[发明专利]全固体电池用外包装材料、其制造方法和全固体电池

说明书

本发明提供一种全固体电池用外包装材料，其适用于使用了包含硫化物固体电解质材料的固体电解质的全固体电池，即使在全固体电池以高压状态被限制的情况下，也能够有效地抑制外包装材料的阻隔层的劣化，并且能够将在全固体电池内部产生的硫化氢排出到外部。本发明的全固体电池用外包装材料用于包含硫化物固体电解质材料的全固体电池，上述全固体电池用外包装材料由从外侧起至少依次具有基材层、阻隔层、形成于上述阻隔层的表面的阻隔层保护膜、和热熔接性树脂层的叠层体构成，其中构成上述热熔接性树脂层的树脂的硫化氢透过量为1.0×10^‑8cc·mm/cm²·sec·cmHg以上。

技术领域

本发明涉及全固体电池用外包装材料、其制造方法和全固体电池。

背景技术

已知电解质为固体电解质的全固体电池。全固体电池由于在电池内不使用有机溶剂，所以具有安全性高、工作温度范围宽的优点。

另一方面，已知全固体电池由于伴随充放电的负极或正极的膨胀、收缩，在固体电解质与负极活性物质层或正极活性物质层之间容易剥离，容易发生电池的劣化。

作为抑制固体电解质与负极活性物质层或正极活性物质层之间的剥离的方法，已知以高压压制的状态限制全固体电池的技术。例如，专利文献1中公开了一种电池的制造方法，其包括：制作依次具有正极集电体、正极层、电解质层、负极层和负极集电体的叠层体的叠层工序；在叠层方向上对叠层工序中制得的叠层体加压的加压工序；和在加压工序之后，以0.1MPa以上100MPa以下的压力在规定的时间内将叠层体在叠层方向上加压的状态下限制叠层体的限制工序。

另外，已知在无机固体电解质中硫化物类的无机固体电解质的离子传导率高。然而，例如如专利文献2所记载的那样，硫化物类的无机固体电解质包含一旦与水反应就可能产生有毒的硫化氢的硫化合物。因此，在全固体电池破损的情况下，存在与空气中的湿气反应而产生硫化氢气体的危险性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-142228号公报

专利文献2：日本特开2008-103288号公报

发明内容

发明要解决的课题

在全固体电池的使用环境下，为了抑制固体电解质与负极活性物质层或正极活性物质层之间的剥离，期望通过从外包装材料的外侧对全固体电池进行高压压制来持续限制固体电解质和负极活性物质层及正极活性物质层。

另一方面，近年来，随着电动汽车、混合动力电动汽车、个人电脑、照相机、移动电话等的高性能化，全固体电池要求多种多样的形状，并且要求薄型化和轻量化。然而，现有技术中，电池中经常使用的金属制的外包装材料具有难以追随形状的多样化、而且轻量化也存在极限的缺点。因此，作为容易加工成多样的形状、能够实现薄型化和轻量化的外包装材料，提出了依次叠层有基材/金属箔层/热熔接性树脂层的膜状的外包装材料。

在这样的膜状的外包装材料中，通常通过成型为袋状、或者使用模具的成型，设计收纳电池元件的空间，在该空间内配置电极和固体电解质等电池元件，使热熔接性树脂层彼此热熔接，由此得到在外包装材料的内侧收纳有电池元件的全固体电池。

通过将膜状的外包装材料应用于全固体电池的外包装材料，能够期待电动汽车、混合动力电动汽车等的轻量化。