全固态电池用封装材料以及使用了该全固态电池用封装材料的全固态电池的制作方法

本公开涉及全固态电池用封装材料以及使用了该全固态电池用封装材料的全固态电池。

背景技术：

1、锂离子电池等二次电池被广泛用于便携式电子设备、以电为动力源的电动汽车及混合动力电动汽车等。作为提高了锂离子电池的安全性的电池，正在研究使用无机固体电解质代替有机溶剂电解质的全固态锂电池。全固态锂电池在难以由短路等产生热失控这一点上比锂离子电池的安全性优异。

2、在全固态电池、特别是使用了硫化物系固体电解质的全固态电池中，当水分侵入时，硫化物系固体电解质与水分反应，产生硫化氢。由于硫化氢具有毒性，因此必须抑制硫化氢的产生，在产生了硫化氢的情况下要求迅速无害化(除臭)。为了抑制硫化氢的产生，正在研究在封装材料的各层中添加吸附(吸收)水分的材料(例如沸石、硅胶、石灰)。另外，为了应对产生了硫化氢的情况，正在研究在封装材料中使用硫化氢吸附物质以使硫化氢无害化的方法。例如，下述专利文献1中公开了使用氧化锌等金属氧化物作为硫化氢吸附物质的封装材料。

3、现有技术文献

4、专利文献

5、专利文献1：日本特开2021-136091号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、然而，作为一般的水分吸附物质的沸石等通过吸附水分而成为水合结构，但是在100℃左右的加热下有可能再释放水分，在使用全固态电池时，如果全固态电池可能达到100～130℃左右，则在提高水分阻隔性方面是不是优选的。另外，使用了作为水分吸附物质的沸石等的封装材料在硫化氢吸收性方面也有改善的余地。

3、另外，当氧化锌等金属氧化物与硫化氢反应时，有可能引起以下反应，从而产生水分。另外，使用了氧化锌等金属氧化物的封装材料在水分阻隔性方面有改善的余地。

4、zno+h2s→zns+h2o

5、因此，本公开的目的在于提供水分阻隔性和硫化氢吸收性优异的全固态电池用封装材料以及使用了该全固态电池用封装材料的全固态电池。

6、用于解决课题的手段

7、为了实现上述目的，本公开提供一种全固态电池用封装材料，至少依次具备基材层、阻隔层、以及密封层，构成上述封装材料的层当中的至少一层含有包含2价金属和3价金属的复合氧化物。

8、根据上述封装材料，上述复合氧化物可以吸附水分和硫化氢。因此，通过具备含有上述复合氧化物的层，水分阻隔性和硫化氢吸收性优异。因此，在将封装材料用于全固态电池的情况下，能够阻止水分穿过封装材料而到达全固态电池内的固体电解质，因此能够抑制在全固态电池中因水分与硫化氢系固体电解质的反应而产生硫化氢。另外，在将封装材料用于全固态电池的情况下，即使在全固态电池的内部产生硫化氢，由于封装材料的硫化氢吸收性优异，因此硫化氢也会被封装材料吸收，从而可以使硫化氢无害化。

9、另外，上述复合氧化物吸附水分后，即使处于全固态电池被使用的100℃左右的高温环境下，也难以释放水分。因此，即使在水分被上述复合氧化物吸附后，具有封装材料的全固态电池处于100℃左右的高温环境下，也能够抑制在全固态电池中因水分与硫化氢系固体电解质的反应而再次产生硫化氢。另外，在上述复合氧化物吸附硫化氢时，即使因化学反应而产生水分，由于上述复合氧化物吸附所产生的水分，因此也能够抑制在全固态电池中因水分与硫化氢系固体电解质的反应而再次产生硫化氢。

10、在上述全固态电池用封装材料中，上述复合氧化物优选为由下述通式(1)表示的化合物。

11、(m1ym21-y)1-xm3xo1+x/2(1)

12、[式(1)中，m1表示选自由zn、mg、ca、ni、co、fe、ba、mn及cu组成的组中的2价金属，m2表示选自由zn、mg、ca、ni、co、fe、ba、mn及cu组成的组中的至少一种2价金属，并且是与m1不同的金属，m3表示选自由al、cr、ga及fe组成的组中的至少一种3价金属，x满足0.2＜x≤0.4，y满足0.25≤y≤1。]

13、根据该封装材料，水分阻隔性和硫化氢吸收性更优异。

14、在上述通式(1)中，m1优选为zn。在这种情况下，根据封装材料，硫化氢吸收性更优异。另外，在上述通式(1)中，在m1为zn时，更优选y＝1。在这种情况下，根据封装材料，硫化氢吸收性进一步优异。

15、在上述全固态电池用封装材料中，上述3价金属可以为al。当3价金属为al时，容易稳定地制作上述复合氧化物。

16、在上述全固态电池用封装材料中，上述复合氧化物的平均长径优选为0.01μm以上。当上述复合氧化物的平均长径为0.01μm以上时，上述复合氧化物容易均匀地分散。

17、在上述全固态电池用封装材料中，在上述密封层含有上述复合氧化物的情况下，上述复合氧化物的平均长径优选为20μm以下。当上述复合氧化物包含在密封层中且复合氧化物的平均长径为20μm以下时，密封层容易成为平滑的层，容易进行热封。

18、在上述全固态电池用封装材料中，含有上述复合氧化物的层中的上述复合氧化物的含量以该层的总量为基准优选为1～40质量％。当含有上述复合氧化物的层中的上述复合氧化物的含量以该层的总量为基准为1质量％以上时，封装材料的水分阻隔性和硫化氢吸收性更优异。当含有上述复合氧化物的层中的上述复合氧化物的含量以该层的总量为基准为40质量％以下时，能够充分地抑制含有复合氧化物的层的功能(例如，层自身的强度、密合强度、密封强度等)的降低。

19、上述全固态电池用封装材料可以进一步在上述阻隔层与上述密封层之间具备粘接层，上述粘接层和/或上述密封层可以由多层构成，该多层当中的至少一层可以含有上述复合氧化物。

20、上述全固态电池用封装材料可以在上述阻隔层的一个或两个面上具备防腐蚀处理层。在这种情况下，通过防腐蚀处理层，能够更长时间地维持封装材料的可靠性。

21、本公开还提供一种全固态电池，具备：电池元件、和容纳上述电池元件的上述本公开的全固态电池用封装材料。

22、发明的效果

23、根据本公开，可以提供水分阻隔性和硫化氢吸收性优异的全固态电池用封装材料以及使用了该全固态电池用封装材料的全固态电池。

1.一种全固态电池用封装材料，

2.根据权利要求1所述的全固态电池用封装材料，其中，

3.根据权利要求2所述的全固态电池用封装材料，其中，

4.根据权利要求3所述的全固态电池用封装材料，其中，

5.根据权利要求1至4中任一项所述的全固态电池用封装材料，其中，所述3价金属为al。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的全固态电池用封装材料，其中，所述复合氧化物的平均长径为0.01μm以上。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的全固态电池用封装材料，其中，所述密封层含有复合氧化物，

8.根据权利要求1至7中任一项所述的全固态电池用封装材料，其中，含有所述复合氧化物的层中的所述复合氧化物的含量以该层的总量为基准为1～40质量％。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的全固态电池用封装材料，

10.根据权利要求1至9中任一项所述的全固态电池用封装材料，

11.一种全固态电池，具备：