JP7747463B2 - Exterior material for all-solid-state battery and all-solid-state battery - Google Patents
Exterior material for all-solid-state battery and all-solid-state batteryInfo
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Description
この発明は、車載用電池等のハイパワーバッテリー、モバイル電子機器等のポータブル機器用電池、回生エネルギーの蓄電用電池等として用いられる全固体電池用の外装材および全固体電池に関する。 This invention relates to an exterior packaging material for all-solid-state batteries used as high-power batteries such as automotive batteries, batteries for portable devices such as mobile electronic devices, and batteries for storing regenerative energy, as well as to all-solid-state batteries.
従来多く用いられているリチウムイオン2次電池は、電解質として液体電解質を使用しているため、液漏れやデントライトの発生によりセパレータが破壊され場合によっては、短絡による発火等が発生するおそれがあった。 The commonly used lithium-ion secondary batteries use a liquid electrolyte, which can lead to separator damage due to leakage or the formation of dendrites, and in some cases, can cause a short circuit and lead to fire.
これに対し、全固体電池は、固体電解質を使用した電池であるため、液漏れやデンドライトが発生せずセパレータが破壊されることもない。従ってセパレータの破壊による発火等も懸念されることがなく、安全性の面等から大いに注目されている。 In contrast, all-solid-state batteries use a solid electrolyte, so they do not leak or develop dendrites, and the separator is not damaged. Therefore, there are no concerns about fires caused by separator damage, and they are attracting a great deal of attention from a safety perspective.
通常の全固体電池は、ケーシングとしての外装材の内部に、電極活物質や固体電解質等の固体電池本体が封入されて構成されている。この全固体電池においては、固体電解質の研究が進むにつれて、外装材に求められる性能が、従来の液体電解質を用いた電池の外装材とは異なる部分が徐々に顕現されてきており、全固体電池用の性能を満たすために種々の外装材が提案されている。 A typical all-solid-state battery is constructed by sealing the solid-state battery body, including electrode active materials and solid electrolytes, inside an exterior casing. As research into solid electrolytes progresses, it has gradually become clear that the performance required of the exterior material for these all-solid-state batteries differs from that required for exterior materials for batteries using conventional liquid electrolytes, and various exterior materials have been proposed to meet the performance requirements for all-solid-state batteries.
全固体電池用の外装材は、基本構造として、金属箔層と、その内側に積層された熱融着層(シーラント層)とを含み、シーラント層を熱融着することによって、固体電池本体を封入するものである。 The basic structure of the exterior material for all-solid-state batteries includes a metal foil layer and a heat-sealing layer (sealant layer) laminated on the inside of it, and the solid-state battery body is encapsulated by heat-sealing the sealant layer.
例えば下記特許文献1に示す全固体電池用外装材は、金属箔層とシーラント層との間に保護膜が介在されるとともに、シーラント層として硫化水素ガス透過度が高いものが用いられている。さらに特許文献2に示す全固体電池用外装材は、シーラント層として硫化水素ガス透過度が高いものが用いられている。また特許文献3に示す全固体電池用外装材は、シーラント層としてガスを吸収するものが用いられている。さらに特許文献4に示す全固体電池用外装材は、シーラント層の内面に蒸着膜層が積層されて構成されている。 For example, the all-solid-state battery casing material disclosed in Patent Document 1 below has a protective film interposed between a metal foil layer and a sealant layer, and uses a sealant layer with high hydrogen sulfide gas permeability. Furthermore, the all-solid-state battery casing material disclosed in Patent Document 2 uses a sealant layer with high hydrogen sulfide gas permeability. Furthermore, the all-solid-state battery casing material disclosed in Patent Document 3 uses a gas-absorbing sealant layer. Furthermore, the all-solid-state battery casing material disclosed in Patent Document 4 is configured by laminating a vapor-deposited film layer on the inner surface of the sealant layer.
しかしながら、全固体電池は従来の電池と同様、高温環境下等でも使用される可能性が高いが、上記特許文献1~4に示す外装材を用いた全固体電池では、高温環境下での絶縁性を十分に考慮されておらず、高温環境下での絶縁性の低下が懸念されるところである。 However, while all-solid-state batteries, like conventional batteries, are likely to be used in high-temperature environments, the all-solid-state batteries using the exterior materials shown in Patent Documents 1 to 4 above do not fully consider insulation properties in high-temperature environments, raising concerns about a decline in insulation properties in high-temperature environments.
この発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、高温環境下においても十分な絶縁性を確保することができる全固体電池用外装材および全固体電池を提供することを目的とする。 This invention was made in consideration of the above-mentioned problems, and aims to provide an exterior material for an all-solid-state battery and an all-solid-state battery that can ensure sufficient insulation even in high-temperature environments.
上記課題を解決するため、本発明は、以下の手段を備えるものである。 To solve the above problems, the present invention provides the following means.
[1]基材層と、前記基材層の内面側に積層された金属箔層と、前記金属箔層の内面側に積層されたシーラント層とを備え、固体電池本体を封入するための全固体電池用外装材であって、
前記金属箔層と前記シーラント層との間に耐熱ガスバリア層が設けられ、
前記耐熱ガスバリア層は、前記シーラント層よりも20℃以上融点が高い絶縁性の樹脂によって構成され、
前記耐熱ガスバリア層は、絶縁破壊電圧が18kV/mm以上であり、かつ厚さが3μm~50μmであることを特徴とする全固体電池用外装材。
[1] An exterior material for an all-solid-state battery for encapsulating a solid-state battery body, comprising: a base layer; a metal foil layer laminated on the inner surface side of the base layer; and a sealant layer laminated on the inner surface side of the metal foil layer,
a heat-resistant gas barrier layer is provided between the metal foil layer and the sealant layer;
the heat-resistant gas barrier layer is made of an insulating resin having a melting point 20°C or more higher than that of the sealant layer,
The heat-resistant gas barrier layer has a breakdown voltage of 18 kV/mm or more and a thickness of 3 μm to 50 μm.
[2]前記耐熱ガスバリア層を構成する樹脂は、熱水収縮率が2%~10%である前項1に記載の全固体電池用外装材。 [2] The all-solid-state battery packaging material according to paragraph 1, wherein the resin constituting the heat-resistant gas barrier layer has a hot water shrinkage rate of 2% to 10%.
[3]前記耐熱ガスバリア層を構成する樹脂は、ポリアミドである前項1または2に記載の全固体電池用外装材。 [3] The all-solid-state battery exterior packaging material according to paragraphs 1 or 2, wherein the resin constituting the heat-resistant gas barrier layer is polyamide.
[4]前記ガスバリア層および前記シーラント層間に、蒸着層が形成され、
前記蒸着層は、金属、金属酸化物、金属フッ化物の少なくともいずれか1つによって構成されている前項1~3のいずれか1項に記載の全固体電池用外装材。
[4] A vapor deposition layer is formed between the gas barrier layer and the sealant layer,
4. The all-solid-state battery exterior material according to any one of items 1 to 3, wherein the vapor deposition layer is composed of at least one of a metal, a metal oxide, and a metal fluoride.
[5]前項1~4のいずれか1項に記載の全固体電池用外装材に、固体電池本体が封入されていることを特徴とする全固体電池。 [5] An all-solid-state battery, characterized in that a solid-state battery body is encapsulated in the all-solid-state battery casing material described in any one of items 1 to 4 above.
発明[1]の全固体電池用外装材によれば、金属箔層およびシーラント層間に、絶縁性を有する耐熱ガスバリア層を介在しているため、高温環境下においても十分な絶縁性を確保することができる。 The all-solid-state battery packaging material of invention [1] has an insulating heat-resistant gas barrier layer interposed between the metal foil layer and the sealant layer, ensuring sufficient insulation even in high-temperature environments.
発明[2]の全固体電池用外装材によれば、耐熱ガスバリア層の熱水収縮率を特定しているため、高い絶縁性を確保しつつ、成形性を向上させることができる。 In the all-solid-state battery packaging material of invention [2], the hot water shrinkage rate of the heat-resistant gas barrier layer is specified, thereby improving formability while maintaining high insulation properties.
発明[3]の全固体電池用外装材によれば、耐熱ガスバリア層として、汎用のポリアミド樹脂を用いているため、簡単かつ効率良く製作することができる。 The all-solid-state battery casing material of invention [3] uses a general-purpose polyamide resin as the heat-resistant gas barrier layer, making it easy and efficient to manufacture.
発明[4]の全固体電池用外装材によれば、耐熱ガスバリア層およびシーラント層間に蒸着膜が形成されているため、ガスバリア性および絶縁性をより一層向上させることができる。 The all-solid-state battery packaging material of invention [4] has a vapor-deposited film formed between the heat-resistant gas barrier layer and the sealant layer, further improving gas barrier properties and insulation properties.
発明[5]によれば、上記発明[1]~[4]の外装材を用いた全固体電池を特定するものであるため、上記と同様の効果を得ることができる。 Invention [5] specifies an all-solid-state battery that uses the exterior materials of inventions [1] to [4] above, and therefore can achieve the same effects as above.
図1はこの発明の実施形態である全固体電池を示す概略断面図、図2はその全固体電池に用いられた外装材1を示す概略断面図である。両図に示すように、本実施形態の全固体電池のケーシングとして構成される外装材1は、ラミネートシート等の積層体によって構成されている。 Figure 1 is a schematic cross-sectional view showing an all-solid-state battery according to an embodiment of the present invention, and Figure 2 is a schematic cross-sectional view showing an exterior material 1 used in the all-solid-state battery. As shown in both figures, the exterior material 1, which constitutes the casing of the all-solid-state battery according to this embodiment, is composed of a laminated body such as a laminate sheet.
この外装材1は、最外側に配置される基材層11と、基材層11の内面側に積層される金属箔層12と、金属箔層12の内面側に積層される耐熱ガスバリア層21と、耐熱ガスバリア層21の内面側に積層されるシーラント層13とを備え、本実施形態では、外装材1の各層11~13,21の各間は、ドライラミネート法による接着剤(接着剤層)を介して接着されている。換言すると、本実施形態の外装材1は、基材層11/接着剤層/金属箔層12/接着剤層/耐熱ガスバリア層21/接着剤層/シーラント層13からなる積層体によって構成されている。 This exterior packaging material 1 comprises a base material layer 11 disposed on the outermost side, a metal foil layer 12 laminated on the inner side of the base material layer 11, a heat-resistant gas barrier layer 21 laminated on the inner side of the metal foil layer 12, and a sealant layer 13 laminated on the inner side of the heat-resistant gas barrier layer 21. In this embodiment, the layers 11-13, 21 of the exterior packaging material 1 are bonded together via adhesives (adhesive layers) using the dry lamination method. In other words, the exterior packaging material 1 of this embodiment is composed of a laminate consisting of base material layer 11/adhesive layer/metal foil layer 12/adhesive layer/heat-resistant gas barrier layer 21/adhesive layer/sealant layer 13.
本実施形態においては図1に示すように、上記構成の外装材1によって、固体電池本体5を被覆するように封入して全固体電池を作製するものである。すなわち矩形状の2枚の外装材1,1が固体電池本体5を介して上下に重ね合わされて、2枚の(一対の)外装材1,1における外周縁部のシーラント層13,13同士が熱接着(ヒートシール)によって気密状態(封止状態)に接合一体化されることにより、外装材1,1からなる袋状のケーシング内に固体電池本体5が収容された全固体電池が製作されるものである。 In this embodiment, as shown in FIG. 1, an all-solid-state battery is produced by enclosing the solid-state battery body 5 in an exterior material 1 having the above-described configuration. That is, two rectangular exterior materials 1, 1 are stacked one on top of the other with the solid-state battery body 5 interposed between them, and the sealant layers 13, 13 on the outer peripheries of the two (pair of) exterior materials 1, 1 are thermally bonded (heat sealed) to form an airtight (sealed) integrated unit, thereby producing an all-solid-state battery in which the solid-state battery body 5 is housed within a bag-shaped casing made of the exterior materials 1, 1.
本実施形態の全固体電池においては、図示は省略するが、電気取出用にタブリードが設けられている。このタブリードは、その一端(内端)が固体電池本体5に接着固定されて、中間部が2枚の外装体1,1の外周縁部間を通じて、他端側(外端側)が外部に引き出されるように配置されている。 Although not shown, the all-solid-state battery of this embodiment is provided with a tab lead for electrical extraction. One end (inner end) of this tab lead is adhesively fixed to the solid-state battery body 5, its middle portion passes between the outer peripheral edges of the two exterior bodies 1, 1, and the other end (outer end) is arranged so that it is pulled out to the outside.
なお本実施形態においては、2枚の平面状の外装材1,1を貼り合わせてケーシングを形成するようにしているが、それだけに限られず、本発明においては、2枚の外装材のうち少なくともいずれか一方を予めトレイ状に成形しておいて、その一方のトレイ状の外装材を、トレイ状または平面状の他方の外装材に貼り合わせてケーシングを形成するようにしても良い。 In this embodiment, the casing is formed by bonding two planar exterior materials 1, 1 together, but this is not limited to this. In the present invention, at least one of the two exterior materials may be formed into a tray shape in advance, and the tray-shaped exterior material may be bonded to the other tray-shaped or planar exterior material to form the casing.
以下に、本実施形態の全固体電池の外装材1における詳細な構成について説明する。 The detailed configuration of the exterior material 1 of the all-solid-state battery of this embodiment is described below.
外装材1の基材層11は、厚さが5μm~50μmの耐熱性樹脂のフィルムによって構成されている。この基材層11を構成する樹脂としては、延伸ポリアミド、延伸ポリエステル(PET、PBT、PEN)、延伸ポリオレフィン(PE、PP)等を好適に用いることができる。 The base material layer 11 of the exterior packaging material 1 is composed of a heat-resistant resin film with a thickness of 5 μm to 50 μm. Suitable resins for the base material layer 11 include oriented polyamide, oriented polyester (PET, PBT, PEN), and oriented polyolefin (PE, PP).
金属箔層12は、厚さが5μm~120μmに設定されており、表面(外面)側から酸素や水分の侵入をブロックする機能を有している。この金属箔層12としては、アルミニウム箔、SUS箔(ステンレス箔)、銅箔、ニッケル箔等を好適に用いることができる。なお本実施形態において、「アルミニウム」「銅」「ニッケル」という用語は、それらの合金も含む意味で用いられている。 The metal foil layer 12 has a thickness of 5 μm to 120 μm and functions to block the penetration of oxygen and moisture from the surface (outer surface). Aluminum foil, SUS foil (stainless steel foil), copper foil, nickel foil, etc. can be suitably used as the metal foil layer 12. In this embodiment, the terms "aluminum," "copper," and "nickel" are used to include alloys of these materials.
また金属箔層12にメッキ処理等を行うと、ピンホールが発生するリスクが少なくなり、より一層、酸素や水分の侵入をブロックする機能を向上させることができる。 In addition, plating the metal foil layer 12 reduces the risk of pinholes occurring and further improves its ability to block the intrusion of oxygen and moisture.
さらに金属箔層12にクロメート処理のような化成処理等を行うと、耐腐食性が一層向上するため、欠損等の不具合が発生するのをより確実に防止でき、また樹脂との接着性を向上できて耐久性を一段と向上させることができる。 Furthermore, if the metal foil layer 12 is subjected to a chemical conversion treatment such as chromate treatment, corrosion resistance is further improved, making it possible to more reliably prevent defects such as chipping, and also improves adhesion to the resin, further improving durability.
シーラント層13は、厚さが10μm~100μmに設定されており、熱接着性(熱融着性)樹脂のフィルムによって構成されている。このシーラント層13を構成する樹脂としては、ポリエチレン(LLDPE、LDPE、HDPE)や、ポリプロピレンのようなポリオレフィン、オレフィン系共重合体、これらの酸変性物およびアイオノマーからなる群、例えば無延伸ポリプロピレン(CPP、IPP)等を好適に用いることができる。 The sealant layer 13 has a thickness of 10 μm to 100 μm and is made of a film of thermally adhesive (heat-fusible) resin. Suitable resins for the sealant layer 13 include polyethylene (LLDPE, LDPE, HDPE), polyolefins such as polypropylene, olefin copolymers, acid-modified versions of these, and ionomers, such as unstretched polypropylene (CPP, IPP).
シーラント層13としては、タブリードを使って電気を取り出すことを考慮すると、つまりタブリードとのシール性や接着性等を考慮すると、ポリプロピレン系樹脂(無延伸ポリプロピレンフィルム(CPP、IPP))を用いるのが好ましい。 Considering that electricity will be extracted using a tab lead, that is, in consideration of sealing and adhesive properties with the tab lead, it is preferable to use a polypropylene resin (non-oriented polypropylene film (CPP, IPP)) for the sealant layer 13.
耐熱ガスバリア層21は、耐熱性および絶縁性を有する樹脂のフィルムによって構成されている。この耐熱ガスバリア層21を構成する樹脂としては、ポリアミド(PA6、PA66、MXD等)、ポリエステル(PET,PBT.PEN等)、セロハン、ポリ塩化ビニリデン等を用いるのが好ましい。 The heat-resistant gas barrier layer 21 is composed of a resin film that has heat resistance and insulating properties. The resin that constitutes this heat-resistant gas barrier layer 21 is preferably polyamide (PA6, PA66, MXD, etc.), polyester (PET, PBT, PEN, etc.), cellophane, polyvinylidene chloride, etc.
本実施形態の耐熱ガスバリア層21は、良好な絶縁性を備えるものであり、本実施形態の外装材1によって固体電池本体5を熱接着により封入した後(シール後)も、良好な絶縁性を得るものである。 The heat-resistant gas barrier layer 21 of this embodiment has good insulating properties, and maintains good insulating properties even after the solid-state battery body 5 is encapsulated (sealed) by thermal bonding with the exterior material 1 of this embodiment.
本実施形態において、耐熱ガスバリア層21を構成する樹脂フィルムとしては、常温(25℃)における体積抵抗率が1×1010(Ω・m)以上のものが良く、特に100℃における体積抵抗値が1×105(Ω・m)以上のものが好ましい。参考までに、ナイロン等のポリアミドの体積抵抗率は、常温では1×1011(Ω・m)であり、100℃では1×107(Ω・m)程度である。 In this embodiment, the resin film constituting the heat-resistant gas barrier layer 21 preferably has a volume resistivity of 1×10 10 (Ω·m) or more at room temperature (25° C.), and particularly preferably has a volume resistivity of 1×10 5 (Ω·m) or more at 100° C. For reference, the volume resistivity of polyamide such as nylon is 1×10 11 (Ω·m) at room temperature and about 1×10 7 (Ω·m) at 100° C.
本実施形態では、耐熱ガスバリア層21を構成する樹脂は、所定の硫化水素(H2S)ガス透過度を備えるのが好ましい。具体的には、耐熱ガスバリア層21は、JIS K7126-1に準拠する測定値において硫化水素ガス透過度が30{cc・mm/(m2・D・MPa)}以下の樹脂によって構成するのが好ましい。すなわち耐熱ガスバリア層21の硫化水素ガス透過度を上記の所定値以下に設定した場合には、固体電解質材料と外気の水分とが反応して硫化水素ガスが発生した際に、耐熱ガスバリア層21によって硫化水素ガスが外部に漏出するのを防止することができる。換言すると、耐熱ガスバリア層21の硫化水素ガス透過度が大き過ぎる場合には、発生した硫化水素ガスが外装材1(耐熱ガスバリア層21)を通って外部に漏出するおそれがあり、好ましくない。 In this embodiment, the resin constituting the heat-resistant gas barrier layer 21 preferably has a predetermined hydrogen sulfide (H 2 S) gas permeability. Specifically, the heat-resistant gas barrier layer 21 is preferably composed of a resin having a hydrogen sulfide gas permeability of 30 {cc·mm/(m 2 ·D·MPa)} or less, as measured in accordance with JIS K7126-1. That is, when the hydrogen sulfide gas permeability of the heat-resistant gas barrier layer 21 is set to the above-mentioned predetermined value or less, the heat-resistant gas barrier layer 21 can prevent the hydrogen sulfide gas from leaking to the outside when the solid electrolyte material reacts with moisture in the outside air to generate hydrogen sulfide gas. In other words, if the hydrogen sulfide gas permeability of the heat-resistant gas barrier layer 21 is too high, there is a risk that the generated hydrogen sulfide gas will leak to the outside through the exterior material 1 (heat-resistant gas barrier layer 21), which is undesirable.
なお参考までに、硫化水素ガス透過度の単位に含まれる「D」は、「Day(24h)」に相当するものである。 For reference, the "D" included in the unit of hydrogen sulfide gas permeability corresponds to "Day (24h)."
また本実施形態においては、耐熱ガスバリア層21を構成する樹脂として、シーラント層13を構成する樹脂よりも融点が20℃以上高いものを採用する必要がある。すなわち耐熱ガスバリア層21を高融点とした場合には、外装材1を熱接着する際に、シーラント層13を溶融させたとしても、耐熱ガスバリア層21の溶融流出を防止できるため、耐熱ガスバリア層21による、ガスの透過抑制作用や、絶縁性を確実に得ることができる。 In addition, in this embodiment, the resin that constitutes the heat-resistant gas barrier layer 21 must have a melting point that is at least 20°C higher than the resin that constitutes the sealant layer 13. In other words, if the heat-resistant gas barrier layer 21 has a high melting point, even if the sealant layer 13 melts when the exterior material 1 is thermally bonded, the heat-resistant gas barrier layer 21 can be prevented from melting and flowing out, ensuring that the heat-resistant gas barrier layer 21 can provide gas permeation suppression and insulation properties.
さらに本実施形態においては、耐熱ガスバリア層21は、絶縁破壊電圧が18kV/mm以上にする必要がある。すなわち耐熱ガスバリア層21の絶縁破壊電圧が特定値以上の場合には、十分な絶縁性を確実に確保することができる。換言すると、耐熱ガスバリア層21の絶縁破壊電圧が小さ過ぎる場合には、十分な絶縁性を確保できないおそれがある。 Furthermore, in this embodiment, the heat-resistant gas barrier layer 21 must have a breakdown voltage of 18 kV/mm or more. In other words, if the breakdown voltage of the heat-resistant gas barrier layer 21 is a specific value or higher, sufficient insulation can be reliably ensured. In other words, if the breakdown voltage of the heat-resistant gas barrier layer 21 is too low, sufficient insulation may not be ensured.
また本実施形態においては、耐熱ガスバリア層21の厚さを3μm~50μmに設定する必要がある。すなわち耐熱ガスバリア層21の厚さをこの範囲に設定することによって、上記の硫化水素ガスの透過抑制作用を確実に得ることができるとともに、熱接着によりシーラント層13が溶融流出したとしても、耐熱ガスバリア層21によって絶縁性を確実に確保することができる。換言すると、耐熱ガスバリア層21が薄過ぎる場合には、ガス透過抑制作用や絶縁性を確保できないおそれがあり、好ましくない。逆に耐熱ガスバリア層21が厚過ぎる場合には、外装材1の薄肉化を図ることができないばかりか、必要以上に厚くすることの効果も十分に得られないため、好ましくない。 In addition, in this embodiment, the thickness of the heat-resistant gas barrier layer 21 must be set to 3 μm to 50 μm. In other words, by setting the thickness of the heat-resistant gas barrier layer 21 within this range, the hydrogen sulfide gas permeation suppression effect described above can be reliably achieved, and even if the sealant layer 13 melts and flows out due to thermal bonding, the heat-resistant gas barrier layer 21 can reliably ensure insulation. In other words, if the heat-resistant gas barrier layer 21 is too thin, there is a risk that the gas permeation suppression effect and insulation properties may not be ensured, which is undesirable. Conversely, if the heat-resistant gas barrier layer 21 is too thick, not only will it be impossible to thin the exterior packaging material 1, but the full effect of making it thicker than necessary will also be undesirable.
また本実施形態においては、耐熱ガスバリア層21の熱水収縮率を2%~10%に設定するのが好ましい。すなわちこの構成を採用する場合には、耐熱ガスバリア層21、ひいては外装材1の成形性が向上し、外装材1によって固体電池本体5を熱接着により封入した後も、高い絶縁性を維持することができる。換言すると、耐熱ガスバリア層21の熱水収縮率が上記の特定範囲を逸脱する場合には、良好な絶縁性を確保できないおそれがあり、好ましくない。 In addition, in this embodiment, it is preferable to set the hot water shrinkage rate of the heat-resistant gas barrier layer 21 to 2% to 10%. In other words, when this configuration is adopted, the formability of the heat-resistant gas barrier layer 21, and therefore the exterior packaging material 1, is improved, and high insulation properties can be maintained even after the solid-state battery body 5 is encapsulated in the exterior packaging material 1 by thermal bonding. In other words, if the hot water shrinkage rate of the heat-resistant gas barrier layer 21 falls outside the above specific range, there is a risk that good insulation properties may not be ensured, which is undesirable.
本実施形態において、耐熱ガスバリア層21の熱水収縮率は、耐熱ガスバリア層21を構成する樹脂フィルム試験片(10cm×10cm)を95℃の熱水中に30分間浸漬した際の浸漬前後の試験片の延伸方向における寸法変化率である。本実施形態において、熱水収縮率は、浸漬処理前の延伸方向の寸法を「X」、浸漬処理後の延伸方向の寸法を「Y]として、次式で求めることができる。 In this embodiment, the hot water shrinkage of the heat-resistant gas barrier layer 21 is the rate of dimensional change in the stretch direction of a resin film test piece (10 cm x 10 cm) that constitutes the heat-resistant gas barrier layer 21 before and after immersion in hot water at 95°C for 30 minutes. In this embodiment, the hot water shrinkage can be calculated using the following formula, where "X" is the dimension in the stretch direction before immersion and "Y" is the dimension in the stretch direction after immersion.
熱水収縮率(%)={(X-Y)/X}×100
一方、本実施形態においては、外装材1の各層11~13,21の各間を貼り付けるための接着剤(接着剤層)としては、2液硬化型、UV(エネルギー線)硬化型等の硬化タイプを用いることができ、中でも、ウレタン系接着剤、オレフィン系接着剤、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤等を好適に用いることができる。
Hot water shrinkage (%) = {(X - Y) / X} x 100
On the other hand, in this embodiment, the adhesive (adhesive layer) for bonding between the layers 11 to 13, 21 of the exterior material 1 can be a curing type such as a two-component curing type or a UV (energy ray) curing type, and among these, a urethane-based adhesive, an olefin-based adhesive, an acrylic-based adhesive, an epoxy-based adhesive, etc. can be preferably used.
また本実施形態においては、耐熱ガスバリア層21およびシーラント層13間に、蒸着膜(蒸着層)を形成するのが好ましい。すなわち、耐熱ガスバリア層21およびシーラント層13間には、接着剤が設けられるが、耐熱ガスバリア層21における接着剤層(シーラント層13)側の面(内面)、およびシーラント層13における接着剤層(耐熱ガスバリア層21)側の面(外面)のうち、すくなくともいずれか一方の面に、蒸着膜を形成するのが好ましい。 In addition, in this embodiment, it is preferable to form a vapor-deposited film (vapor-deposited layer) between the heat-resistant gas barrier layer 21 and the sealant layer 13. That is, an adhesive is provided between the heat-resistant gas barrier layer 21 and the sealant layer 13, and it is preferable to form a vapor-deposited film on at least one of the surface (inner surface) of the heat-resistant gas barrier layer 21 facing the adhesive layer (sealant layer 13) and the surface (outer surface) of the sealant layer 13 facing the adhesive layer (heat-resistant gas barrier layer 21).
本実施形態においては、蒸着膜を形成することによって、ガスバリア性をより向上させることができ、硫化水素ガスの漏出をより確実に防止できる上さらに、ガスの漏出防止によって、全固体電池としての外装材1(ケーシング)が膨張することで、耐熱ガスバリア層21が薄くなり、絶縁性破壊が生じ難くなり、より一層絶縁性を向上させることができる。 In this embodiment, by forming a vapor deposition film, the gas barrier properties can be further improved, and leakage of hydrogen sulfide gas can be more reliably prevented. Furthermore, by preventing gas leakage, the exterior material 1 (casing) of the all-solid-state battery expands, thinning the heat-resistant gas barrier layer 21 and making insulation breakdown less likely to occur, further improving insulation properties.
蒸着膜としては、アルミニウム、チタン、シリコーン等の金属、アルミナ、シリカ、酸化亜鉛等の金属酸化物、フッ化アルミニウム、フッ化マグネシウム等の金属フッ化物のうち、少なくともいずれか1種以上のものによって構成するのが好ましい。 The vapor-deposited film is preferably composed of at least one of the following materials: metals such as aluminum, titanium, and silicone; metal oxides such as alumina, silica, and zinc oxide; and metal fluorides such as aluminum fluoride and magnesium fluoride.
さらに蒸着層は、厚みを50Å~10000Å(5nm~1000nm(0.005μm~1μm))に設定するのが好ましい。すなわち厚みをこの範囲内に設定することにより、良好なガスの透過抑制作用および絶縁性を、より確実に確保することができる。 Furthermore, it is preferable to set the thickness of the vapor deposition layer to 50 Å to 10,000 Å (5 nm to 1,000 nm (0.005 μm to 1 μm)). In other words, by setting the thickness within this range, good gas permeation suppression and insulation properties can be more reliably ensured.
以上のように本実施形態の全固体電池によれば、外装材1における金属箔層12およびシーラント層13間に上記特有の耐熱ガスバリア層21を介在しているため、高温環境下であっても、良好な絶縁性を確実に確保することができる。 As described above, in the all-solid-state battery of this embodiment, the unique heat-resistant gas barrier layer 21 is interposed between the metal foil layer 12 and the sealant layer 13 in the exterior packaging material 1, ensuring good insulation even in high-temperature environments.
<実施例1>
1.外装材の作製
金属箔層12としての厚さ40μmのアルミニウム箔(A8021-O)の両面に、リン酸、ポリアクリル酸(アクリル系樹脂)、クロム(III)塩化合物、水、アルコールからなる化成処理液を塗布した後、180℃で乾燥を行って、化成皮膜を形成した。この化成皮膜のクロム付着量は片面当たり10mg/m2であった。
Example 1
1. Fabrication of Exterior Material A chemical conversion treatment solution consisting of phosphoric acid, polyacrylic acid (acrylic resin), a chromium (III) salt compound, water, and alcohol was applied to both sides of a 40 μm thick aluminum foil (A8021-O) serving as the metal foil layer 12, and then dried at 180°C to form a chemical conversion coating. The chromium deposition amount of this chemical conversion coating was 10 mg/ m2 per side.
次に、上記化成処理済みアルミニウム箔(金属箔層12)の一方の面(外面)に、2液硬化型のウレタン系接着剤(3μm)を介して、基材層11として厚さ15μmの二軸延伸6ナイロン(O-Ny)フィルムをドライラミネートした(貼り合わせた)。 Next, a 15 μm-thick biaxially oriented 6-nylon (O-Ny) film was dry-laminated (attached) to one side (outer surface) of the chemically treated aluminum foil (metal foil layer 12) via a two-component curing urethane adhesive (3 μm) as the substrate layer 11.
次に表1に示すように、耐熱ガスバリア層21として、9μm厚、融点225℃、絶縁破壊電圧19kV/mm、熱水収縮率5%のPA6(6-ナイロン)延伸フィルム(O-Nyフィルム)を準備し、その片面に、アルミニウムの厚さ20nmの蒸着膜を形成した。この蒸着膜付きのO-Nyフィルムの非蒸着面側を、上記ドライラミネート後のアルミニウム箔の他方の面(内面)に2液硬化型のウレタン系接着剤(3μm)を介して貼り合わせた。 Next, as shown in Table 1, a 9 μm thick stretched PA6 (6-nylon) film (O-Ny film) with a melting point of 225°C, a breakdown voltage of 19 kV/mm, and a hot water shrinkage rate of 5% was prepared as the heat-resistant gas barrier layer 21, and a 20 nm thick vapor-deposited aluminum film was formed on one side of the film. The non-vapor-deposited side of this vapor-deposited O-Ny film was then bonded to the other side (inner surface) of the dry-laminated aluminum foil using a two-component curing urethane adhesive (3 μm).
次に表1に示すように、シーラント層13として、滑剤(エルカ酸アミド等)を含有した厚さ20μm、融点が150℃のCPPフィルムを2液硬化型のウレタン系接着剤(3μm)を介して上記ドライラミネート後のO-Nyフィルム(耐熱ガスバリア層21)の蒸着面(内面)に重ね合わせて、ゴムニップロールと、100℃に加熱されたラミネートロールとの間に挟み込んで圧着することによりドライラミネートして、外装材1を構成する積層体を得た。 Next, as shown in Table 1, a 20 μm thick CPP film with a melting point of 150°C containing a lubricant (such as erucic acid amide) was laminated as the sealant layer 13 onto the vapor-deposited surface (inner surface) of the dry-laminated O-Ny film (heat-resistant gas barrier layer 21) via a two-component curing urethane adhesive (3 μm). The film was then dry-laminated by being sandwiched between a rubber nip roll and a laminating roll heated to 100°C and pressure-bonded, yielding a laminate that constitutes the exterior packaging material 1.
次にこの積層体を、ロール軸に巻き取り、しかる後、40℃で10日間エージングして、実施例1の外装材試料を得た。 The laminate was then wound onto a roll shaft and aged at 40°C for 10 days to obtain an exterior material sample for Example 1.
2.絶縁破壊電圧の測定
実施例1における耐熱ガスバリア層21を構成する樹脂フィルムにおいて、蒸着膜形成前の状態で、JIS C2151に準拠して、絶縁破壊電圧を測定した。その結果を表1に併せて示す。
2. Measurement of Breakdown Voltage The breakdown voltage of the resin film constituting the heat-resistant gas barrier layer 21 in Example 1 was measured in accordance with JIS C2151 before the formation of a vapor-deposited film. The results are also shown in Table 1.
3.熱水収縮率の測定
実施例1における耐熱ガスバリア層21を構成する樹脂フィルムにおいて、10cm×10cmの大きさの試験片を切り出し、その試験片を95℃の熱水中に30分間浸漬した際の浸漬前後の試験片の延伸方向における寸法変化率を次式で求めた。
3. Measurement of Hot Water Shrinkage Rate A test piece measuring 10 cm × 10 cm was cut out from the resin film constituting the heat-resistant gas barrier layer 21 in Example 1, and the test piece was immersed in hot water at 95°C for 30 minutes. The dimensional change rate in the stretching direction of the test piece before and after immersion was calculated using the following formula.
熱水収縮率(%)={(X-Y)/X}×100
なおこの式において、「X」は浸漬処理前の延伸方向の寸法であり、「Y」は浸漬処理後の延伸方向の寸法である。
Hot water shrinkage (%) = {(X - Y) / X} x 100
In this formula, "X" is the dimension in the stretching direction before the immersion treatment, and "Y" is the dimension in the stretching direction after the immersion treatment.
4.シール強度の測定 4. Seal strength measurement
実施例1の外装材試料を、幅15mm×長さ150mmの大きさに2枚切り出した後、これら一対の試料を互いの内側シーラント層同士で接触するように重ね合わせた状態で、テスター産業株式会社製のヒートシール装置(TP-701-A)を用いて、ヒートシール温度:200℃、シール圧:0.2MPa(ゲージ表示圧)、シール時間:2秒の条件にて片面加熱によりヒートシール(熱接着)を行い、実施例1のシール強度評価用試料を得た。 Two pieces measuring 15 mm wide x 150 mm long were cut from the packaging material sample of Example 1, and then the pair of samples were overlapped so that their inner sealant layers were in contact with each other. Using a heat sealing device (TP-701-A) manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd., heat sealing (thermal bonding) was performed by heating one side under the following conditions: heat sealing temperature: 200°C, sealing pressure: 0.2 MPa (gauge pressure), sealing time: 2 seconds, to obtain a sample for evaluating seal strength of Example 1.
このシール強度評価用試料について、JIS Z0238-1998に準拠して島津アクセス社製ストログラフ(AGS-5kNX)を使用して、当該シール強度評価用試料をシール部分の内側シーラント層同士で引張速度100mm/分でT字剥離させたときの剥離強度を測定し、これをシール強度(N/15mm幅)とした。その結果を表2に示す。 The seal strength evaluation sample was subjected to a T-peel test at a tensile speed of 100 mm/min using a Shimadzu Access Strograph (AGS-5kNX) in accordance with JIS Z0238-1998, with the inner sealant layers of the sealed portion of the seal strength evaluation sample being peeled apart. The peel strength was measured and recorded as the seal strength (N/15 mm width). The results are shown in Table 2.
5.残存率の測定
実施例1の外装材試料を、幅15mm×長さ150mmの大きさに2枚切り出した後、これら一対の試料を互いの内側シーラント層同士で接触するように重ね合わせた状態で、テスター産業株式会社製のヒートシール装置(TP-701-A)を用いて、ヒートシール温度:200℃、シール圧:0.2MPa(ゲージ表示圧)、シール時間:2秒の条件にて片面加熱によりヒートシール(熱接着)を行い、実施例1の残存率測定用試料を得た。
5. Measurement of Remaining Rate Two pieces measuring 15 mm wide x 150 mm long were cut out of the packaging material sample of Example 1, and then the pair of samples were overlapped so that their inner sealant layers were in contact with each other. Using a heat sealing device (TP-701-A) manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd., heat sealing (thermal adhesion) was performed by heating on one side under the following conditions: heat sealing temperature: 200°C, sealing pressure: 0.2 MPa (gauge display pressure), and sealing time: 2 seconds, thereby obtaining a sample for measuring the remaining rate of Example 1.
この残存率測定用試料において、シール部分を樹脂で固め、断面が現れるよう切断し、その断面部をSEMによって観察し、耐熱ガスバリア層21の厚みを求めた。その結果を表2に併せて示す。 For this sample for measuring the survival rate, the sealed portion was hardened with resin and cut to expose the cross section. The cross section was then observed using an SEM to determine the thickness of the heat-resistant gas barrier layer 21. The results are also shown in Table 2.
そしてこのヒートシール後の層厚みを「da1」として、ヒートシール前の層厚みを「da1」として、残存率「da1/da0」を測定した。その結果を表2に併せて示す。 Then, the layer thickness after heat sealing was defined as "da1" and the layer thickness before heat sealing was defined as "da1", and the residual ratio "da1/da0" was measured. The results are also shown in Table 2.
6.絶縁抵抗値の測定(絶縁性の評価)
図3および図4に示すように実施例1の外装材試料1を、縦100mm×横50mmの大きさに2枚切り出した。これら一対の外装材試料1,1を互いのシーラント層13を対向させて接触するように重ね合わせた。その一方、10mm幅、100μm厚のアルミニウム箔製のタブリード3を、その両面側に50μm厚の酸変性ポリプロピレンフィルム製のタブフィルム31を配置しつつ、上記一対の外装材試料1,1間に挟み込むように配置した。この際、タブリード3の一部が一対の外装材試料1,1間に配置され、残りの部分が一対の外装材試料1,1の端縁から外側に引き出されるように配置した。この未接着の試料を、その外装材試料1,1の上下両面から両面加熱式のヒートシーラーで、シール幅5mm、200℃、0.2MPaの条件で2秒間シーラント層同士の熱融着を行って、絶縁性評価用試料を得た。
6. Measurement of insulation resistance (evaluation of insulation properties)
As shown in FIGS. 3 and 4 , two pieces of packaging material sample 1 of Example 1 were cut out, each measuring 100 mm long and 50 mm wide. These paired packaging material samples 1, 1 were overlapped with their sealant layers 13 facing each other and in contact with each other. Meanwhile, a 10 mm wide, 100 μm thick aluminum foil tab lead 3 was sandwiched between the pair of packaging material samples 1, 1, with 50 μm thick acid-modified polypropylene tab films 31 placed on both sides of the tab lead 3. At this time, a portion of the tab lead 3 was positioned between the pair of packaging material samples 1, 1, and the remaining portion was pulled outward from the edge of the pair of packaging material samples 1, 1. The sealant layers of these unbonded samples were heat-sealed from both the top and bottom surfaces of the packaging material samples 1, 1 using a double-sided heating heat sealer at a seal width of 5 mm, 200°C, and 0.2 MPa for 2 seconds to obtain a sample for evaluating insulation properties.
なお図3の絶縁性評価用試料の平面図においては、発明の理解を容易にするため、熱接着部(ヒートシール部)131に斜線によるハッチングを施している。また図4の絶縁性評価用試料の断面図においては、構造を理解し易いように、耐熱ガスバリア層13の記載を省略している。 In the plan view of the insulation evaluation sample in Figure 3, the thermally bonded portion (heat seal portion) 131 is hatched with diagonal lines to facilitate understanding of the invention. In the cross-sectional view of the insulation evaluation sample in Figure 4, the heat-resistant gas barrier layer 13 is omitted to facilitate understanding of the structure.
続いて図3に示すように、絶縁性評価試料の長さ方向の端部において、基材層11として樹脂を一部剥がして金属箔層12としてのアルミニウム箔を部分的に露出させ、その露出部121において、外部からアルミニウム箔(金属箔層12)との導通を確保した。 Next, as shown in Figure 3, at the longitudinal end of the insulation evaluation sample, the resin serving as the base material layer 11 was partially peeled off to partially expose the aluminum foil serving as the metal foil layer 12, and electrical continuity with the aluminum foil (metal foil layer 12) from the outside was ensured at the exposed portion 121.
そして、絶縁抵抗測定装置(日置電機社製:品番「HIOKI3154」)6の一方の端子を、上記絶縁性評価試料の露出部121における金属箔層12に結線し、他方の端子をタブリード3に接触させて回路を形成した後、その回路において25V、5秒の条件で金属箔層12およびタブリード3間に電圧印加を行って、抵抗値を測定して絶縁抵抗値とした。その結果を表2に併せて示す。 One terminal of an insulation resistance measuring device 6 (manufactured by Hioki E.E. Corporation: product number "HIOKI3154") was then connected to the metal foil layer 12 in the exposed portion 121 of the insulation evaluation sample, and the other terminal was brought into contact with the tab lead 3 to form a circuit. A voltage of 25 V was then applied between the metal foil layer 12 and the tab lead 3 in the circuit for 5 seconds, and the resistance was measured to determine the insulation resistance. The results are also shown in Table 2.
7.成形性の評価
実施例1の外装材試料を、100mm×100mmの大きさに切り出して成形性評価用試料を得た。この成形性評価用試料に対し、25tのプレス機に取り付けた深絞り成形用金型を用いて、成形高さ(絞り深さ)を0.5mm単位で変化させて深絞り成形試験を行った。
7. Evaluation of formability A sample for formability evaluation was obtained by cutting the packaging material sample of Example 1 into a size of 100 mm × 100 mm. A deep-draw forming test was performed on this sample for formability evaluation using a deep-draw forming die attached to a 25-ton press, with the forming height (drawing depth) being changed in 0.5 mm increments.
そして成形高さが7mm以上でも所定の成形性が得られた場合には「◎」と評価し、7mm以上では所定の成形性が得られなかったものの、5mm以上、7mm未満の範囲で所定の成形性が得られた場合には「〇」と評価し、5mm未満で所定の成形性が得られなかった場合には「×」と評価した。その結果を表2に併せて示す。 If the specified formability was achieved even when the molding height was 7 mm or more, it was rated as "◎". If the specified formability was not achieved at 7 mm or more but was achieved in the range of 5 mm or more but less than 7 mm, it was rated as "◯". If the specified formability was not achieved at less than 5 mm, it was rated as "X". The results are also shown in Table 2.
8.蒸着膜付きのO-NyフィルムのH2Sガス透過評価
実施例1の外装材試料に用いられた蒸着膜付きのO-Nyフィルム対し、JIS K7126に準拠して、H2Sガスの透過度を測定した。その結果を表2に併せて示す。
8. Evaluation of H 2 S gas permeability of O-Ny film with vapor-deposited film The H 2 S gas permeability was measured according to JIS K7126 for the O-Ny film with vapor-deposited film used in the packaging material sample of Example 1. The results are also shown in Table 2.
<実施例2>
耐熱ガスバリア層21として、厚さ3μmのO-Nyフィルムを用いた以外は、上記実施例1と同様にして実施例2の試料を作製し、同様の測定(評価)を行った。その結果を表1および表2に併せて示す。
Example 2
A sample of Example 2 was prepared in the same manner as in Example 1, except that a 3 μm-thick O—Ny film was used as the heat-resistant gas barrier layer 21, and the same measurements (evaluations) were carried out. The results are shown in Tables 1 and 2.
<実施例3>
耐熱ガスバリア層21として、厚さ15μmのO-Nyフィルムを用いた以外は、上記実施例1と同様にして実施例3の試料を作製し、同様の測定(評価)を行った。その結果を表1および表2に併せて示す。
Example 3
A sample of Example 3 was prepared in the same manner as in Example 1, except that a 15 μm-thick O—Ny film was used as the heat-resistant gas barrier layer 21, and the same measurements (evaluations) were carried out. The results are shown in Tables 1 and 2.
<実施例4>
耐熱ガスバリア層21として、厚さ25μmのO-Nyフィルムを用いた以外は、上記実施例1と同様にして実施例4の試料を作製し、同様の測定(評価)を行った。その結果を表1および表2に併せて示す。
Example 4
A sample of Example 4 was prepared in the same manner as in Example 1, except that a 25 μm-thick O—Ny film was used as the heat-resistant gas barrier layer 21, and the same measurements (evaluations) were carried out. The results are shown in Tables 1 and 2.
<実施例5>
耐熱ガスバリア層21として、厚さ45μm、絶縁破壊電圧20kV/mmのO-Nyフィルムを用いた以外は、上記実施例1と同様にして実施例5の試料を作製し、同様の測定(評価)を行った。その結果を表1および表2に併せて示す。
Example 5
A sample of Example 5 was prepared in the same manner as in Example 1, except that an O-Ny film having a thickness of 45 μm and a breakdown voltage of 20 kV/mm was used as the heat-resistant gas barrier layer 21, and the same measurements (evaluations) were carried out. The results are shown in Tables 1 and 2.
<実施例6>
耐熱ガスバリア層21として、厚さ12μm、絶縁破壊電圧18kV/mm、熱水収縮率2%のO-Nyフィルムを用いた以外は、上記実施例1と同様にして実施例6の試料を作製し、同様の測定(評価)を行った。その結果を表1および表2に併せて示す。
Example 6
A sample of Example 6 was prepared in the same manner as in Example 1, except that an O-Ny film having a thickness of 12 μm, a breakdown voltage of 18 kV/mm, and a hot water shrinkage rate of 2% was used as the heat-resistant gas barrier layer 21, and the same measurements (evaluations) were carried out. The results are shown in Tables 1 and 2.
<実施例7>
耐熱ガスバリア層21として、厚さ15μm、熱水収縮率8%のO-Nyフィルムを用いた以外は、上記実施例1と同様にして実施例7の試料を作製し、同様の測定(評価)を行った。その結果を表1および表2に併せて示す。
Example 7
A sample of Example 7 was prepared in the same manner as in Example 1, except that an O-Ny film having a thickness of 15 μm and a hot water shrinkage rate of 8% was used as the heat-resistant gas barrier layer 21, and the same measurements (evaluations) were carried out. The results are shown in Tables 1 and 2.
<実施例8>
耐熱ガスバリア層21として、厚さ5μm、融点260℃、絶縁破壊電圧18kV/mm、熱水収縮率0.5%のPETフィルムを用いた以外は、上記実施例1と同様にして実施例8の試料を作製し、同様の測定(評価)を行った。その結果を表1および表2に併せて示す。
Example 8
A sample of Example 8 was prepared in the same manner as in Example 1, except that a PET film having a thickness of 5 μm, a melting point of 260° C., a breakdown voltage of 18 kV/mm, and a hot water shrinkage rate of 0.5% was used as the heat-resistant gas barrier layer 21, and the same measurements (evaluations) were carried out. The results are shown in Tables 1 and 2.
<実施例9>
耐熱ガスバリア層21として、厚さ5μm、融点165℃、絶縁破壊電圧22kV/mm、熱水収縮率0.1%のOPPフィルム(2軸延伸ポリプロピレンフィルム)を用いた以外は、上記実施例1と同様にして実施例9の試料を作製し、同様の測定(評価)を行った。その結果を表1および表2に併せて示す。
Example 9
A sample of Example 9 was prepared in the same manner as in Example 1, except that an OPP film (biaxially oriented polypropylene film) with a thickness of 5 μm, a melting point of 165° C., a breakdown voltage of 22 kV/mm, and a hot water shrinkage rate of 0.1% was used as the heat-resistant gas barrier layer 21, and the same measurements (evaluations) were carried out. The results are also shown in Tables 1 and 2.
<実施例10>
蒸着膜を形成しなかった以外は、上記実施例1と同様にして実施例10の試料を作製し、同様の測定(評価)を行った。その結果を表1および表2に併せて示す。
Example 10
A sample of Example 10 was prepared in the same manner as in Example 1, except that no vapor-deposited film was formed, and the same measurements (evaluations) were carried out. The results are shown in Tables 1 and 2.
<実施例11>
蒸着膜としてアルミナ製のものを形成した以外は、上記実施例1と同様にして実施例10の試料を作製し、同様の測定(評価)を行った。その結果を表1および表2に併せて示す。
Example 11
A sample of Example 10 was prepared in the same manner as in Example 1, except that the vapor-deposited film was made of alumina, and the same measurements (evaluations) were carried out. The results are shown in Tables 1 and 2.
<実施例12>
蒸着膜として厚さ900nmのアルミナ製のものを形成した以外は、上記実施例1と同様にして実施例10の試料を作製し、同様の測定(評価)を行った。その結果を表1および表2に併せて示す。
Example 12
A sample of Example 10 was prepared in the same manner as in Example 1, except that a 900 nm thick alumina vapor-deposited film was formed, and the same measurements (evaluations) were carried out. The results are shown in Tables 1 and 2.
<実施例13>
蒸着膜として厚さ1200nmのアルミナ製のものを形成した以外は、上記実施例1と同様にして実施例10の試料を作製し、同様の測定(評価)を行った。その結果を表1および表2に併せて示す。
Example 13
A sample of Example 10 was prepared in the same manner as in Example 1, except that a 1200 nm thick alumina vapor-deposited film was formed, and the same measurements (evaluations) were carried out. The results are shown in Tables 1 and 2.
<比較例1>
耐熱ガスバリア層21として、絶縁破壊電圧15kV/mmのO-Nyフィルムを用いた以外は、上記実施例1と同様にして比較例1の試料を作製し、同様の測定(評価)を行った。その結果を表1および表2に併せて示す。
<Comparative Example 1>
A sample of Comparative Example 1 was prepared in the same manner as in Example 1, except that an O-Ny film with a breakdown voltage of 15 kV/mm was used as the heat-resistant gas barrier layer 21, and the same measurements (evaluations) were carried out. The results are shown in Tables 1 and 2.
<比較例2>
耐熱ガスバリア層21として、厚さが2μmのO-Nyフィルムを用いた以外は、上記実施例1と同様にして比較例1の試料を作製し、同様の測定(評価)を行った。その結果を表1および表2に併せて示す。
<Comparative Example 2>
A sample of Comparative Example 1 was prepared in the same manner as in Example 1, except that a 2 μm-thick O—Ny film was used as the heat-resistant gas barrier layer 21, and the same measurements (evaluations) were carried out. The results are shown in Tables 1 and 2.
<比較例3>
耐熱ガスバリア層21として、厚さ55μmのO-Nyフィルムを用いた以外は、上記実施例1と同様にして比較例1の試料を作製し、同様の測定(評価)を行った。その結果を表1および表2に併せて示す。
<Comparative Example 3>
A sample of Comparative Example 1 was prepared in the same manner as in Example 1, except that a 55 μm-thick O—Ny film was used as the heat-resistant gas barrier layer 21, and the same measurements (evaluations) were carried out. The results are shown in Tables 1 and 2.
<総評>
表2から明らかなように、本発明に関連した実施例1~13の外装材試料は、全ての評価において優れた結果を得ることができた。
<Overall review>
As is clear from Table 2, the exterior packaging material samples of Examples 1 to 13 related to the present invention were able to obtain excellent results in all evaluations.
これに対し、本発明の要旨を逸脱する比較例1~3の外装材試料は、いずれかの評価において良好な結果を得ることができなかった。 In contrast, the exterior material samples of Comparative Examples 1 to 3, which deviate from the gist of the present invention, failed to achieve favorable results in any of the evaluations.
この発明の全固体電池用外装材は、固体電池本体を収容するためのケーシングの材料として好適に用いることができる。 The all-solid-state battery packaging material of this invention can be suitably used as a casing material for housing the solid-state battery body.
1:外装材
11:基材層
12:金属箔層
13:シーラント層
21:耐熱ガスバリア層
5:固体電池本体
1: Exterior material 11: Base material layer 12: Metal foil layer 13: Sealant layer 21: Heat-resistant gas barrier layer 5: Solid-state battery body
Claims (5)
前記金属箔層と前記シーラント層との間に耐熱ガスバリア層が設けられ、
前記耐熱ガスバリア層は、前記シーラント層よりも20℃以上融点が高い絶縁性の樹脂によって構成され、
前記耐熱ガスバリア層は、絶縁破壊電圧が18kV/mm以上であり、かつ厚さが3μm~50μmであり、
前記耐熱ガスバリア層は、JIS K7126-1に準拠する測定値において硫化水素ガス透過度が30{cc・mm/(m 2 ・D・MPa)}以下の樹脂によって構成されていることを特徴とする全固体電池用外装材。 An exterior material for an all-solid-state battery for encapsulating a solid-state battery body, the exterior material comprising: a base layer; a metal foil layer laminated on an inner surface side of the base layer; and a sealant layer laminated on the inner surface side of the metal foil layer,
a heat-resistant gas barrier layer is provided between the metal foil layer and the sealant layer;
the heat-resistant gas barrier layer is made of an insulating resin having a melting point 20°C or more higher than that of the sealant layer,
the heat-resistant gas barrier layer has a breakdown voltage of 18 kV/mm or more and a thickness of 3 μm to 50 μm ;
the heat-resistant gas barrier layer is made of a resin having a hydrogen sulfide gas permeability of 30 {cc mm/(m2 D MPa)} or less, as measured in accordance with JIS K7126-1 .
前記蒸着層は、金属、金属酸化物、金属フッ化物の少なくともいずれか1つによって構成されている請求項1~3のいずれか1項に記載の全固体電池用外装材。 a vapor deposition layer is formed between the heat-resistant gas barrier layer and the sealant layer,
The all-solid-state battery exterior material according to any one of claims 1 to 3, wherein the vapor deposition layer is composed of at least one of a metal, a metal oxide, and a metal fluoride.
An all-solid-state battery, comprising a solid-state battery body encapsulated in the all-solid-state battery packaging material according to any one of claims 1 to 4.
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