマレイン酸変性ポリプロピレン又はマレイン酸変性ポリエチレンにされていてもよく、この場合には、被膜5のベース樹脂としてカルボン酸を含む樹脂が用いられ、第1の密着層6と被膜5に同じ成分が含まれることが望ましい。また、被膜5のベース樹脂としてはカルボン酸を含む樹脂の他、マレイン酸共重合体や無水マレイン酸変性ポリエチレン等が用いられてもよい。
In this way, the first
第2の密着層7は厚さが、例えば、25μmから100μmにされて、中間層8を挟んで第1の密着層6の反対側に位置されている。第2の密着層7は第1の密着層6と同じ材料によって形成され、ベース樹脂として、例えば、アクリル酸変性ポリプロピレン又はアクリル酸変性ポリエチレンが用いられている。また、第2の密着層7も第1の密着層6と同様に、ベース樹脂がマレイン酸変性にされてマレイン酸変性ポリプロピレン又はマレイン酸変性ポリエチレンにされていてもよい。
The second
このように第2の密着層7はベース樹脂としてポリプロピレン又はポリエチレンが用いられているため、ベース樹脂がラミネート材101の内面層101bと同じ材料にされている。
In this way, the second
中間層8は第1の密着層6と第2の密着層7の間に積層され、厚さが、例えば、50μmにされている。中間層8はベース樹脂が架橋され、ベース樹脂として、例えば、ポリプロピレン又はポリエチレンが用いられている。
The
フィルム部3は熱圧着によりリード端子2とラミネート材101の封止部102に密着されるが、上記のようにフィルム部3の中間層8のベース樹脂が架橋ポリプロピレン又は架橋ポリエチレンにされることにより、フィルム部3の耐熱性が向上しフィルム部3の変形や潰れが抑制される。従って、フィルム部3のリード端子2と封止部102に対する安定した密着状態を確保することができると共にリード端子2とラミネート材101との間の高い絶縁性を確保することができる。
The
また、フィルム部3のベース樹脂が水分を透過し難いポリオレフィン系の樹脂であるポリプロピレン又はポリエチレンにされることにより、フィルム部3における水分の透過が生じ難く、パッケージ内部でのフッ酸の発生が抑制される。これにより、フィルム部とリード端子の間で腐食による剥離が生じ難くなり、電解液103等の透過が生じ難く、非水電解質デバイス100の高い機能性を確保することができる。
In addition, by using polypropylene or polyethylene, which is a polyolefin-based resin that is difficult for moisture to permeate, as the base resin of the
<密着性に関する試験結果>
以下に、被膜と第1の密着層との密着状態を測定した密着性に関する試験結果について説明する(図4参照)。
<Test results regarding adhesion>
The results of a test on adhesion, which measured the state of adhesion between the coating and the first adhesive layer, will be described below (see FIG. 4).
密着性に関する試験は、被膜の有無とフィルム部の酸変性の有無とにより4種類の材料について行い、被膜はアクリル樹脂とジルコニウム塩が含有された材料を用い、フィルム部はベース樹脂がアクリル酸変性ポリプロピレンにされた材料を用いた。また、試験は正極として機能するタブリードと負極として機能するタブリードの双方のタブリードにおいて、それぞれ上記した4種類の材料について行った。正極における端子本体としてはアルミニウムを用い、負極における端子本体としてはニッケルと銅の合金を用いた。 Adhesion tests were conducted on four types of materials, depending on whether or not they had a coating and whether or not the film portion was acid-modified. The coating was made of a material containing acrylic resin and zirconium salt, and the film portion was made of a material whose base resin was acrylic acid-modified polypropylene. Tests were also conducted on both the tab lead that functioned as the positive electrode and the tab lead that functioned as the negative electrode, using the above four types of materials. Aluminum was used as the terminal body for the positive electrode, and an alloy of nickel and copper was used as the terminal body for the negative electrode.
試験においては、基準となる「基準試験」と基準試験に対する密着性を測定する「実測試験」とを行った。 The test consisted of a "reference test" that served as a benchmark and an "actual test" that measured adhesion against the reference test.
基準試験は、上記した4種類のタブリードについて、フィルム部を引っ張ってリード端子から剥離することにより行った。剥離角度は180度とし、剥離速度は分速5mmとした。 The standard test was conducted on the four types of tab leads mentioned above by pulling the film portion and peeling it off from the lead terminal. The peel angle was 180 degrees, and the peel speed was 5 mm per minute.
一方、実測試験においては、加速試験としてリチウムイオン電池用の電解液に1000ppmの水を添加し、これを各タブリードの浸漬液として用意した。このように生成した浸漬液においては、電解液に水が添加されることによりフッ化水素酸が発生し被膜がフィルム部から剥がれ易い状態になる。 On the other hand, in the actual measurement test, 1000 ppm of water was added to the electrolyte for lithium ion batteries as an accelerated test, and this was prepared as the immersion liquid for each tab lead. In the immersion liquid thus produced, hydrofluoric acid was generated by adding water to the electrolyte, making the coating easily peel off from the film portion.
実測試験は、浸漬液に上記した4種類のタブリードを一定時間浸漬し、浸漬後にフィルム部を引っ張ってリード端子から剥離することにより行った。剥離角度と剥離速度は基準試験と同じであり、浸漬液の温度を85度とし、各タブリードの浸漬液への浸漬時間を何れも336時間とした。 The actual test was performed by immersing the four types of tab leads mentioned above in the immersion liquid for a certain period of time, and then pulling the film portion to peel it off from the lead terminal. The peeling angle and peeling speed were the same as in the standard test, the temperature of the immersion liquid was 85 degrees, and the immersion time of each tab lead in the immersion liquid was 336 hours.
上記のような方法により各試験を行い、基準試験におけるフィルム部の剥離強度と実測試験における剥離強度の結果の割合を密着残存率として算出した。 Each test was performed using the method described above, and the ratio of the peel strength of the film part in the standard test to the peel strength in the actual test was calculated as the adhesion remaining rate.
図4に示す「○」、「△」、「×」は密着残存率の大きさを示し、「○」は密着残存率が70%以上であることを示し、「△」は密着残存率が60%以上70%未満であることを示し、「×」は密着残存率が60%未満であることを示す。 The symbols "○", "△", and "×" in Figure 4 indicate the magnitude of the adhesion remaining rate, with "○" indicating that the adhesion remaining rate is 70% or more, "△" indicating that the adhesion remaining rate is 60% or more but less than 70%, and "×" indicating that the adhesion remaining rate is less than 60%.
図4に示すように、アクリル樹脂とジルコニウム塩が含有された被膜がリード端子に形成されていない場合には、フィルム部のベース樹脂が酸変性されているか否かに拘わらず密着残存率が60%未満の低率である結果が得られた。 As shown in Figure 4, when the coating containing acrylic resin and zirconium salt was not formed on the lead terminal, the adhesion remaining rate was low at less than 60%, regardless of whether the base resin of the film portion was acid-modified or not.
一方、アクリル樹脂とジルコニウム塩が含有された被膜がリード端子に形成されている場合には密着残存率が60%以上である結果が得られ、特に、被膜がリード端子に形成されフィルム部のベース樹脂がアクリル酸変性されている場合には密着残存率が70%以上の高率である結果が得られた。 On the other hand, when a coating containing acrylic resin and zirconium salt was formed on the lead terminal, the adhesion remaining rate was 60% or more, and in particular, when the coating was formed on the lead terminal and the base resin of the film portion was modified with acrylic acid, the adhesion remaining rate was high, at 70% or more.
以上の測定結果により、アクリル樹脂とジルコニウム塩が含有された被膜がリード端子に形成されている場合には、リード端子の被膜とフィルム部の第1の密着層との間の高い密着性が確認された。また、アクリル樹脂とジルコニウム塩が含有された被膜がリード端子に形成されている上にフィルム部のベース樹脂がアクリル酸変性されている場合には、リード端子の被膜とフィルム部の第1の密着層との間の一層高い密着性が確保されることが確認された。 The above measurement results confirmed that when a coating containing acrylic resin and zirconium salt is formed on a lead terminal, high adhesion is achieved between the coating of the lead terminal and the first adhesive layer of the film portion. In addition, when a coating containing acrylic resin and zirconium salt is formed on a lead terminal and the base resin of the film portion is modified with acrylic acid, it was confirmed that even higher adhesion is ensured between the coating of the lead terminal and the first adhesive layer of the film portion.
<まとめ>
以上に記載した通り、タブリード1及びこれを備えた非水電解質デバイス100にあっては、フィルム部3にはリード端子2側に酸変性ポリオレフィンをベース樹脂とする第1の密着層6が設けられ、被膜5が第1の密着層6のベース樹脂と同じ成分を含むようにされている。
<Summary>
As described above, in the
従って、ベース樹脂であるポリオレフィンが酸変性された第1の密着層6が、第1の密着層6のベース樹脂の酸変性部と同じ成分を含むリード端子2の被膜5に両側から密着されるため、フィルム部3の第1の密着層6とリード端子2の被膜5との親和性が高くなり、リード端子2とフィルム部3の間の高い密着性を有し、電解液等に対する長期の耐性を確保することができる。これにより、リード端子2とフィルム部3の間に隙間が生じずラミネート材101の内部に封入された電解液103等の液漏れが防止されて封止性が確保され、非水電解質デバイス100の良好な性能を確保することができる。
Therefore, the first
また、被膜5が水溶性ジルコニウム塩と水溶性又は水分散性アクリル樹脂とを含有する表面処理被膜であり、水溶性ジルコニウム塩がジルコニウムとして質量基準で1平方メートル当たり0.8から300mgにされ、水溶性又は水分散性アクリル樹脂が固形分酸価150から740mgKOH/g及び固形分水酸基価24から240mgKOH/gにされると共に固形分として質量基準で1平方メートル当たり1.0から600mgになるように調製されている。
In addition, the
従って、被膜5の耐食性が高くなると共に被膜5の第1の密着層6に対する親和性が高くなり、被膜5の耐食性の向上による端子本体4の防錆性の向上を図ることができると共にリード端子2とフィルム部3の間の高い密着性を確保することができる。
As a result, the corrosion resistance of the
さらに、第1の密着層6のベース樹脂としてアクリル酸変性されたポリプロピレン又はポリエチレンが用いられることにより、第1の密着層6が被膜5と同じアクリル成分を有するため、フィルム部3を低コストで形成することができると共にリード端子2とフィルム部3の間の高い密着性を確保することができる。
Furthermore, by using acrylic acid-modified polypropylene or polyethylene as the base resin of the first
さらにまた、フィルム部3にはラミネート材101側にラミネート材101と同じ材料のベース樹脂が形成された第2の密着層7が設けられている。
Furthermore, a second
従って、第2の密着層7とラミネート材101の親和性が高くなり、フィルム部3とラミネート材101の間の高い密着性を確保することができる。
As a result, the affinity between the second
加えて、第2の密着層7はポリプロピレン又はポリエチレンがベース樹脂とされているため、ラミネート材101との親和性が高い材料で形成され、非水電解質デバイス100の高い機能性を確保した上でフィルム部3とラミネート材101の間の高い密着性を確保することができる。また、第2の密着層7のベース樹脂がポリプロピレンにされた場合には、特に、第2の密着層7が水分を透過し難い材料によって形成されるため、フィルム部3とラミネート材101の間の一層高い密着性を確保することができる。
In addition, since the second
<その他>
上記には、正極104又は負極105に接続されたタブリード1、1が何れもラミネート材101から同じ方向(上方)へ突出された例を示したが、非水電解質デバイス100においては、正極104又は負極105に接続されたタブリード1、1がラミネート材101から反対方向に突出されてもよい。
<Other>
Although the above describes an example in which the tab leads 1, 1 connected to the
100 非水電解質デバイス
101 ラミネート材
103 電解液
1 タブリード
2 リード端子
3 フィルム部
4 端子本体
5 被膜
6 第1の密着層
7 第2の密着層
REFERENCE SIGNS
Claims (5)
金属材料によって形成された端子本体と前記端子本体の表面を覆う被膜とを有するリード端子と、
前記リード端子に両側から密着されると共に前記ラミネート材に密着され前記ラミネート材を封止する一対のフィルム部とを備え、
前記フィルム部には前記リード端子側に酸変性されたポリオレフィンをベース樹脂とする密着層が設けられ、
前記被膜が前記密着層のベース樹脂と同じ成分を含み、
前記被膜は水溶性ジルコニウム塩と水溶性又は水分散性アクリル樹脂とを含有する表面処理被膜であり、
前記水溶性ジルコニウム塩がジルコニウムとして質量基準で1平方メートル当たり0.8から300mgにされ、
前記水溶性又は水分散性アクリル樹脂が固形分酸価150から740mgKOH/g及び固形分水酸基価24から240mgKOH/gにされると共に固形分として質量基準で1平方メートル当たり1.0から600mgになるように調製され、
前記被膜と前記密着層のベース樹脂とが同じ官能基を有する樹脂材料によって形成された
タブリード。 A tab lead used in a laminate-type nonaqueous electrolyte device in which at least an electrolytic solution or a solid electrolyte is sealed inside a laminate material,
a lead terminal having a terminal body made of a metal material and a coating covering a surface of the terminal body;
a pair of film portions that are in close contact with the lead terminals from both sides and are in close contact with the laminate material to seal the laminate material;
the film portion is provided with an adhesive layer on the lead terminal side, the adhesive layer having an acid-modified polyolefin as a base resin;
The coating contains the same component as the base resin of the adhesion layer,
the coating is a surface treatment coating containing a water-soluble zirconium salt and a water-soluble or water-dispersible acrylic resin,
The water-soluble zirconium salt is present in an amount of 0.8 to 300 mg per square meter based on mass of zirconium;
the water-soluble or water-dispersible acrylic resin is adjusted to have a solid content acid value of 150 to 740 mgKOH/g and a solid content hydroxyl value of 24 to 240 mgKOH/g and a solid content of 1.0 to 600 mg per square meter on a mass basis ;
The coating and the base resin of the adhesive layer are formed from a resin material having the same functional group.
Tab lead.
請求項1に記載のタブリード。 The tab lead according to claim 1 , wherein the adhesive layer has a base resin of acrylic acid-modified polypropylene or polyethylene.
請求項1又は請求項2に記載のタブリード。 The tab lead according to claim 1 or 2, wherein the film portion is provided on the side of the laminate material with a second adhesive layer, the second adhesive layer being made of a base resin made of the same material as the laminate material.
請求項3に記載のタブリード。 The tab lead according to claim 3 , wherein the second adhesive layer has a base resin of polypropylene or polyethylene.
前記タブリードは、
金属材料によって形成された端子本体と前記端子本体の表面を覆う被膜とを有するリード端子と、
前記リード端子に両側から密着されると共に前記ラミネート材に密着され前記ラミネート材を封止する一対のフィルム部とを備え、
前記フィルム部には前記リード端子側に酸変性されたポリオレフィンをベース樹脂とする密着層が設けられ、
前記被膜が前記密着層のベース樹脂と同じ成分を含み、
前記被膜は水溶性ジルコニウム塩と水溶性又は水分散性アクリル樹脂とを含有する表面処理被膜であり、
前記水溶性又は水分散性アクリル樹脂が固形分酸価150から740mgKOH/g及び固形分水酸基価24から240mgKOH/gにされると共に固形分として質量基準で1平方メートル当たり1.0から600mgになるように調製され、
前記被膜と前記密着層のベース樹脂とが同じ官能基を有する樹脂材料によって形成された
非水電解質デバイス。 A laminate-type nonaqueous electrolyte device in which at least an electrolytic solution or a solid electrolyte is sealed inside a laminate material and a tab lead is provided,
The tab lead is
a lead terminal having a terminal body made of a metal material and a coating covering a surface of the terminal body;
a pair of film portions that are in close contact with the lead terminals from both sides and are in close contact with the laminate material to seal the laminate material;
the film portion is provided with an adhesive layer on the lead terminal side, the adhesive layer having an acid-modified polyolefin as a base resin;
The coating contains the same component as the base resin of the adhesion layer,
the coating is a surface treatment coating containing a water-soluble zirconium salt and a water-soluble or water-dispersible acrylic resin,
the water-soluble or water-dispersible acrylic resin is adjusted to have a solid content acid value of 150 to 740 mgKOH/g and a solid content hydroxyl value of 24 to 240 mgKOH/g and a solid content of 1.0 to 600 mg per square meter on a mass basis ;
The coating and the base resin of the adhesive layer are formed from a resin material having the same functional group.
Non-aqueous electrolyte devices.
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