JPH11121044A - 電池用接着剤又は粘着剤、及び粘着テープ又はシート - Google Patents
電池用接着剤又は粘着剤、及び粘着テープ又はシートInfo
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- JPH11121044A JPH11121044A JP9283468A JP28346897A JPH11121044A JP H11121044 A JPH11121044 A JP H11121044A JP 9283468 A JP9283468 A JP 9283468A JP 28346897 A JP28346897 A JP 28346897A JP H11121044 A JPH11121044 A JP H11121044A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、電極とセパレータとの積層体から
なる電池素子の固定に用いられる接着剤又は粘着剤、及
び粘着テープ又はシート、特にシート状の電極とセパレ
ータを積層後、渦巻状に巻回してなる渦巻き式電池素子
の巻き終わり部を固定するための電池用接着剤又は粘着
剤、及び粘着テープ又はシートに関する。 【解決手段】電極とセパレータとの積層体からなる電池
素子の固定に用いられる接着剤又は粘着剤であって、接
着剤又は粘着剤が電池電解液に接触後に、膨潤、溶解又
は分解して、電池素子の積層が緩むことを特徴とする。
なる電池素子の固定に用いられる接着剤又は粘着剤、及
び粘着テープ又はシート、特にシート状の電極とセパレ
ータを積層後、渦巻状に巻回してなる渦巻き式電池素子
の巻き終わり部を固定するための電池用接着剤又は粘着
剤、及び粘着テープ又はシートに関する。 【解決手段】電極とセパレータとの積層体からなる電池
素子の固定に用いられる接着剤又は粘着剤であって、接
着剤又は粘着剤が電池電解液に接触後に、膨潤、溶解又
は分解して、電池素子の積層が緩むことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電極とセパレータ
との積層体からなる電池素子の固定に用いられる接着剤
又は粘着剤、及び粘着テープ又はシート、特にシート状
の電極とセパレータを積層後、渦巻状に巻回してなる渦
巻き式電池素子の巻き終わり部を固定するための電池用
接着剤又は粘着剤（以下、接着剤という）、及び粘着テ
ープ又はシート（以下、粘着テープという）に関する。
との積層体からなる電池素子の固定に用いられる接着剤
又は粘着剤、及び粘着テープ又はシート、特にシート状
の電極とセパレータを積層後、渦巻状に巻回してなる渦
巻き式電池素子の巻き終わり部を固定するための電池用
接着剤又は粘着剤（以下、接着剤という）、及び粘着テ
ープ又はシート（以下、粘着テープという）に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より二次電池として種々の構造のも
のが知られているが、近年、小型電子機器の普及に伴
い、電源用電池としての二次電池にも、高容量、高密度
化が求められている。 このため、従来の水系電解液電
池であるＮｉ−Ｃｄ電池等から、有機電解液電池である
リチウム電池に置き替りつつある。このリチウム電池に
おいて、充電可能なリチウム二次電池であるリチウムイ
オン電池の電池素子の構造としては、シート状の電極を
多孔質膜であるセパレータを介して積層後、渦巻き状に
巻いた渦巻き式構造が一般的である。この電池素子は通
常、その積層体の巻き終わり部を接着剤又は粘着テープ
で固定して、実質的に巻き緩まないようにした状態で電
池ケース内に収納されている。
のが知られているが、近年、小型電子機器の普及に伴
い、電源用電池としての二次電池にも、高容量、高密度
化が求められている。 このため、従来の水系電解液電
池であるＮｉ−Ｃｄ電池等から、有機電解液電池である
リチウム電池に置き替りつつある。このリチウム電池に
おいて、充電可能なリチウム二次電池であるリチウムイ
オン電池の電池素子の構造としては、シート状の電極を
多孔質膜であるセパレータを介して積層後、渦巻き状に
巻いた渦巻き式構造が一般的である。この電池素子は通
常、その積層体の巻き終わり部を接着剤又は粘着テープ
で固定して、実質的に巻き緩まないようにした状態で電
池ケース内に収納されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このリ
チウムイオン電池においては、充電時にリチウムイオン
が正極から脱ドープされ、セパレータを通過して、負極
にドープされるが、この際、負極においてはその負極活
物質内にリチウムを取り込む結果、負極活物質の膨張が
引き起こされる。 この負極活物質としては、カーボン
素材が多く使用されており、その中でグラファイト系は
リチウムイオンのドープによる膨張度合いが大きいとさ
れている。ここで、上記電池素子構造では、その巻き終
わり部が接着剤又は粘着テープで固定されて、巻き緩ま
ないようにされているため、結果として、電池充電時の
電池素子の膨張を抑制することになっている。 このよ
うに電池充填時の素子膨張が抑制されると、電池内部に
ストレスがもたらされ、このストレスにより正・負極活
物質及びセパレータの破壊、集電体と活物質の密着性低
下等が発生し、電池特性（サイクル特性）の低下が起こ
っていた。特にグラファイト系を負極活物資に用いた場
合、前述の理由により、その傾向が大きい。
チウムイオン電池においては、充電時にリチウムイオン
が正極から脱ドープされ、セパレータを通過して、負極
にドープされるが、この際、負極においてはその負極活
物質内にリチウムを取り込む結果、負極活物質の膨張が
引き起こされる。 この負極活物質としては、カーボン
素材が多く使用されており、その中でグラファイト系は
リチウムイオンのドープによる膨張度合いが大きいとさ
れている。ここで、上記電池素子構造では、その巻き終
わり部が接着剤又は粘着テープで固定されて、巻き緩ま
ないようにされているため、結果として、電池充電時の
電池素子の膨張を抑制することになっている。 このよ
うに電池充填時の素子膨張が抑制されると、電池内部に
ストレスがもたらされ、このストレスにより正・負極活
物質及びセパレータの破壊、集電体と活物質の密着性低
下等が発生し、電池特性（サイクル特性）の低下が起こ
っていた。特にグラファイト系を負極活物資に用いた場
合、前述の理由により、その傾向が大きい。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の接着剤又は粘着
テープは、かかる課題を解決するためになされたもので
あり、電解液に接触するまでは巻き終わり部を固定する
機能を有し、電解液に接触後は接着剤又は粘着剤が膨
潤、溶解、又は分解することで、接着剤又は粘着剤の弾
性が低下し、その結果電池素子の巻き緩みが起こり、電
池充電時の電池素子の膨張が抑制されず応力が緩和さ
れ、素子の構成材料に与えるストレスを低減でき、これ
らに起因する電池特性の低下を回避できる。
テープは、かかる課題を解決するためになされたもので
あり、電解液に接触するまでは巻き終わり部を固定する
機能を有し、電解液に接触後は接着剤又は粘着剤が膨
潤、溶解、又は分解することで、接着剤又は粘着剤の弾
性が低下し、その結果電池素子の巻き緩みが起こり、電
池充電時の電池素子の膨張が抑制されず応力が緩和さ
れ、素子の構成材料に与えるストレスを低減でき、これ
らに起因する電池特性の低下を回避できる。
【０００５】即ち本発明は、電極とセパレータとの積層
体からなる電池素子の固定に用いられる接着剤又は粘着
剤、及び粘着テープ又はシートであって、接着剤又は粘
着剤が電池電解液に接触後に、膨潤、溶解又は分解し
て、電池素子の積層が緩むことを特徴とする電池用接着
剤又は粘着剤、及び粘着テープ又はシートに係るもので
ある。
体からなる電池素子の固定に用いられる接着剤又は粘着
剤、及び粘着テープ又はシートであって、接着剤又は粘
着剤が電池電解液に接触後に、膨潤、溶解又は分解し
て、電池素子の積層が緩むことを特徴とする電池用接着
剤又は粘着剤、及び粘着テープ又はシートに係るもので
ある。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の電池用接着剤又は粘着剤
は、電池電解液に接触又は浸漬されることで、膨潤、溶
解又は分解され、その弾性が低下することが重要であ
る。 かかる弾性の低下により、電池素子の積層の緩
み、すなわち巻き緩みが起こる。この弾性の低下の程度
は、結果的に電池素子の巻き緩みが発生する限り特に限
定されないが、本発明においては、その低下率が１０％
以上、特に１５〜１００％程度が好ましい。 弾性の低
下率が１０％未満の場合は、電池素子の巻き緩みが不十
分となる場合が発生する恐れがある。 ここで、弾性の
低下率は、後記の方法で定義される。
は、電池電解液に接触又は浸漬されることで、膨潤、溶
解又は分解され、その弾性が低下することが重要であ
る。 かかる弾性の低下により、電池素子の積層の緩
み、すなわち巻き緩みが起こる。この弾性の低下の程度
は、結果的に電池素子の巻き緩みが発生する限り特に限
定されないが、本発明においては、その低下率が１０％
以上、特に１５〜１００％程度が好ましい。 弾性の低
下率が１０％未満の場合は、電池素子の巻き緩みが不十
分となる場合が発生する恐れがある。 ここで、弾性の
低下率は、後記の方法で定義される。
【０００７】本発明の接着剤又は粘着剤の具体的な構成
材料は、結果的に電池素子の巻き緩みが発生する限り特
に限定されないが、例えばアクリル系樹脂、ゴム系樹
脂、シリコーン系樹脂などが好ましい。 例えばアクリ
ル系樹脂は、その側鎖にカルボン酸等の極性基を有して
いるため、電解液溶媒に使われる極性溶媒との親和性が
高くなり、膨潤、溶解が起こりやすい。 このアクリル
系樹脂としては、例えばアクリル酸ブチルなどのアクリ
ル酸アルキルエステルモノマーとアクリル酸などの官能
基含有モノマーとの共重合体などの単独、あるいはこれ
らを部分的に架橋したものが挙げられる。またゴム系樹
脂としては、例えば素練りクレープゴムにテルペン系樹
脂を添加したものが挙げられ、電解液溶媒に親和性が低
く、膨潤、溶解性が低い非極性のポリイソブチレン等を
用いる場合は、電解液溶媒に膨潤、溶解性を有する樹脂
を添加したものが挙げられる。またシリコーン系樹脂と
して、ポリジメチルシロキサンなどからなる非極性のシ
リコーンゴムとシリコーンレジンを配合し、過酸化物な
どにより架橋したものも用いることができるが、この場
合は溶解性を高めるため、架橋度合いを低くしたものが
挙げられる。
材料は、結果的に電池素子の巻き緩みが発生する限り特
に限定されないが、例えばアクリル系樹脂、ゴム系樹
脂、シリコーン系樹脂などが好ましい。 例えばアクリ
ル系樹脂は、その側鎖にカルボン酸等の極性基を有して
いるため、電解液溶媒に使われる極性溶媒との親和性が
高くなり、膨潤、溶解が起こりやすい。 このアクリル
系樹脂としては、例えばアクリル酸ブチルなどのアクリ
ル酸アルキルエステルモノマーとアクリル酸などの官能
基含有モノマーとの共重合体などの単独、あるいはこれ
らを部分的に架橋したものが挙げられる。またゴム系樹
脂としては、例えば素練りクレープゴムにテルペン系樹
脂を添加したものが挙げられ、電解液溶媒に親和性が低
く、膨潤、溶解性が低い非極性のポリイソブチレン等を
用いる場合は、電解液溶媒に膨潤、溶解性を有する樹脂
を添加したものが挙げられる。またシリコーン系樹脂と
して、ポリジメチルシロキサンなどからなる非極性のシ
リコーンゴムとシリコーンレジンを配合し、過酸化物な
どにより架橋したものも用いることができるが、この場
合は溶解性を高めるため、架橋度合いを低くしたものが
挙げられる。
【０００８】また本発明は、かかる粘着剤を適宜基材の
少なくとも片面に設けてなる電池用粘着テープ又はシー
トも提供する。本発明の粘着テープに用いる基材の具体
例は、特に限定されないが、例えば、ポリエチレンテレ
フタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリプロピ
レン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリメチルメ
タクリレートなどの無延伸あるいは延伸フィルムなどが
挙げられる。
少なくとも片面に設けてなる電池用粘着テープ又はシー
トも提供する。本発明の粘着テープに用いる基材の具体
例は、特に限定されないが、例えば、ポリエチレンテレ
フタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリプロピ
レン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリメチルメ
タクリレートなどの無延伸あるいは延伸フィルムなどが
挙げられる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明する
が、これらに限定されるものではない。表１に示す配合
組成の接着剤又は粘着剤を得、これらの電解液に浸漬後
の弾性の低下、及び巻き終わり部を固定する機能の低下
を巻き緩み性として、以下の方法で評価し、その結果を
表２に示す。
が、これらに限定されるものではない。表１に示す配合
組成の接着剤又は粘着剤を得、これらの電解液に浸漬後
の弾性の低下、及び巻き終わり部を固定する機能の低下
を巻き緩み性として、以下の方法で評価し、その結果を
表２に示す。
【００１０】
【表１】
【００１１】
【表２】
【００１２】（弾性の低下率）引張試験機にて各接着剤
又は粘着剤の強度−伸び（Ｓ−Ｓ）を測定し、初期値と
する。 一方、電解液溶媒として、エチレンカボネート
（ＥＣ）：ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）：ジエチル
カーボネート（ＤＥＣ）＝１：１：１（体積比）を調整
し、これに各接着剤又は粘着剤を浸漬する。 次いで、
６０℃で１日保存後取り出し、引張試験機にて強度−伸
び（Ｓ−Ｓ）を測定し、浸漬後の値とする。 初期値と
浸漬後の値について、５％伸び時の強度を比較し、次式
で弾性の低下率を算出する。 低下率（％）＝（（初期値−浸漬後の値）／初期値）×
１００ なお、完全に溶解した場合は、測定不可として、低下率
を１００％とする。
又は粘着剤の強度−伸び（Ｓ−Ｓ）を測定し、初期値と
する。 一方、電解液溶媒として、エチレンカボネート
（ＥＣ）：ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）：ジエチル
カーボネート（ＤＥＣ）＝１：１：１（体積比）を調整
し、これに各接着剤又は粘着剤を浸漬する。 次いで、
６０℃で１日保存後取り出し、引張試験機にて強度−伸
び（Ｓ−Ｓ）を測定し、浸漬後の値とする。 初期値と
浸漬後の値について、５％伸び時の強度を比較し、次式
で弾性の低下率を算出する。 低下率（％）＝（（初期値−浸漬後の値）／初期値）×
１００ なお、完全に溶解した場合は、測定不可として、低下率
を１００％とする。
【００１３】（巻き緩み性）ポリプロピレン製のチュー
ブ（直径：約１０ｍｍ）にセパレータ（ポリエチレン製
多孔質膜）（２５ｍｍ長）を、２００ｇｆ荷重で巻き、
端末を、２軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）フィルム
（厚さ３０μｍ）に得られた接着剤又は粘着剤を３０μ
ｍ厚で設けた粘着テープで約半周巻き止めた後、または
端末のみ両面テープ（２軸延伸ポリプロピレン（ＯＰ
Ｐ）フィルム（厚さ３０μｍ）の両面に得られた接着剤
又は粘着剤を３０μｍ厚で設けたもの）にて止めた後、
これらを室温で１日放置して、巻き緩みの有無を確認し
て、これを浸漬前の結果とする。 次いで、前記と同様
の電解液溶媒に浸漬し、６０℃で１日保存後、巻き緩み
の有無を確認して、これを浸漬後の結果とする。
ブ（直径：約１０ｍｍ）にセパレータ（ポリエチレン製
多孔質膜）（２５ｍｍ長）を、２００ｇｆ荷重で巻き、
端末を、２軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）フィルム
（厚さ３０μｍ）に得られた接着剤又は粘着剤を３０μ
ｍ厚で設けた粘着テープで約半周巻き止めた後、または
端末のみ両面テープ（２軸延伸ポリプロピレン（ＯＰ
Ｐ）フィルム（厚さ３０μｍ）の両面に得られた接着剤
又は粘着剤を３０μｍ厚で設けたもの）にて止めた後、
これらを室温で１日放置して、巻き緩みの有無を確認し
て、これを浸漬前の結果とする。 次いで、前記と同様
の電解液溶媒に浸漬し、６０℃で１日保存後、巻き緩み
の有無を確認して、これを浸漬後の結果とする。
【００１４】
【発明の効果】以上のように本発明の電池用接着剤又は
粘着剤、及び粘着テープ又はシートによれば、電池充電
時の電池素子の膨張が抑制されず応力が緩和され、素子
の構成材料に与えるストレスを低減でき、これらに起因
する電池特性の低下を回避できるという効果がある。
粘着剤、及び粘着テープ又はシートによれば、電池充電
時の電池素子の膨張が抑制されず応力が緩和され、素子
の構成材料に与えるストレスを低減でき、これらに起因
する電池特性の低下を回避できるという効果がある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村田 秋桐 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 有満 幸生 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 電極とセパレータとの積層体からなる電
池素子の固定に用いられる接着剤又は粘着剤であって、
接着剤又は粘着剤が電池電解液に接触後に、膨潤、溶解
又は分解して、電池素子の積層が緩むことを特徴とする
電池用接着剤又は粘着剤。 - 【請求項２】 電極とセパレータとの積層体からなる電
池素子の固定に用いられる粘着テープ又はシートであっ
て、粘着剤が電池電解液に接触後に、膨潤、溶解又は分
解して、電池素子の積層が緩むことを特徴とする電池用
粘着テープ又はシート。 - 【請求項３】 電池素子が、シート状の電極とセパレー
タを積層後、渦巻状に巻回してなる渦巻き式電池素子で
あることを特徴とする請求項１又は２記載の電池用接着
剤又は粘着剤、及び粘着テープ又はシート。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9283468A JPH11121044A (ja) | 1997-10-16 | 1997-10-16 | 電池用接着剤又は粘着剤、及び粘着テープ又はシート |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9283468A JPH11121044A (ja) | 1997-10-16 | 1997-10-16 | 電池用接着剤又は粘着剤、及び粘着テープ又はシート |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11121044A true JPH11121044A (ja) | 1999-04-30 |
Family
ID=17665946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9283468A Pending JPH11121044A (ja) | 1997-10-16 | 1997-10-16 | 電池用接着剤又は粘着剤、及び粘着テープ又はシート |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11121044A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1997
- 1997-10-16 JP JP9283468A patent/JPH11121044A/ja active Pending
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