WO2022118938A1 - 全固体電池の製造に用いられる工程フィルム、及び全固体電池の製造方法 - Google Patents

全固体電池の製造に用いられる工程フィルム、及び全固体電池の製造方法 Download PDF

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美帆 佐々木
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Definitions

  • the present disclosure relates to a process film used for manufacturing an all-solid-state battery and a method for manufacturing an all-solid-state battery.
  • lithium ion batteries are used in a wide range of fields.
  • the packaging material (exterior material) is an indispensable member for sealing the power storage device elements such as electrodes and electrolytes.
  • the electrolytic solution is sealed by the exterior material. There is.
  • an all-solid-state battery in which the electrolyte is a solid electrolyte is known. Since the all-solid-state battery does not use an organic solvent in the battery, it has the advantages of high safety and a wide operating temperature range.
  • Patent Document 1 describes a laminating step of producing a laminated body including a positive electrode current collector, a positive electrode layer, an electrolyte layer, a negative electrode layer, and a negative electrode current collector in that order, and a laminating body produced in the laminating step.
  • a battery including a pressurizing step of pressurizing in the laminating direction and a restraining step of restraining the laminated body while pressurizing in the laminating direction for a predetermined time at a pressure of 0.1 MPa or more and 100 MPa or less after the pressurizing step.
  • the manufacturing method of is disclosed.
  • the solid electrolyte and the negative electrode activity are activated by pressurizing the all-solid battery element including the solid electrolyte, the negative electrode active material layer, the positive electrode active material layer, etc. before sealing with the packaging material.
  • a method of improving the adhesion between the material layer and the positive electrode active material layer can be considered. It is also expected that the initial performance of the all-solid-state battery will be improved by increasing the adhesion. It is also expected that the initial performance of the all-solid-state battery will be improved by heating during pressurization.
  • the solid electrolyte, the negative electrode active material layer, the positive electrode active material layer and the like fall off and adhere to the electrodes and the pressurizing device.
  • a new issue was found. If such a fallen substance adheres to the electrode, it may cause a short circuit, and if it adheres to the pressurizing device, the pressurizing process needs to be interrupted for cleaning, which significantly reduces the production efficiency of the all-solid-state battery. There are concerns.
  • the main object of the present disclosure is to provide a novel process film used in the process of pressurizing an all-solid-state battery element in the manufacture of an all-solid-state battery.
  • the process film composed of the laminate provided with the base material layer and the heat-sealing resin layer is in a state where the all-solid-state battery element is covered with the process film in the production of the all-solid-state battery. It has been found that it is suitably used for applications in which an all-solid-state battery element is pressurized and then peeled off from the all-solid-state battery element.
  • a process film used in the process of pressurizing an all-solid-state battery element in the manufacture of an all-solid-state battery is used in an application in which the all-solid-state battery element is pressurized with the process film covered with the all-solid-state battery element, and then peeled off from the all-solid-state battery element.
  • the process film is a process film composed of a laminate having a base material layer and a heat-sealing resin layer from at least the outside.
  • the process film of the present disclosure is a process film used in a step of pressurizing an all-solid-state battery element in the manufacture of an all-solid-state battery, and the process film is an all-solid state in which the all-solid-state battery element is covered with the process film. It is used for applications where the battery element is pressurized and then peeled off from the all-solid-state battery element, and is characterized in that it is composed of a laminate provided with a base material layer and a heat-sealing resin layer from at least from the outside. .. Since the process film of the present disclosure has such a configuration, it is suitably used in a process of pressurizing an all-solid-state battery element in the production of an all-solid-state battery. Specifically, in the step of pressurizing the all-solid-state battery element, it is possible to preferably prevent the fallen matter generated by the pressurization of the all-solid-state battery element from adhering to the electrode or the pressurizing member.
  • the numerical range indicated by “-” means “greater than or equal to” and “less than or equal to”.
  • the notation of 2 to 15 mm means 2 mm or more and 15 mm or less.
  • the process film 10 of the present disclosure is, for example, from a laminate having a base material layer 1 and a heat-sealing resin layer 4 in this order, at least from the outside, as shown in FIGS. 4 to 8. It is configured.
  • the base material layer 1 is on the outer layer side
  • the heat-sealing resin layer 4 is on the inner layer side.
  • the process film 10 may be a laminate of only the base material layer 1 and the heat-sealing resin layer 4. Further, as shown in FIGS. 5 to 8, a water vapor barrier layer 3 may be provided between the base material layer 1 and the heat-sealing resin layer 4. Further, it is preferable that the surface of the water vapor barrier layer 3 has a protective film, and FIGS. 5 to 8 show the water vapor barrier layer protective film 3b on the surface of the water vapor barrier layer 3 on the base material layer 1 side. The configuration in which the water vapor barrier layer protective film 3a is provided on the surface of the heat-sealing resin layer 4 side is shown. As shown in FIG.
  • an adhesive layer 2 may be provided between the base material layer 1 and the water vapor barrier layer 3 for the purpose of enhancing the adhesiveness between these layers, if necessary. ..
  • an adhesive layer 5 is provided between the water vapor barrier layer 3 and the heat-sealing resin layer 4 for the purpose of enhancing the adhesiveness between these layers, if necessary.
  • the process film may include a buffer layer 6 if necessary, and as shown in FIG. 8, the buffer layer 6 is, for example, outside the base material layer 1 (with respect to the heat-sealing resin layer 4 side). It can be suitably provided on the opposite side) or the like.
  • the buffer layer 6 may be adhered to the base material layer 1 to form a part of the process film 10, or may be used as a separate member from the process film 10 when the all-solid-state battery element is pressurized. It may be used together with the film 10.
  • the thickness of the laminate constituting the process film 10 is not particularly limited, but is preferably about 10,000 ⁇ m or less, about 8,000 ⁇ m or less, about 5,000 ⁇ m or less, and about 100 ⁇ m or less, and protects the all-solid-state battery element during pressurization. From the viewpoint of suitably exhibiting the function of the process film 10, preferably about 5 ⁇ m or more, about 25 ⁇ m or more, about 100 ⁇ m or more, about 150 ⁇ m or more, about 200 ⁇ m or more, and the preferable range is, for example, 5 to 5 to.
  • the step of pressurizing the all-solid-state battery element is generally performed in a dry room, but may also be performed in the atmosphere.
  • the amount of water vapor permeation of the process film 10 is preferably small.
  • the water vapor permeation amount of the process film 10 when left in an environment of 40 ° C. and 100% RH for 48 hours is preferably 10 cc / m 2 / day or less, more preferably 5 cc / m 2 / day.
  • the method for measuring the water vapor permeation amount of the process film 10 is as follows.
  • the process film 10 of the present disclosure is composed of a laminate having a base material layer 1 and a heat-sealing resin layer 4 in this order, at least from the outside.
  • a layer constituting the process film 10 of the present disclosure will be described in detail.
  • the base material layer 1 is a layer provided for the purpose of exerting a function as a protective member or a base material of the process film 10.
  • the base material layer 1 is located on the outer layer side of the process film 10.
  • the material forming the base material layer 1 is not particularly limited as long as it has a function as a protective member or a base material.
  • the base material layer 1 can be formed by using, for example, a resin, and the resin may contain an additive described later. As will be described later, the base material layer 1 may form the cushioning layer 6. In this case, the material constituting the cushioning layer 6 described later is used as the material constituting the base material layer 1.
  • a resin film formed of a resin may be used, or when the base material layer 1 is formed, a resin may be applied to form a resin film.
  • the resin film may be an unstretched film or a stretched film.
  • the stretched film include a uniaxially stretched film and a biaxially stretched film, and a biaxially stretched film is preferable.
  • the stretching method for forming the biaxially stretched film include a sequential biaxial stretching method, an inflation method, and a simultaneous biaxial stretching method.
  • the method of applying the resin include a roll coating method, a gravure coating method, and an extrusion coating method.
  • the resin forming the base material layer 1 examples include resins such as polyester, polyamide, polyolefin, epoxy resin, acrylic resin, fluororesin, polyurethane, silicon resin, and phenol resin, and modified products of these resins. Further, the resin forming the base material layer 1 may be a copolymer of these resins or a modified product of the copolymer. Further, it may be a mixture of these resins.
  • the resin forming the base material layer 1 is preferably polyester or polyamide.
  • polyester examples include polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, polyethylene isophthalate, and copolymerized polyester.
  • polyethylene terephthalate is preferable.
  • copolymerized polyester examples include a copolymerized polyester containing ethylene terephthalate as a repeating unit as a main component.
  • a copolymer polyester (hereinafter abbreviated after polyethylene (terephthalate / isophthalate)), polyethylene (terephthalate / adipate), polyethylene (terephthalate / terephthalate /), which polymerizes with ethylene isophthalate using ethylene terephthalate as a repeating unit.
  • polyethylene terephthalate / isophthalate
  • adipate polyethylene
  • terephthalate / terephthalate / polyethylene (terephthalate / adipate), polyethylene (terephthalate / terephthalate /), which polymerizes with ethylene isophthalate using ethylene terephthalate as a repeating unit.
  • sodium sulfoisophthalate polyethylene (terephthalate / sodium isophthalate), polyethylene (terephthalate / phenyl-dicarboxylate), polyethylene (terephthalate / decandicarboxylate) and the like can
  • polyamide examples include an aliphatic polyamide such as nylon 6, nylon 66, nylon 610, nylon 12, nylon 46, and a copolymer of nylon 6 and nylon 66; terephthalic acid and / or isophthalic acid.
  • Hexamethylenediamine-isophthalic acid-terephthalic acid copolymerized polyamide such as nylon 6I, nylon 6T, nylon 6IT, nylon 6I6T (I stands for isophthalic acid, T stands for terephthalic acid), polyamide MXD6 (polymethaki Aroma-containing polyamides such as silylene adipamide); alicyclic polyamides such as polyamide PACM6 (polybis (4-aminocyclohexyl) methaneadipamide); further lactam components and isocyanate components such as 4,4'-diphenylmethane-diisocyanate.
  • Examples thereof include a copolymerized polyamide, a polyesteramide copolymer and a polyether esteramide copolymer which are copolymers of a copolymerized polyamide and polyester or polyalkylene ether glycol; and polyamides such as these copolymers. These polyamides may be used alone or in combination of two or more.
  • the base material layer 1 preferably contains at least one of a polyester film, a polyamide film, and a polyolefin film, and preferably contains at least one of a stretched polyester film, a stretched polyamide film, and a stretched polyolefin film. It is more preferable to contain at least one of a stretched polyethylene terephthalate film, a stretched polybutylene terephthalate film, a stretched nylon film, and a stretched polypropylene film, preferably a biaxially stretched polyethylene terephthalate film, a biaxially stretched polybutylene terephthalate film, and a biaxially stretched nylon film. , It is more preferable to contain at least one of the biaxially stretched polypropylene films.
  • the base material layer 1 contains nylon from the viewpoint of increasing the durability of the process film 10 against pressure.
  • the base material layer 1 preferably contains biaxially stretched polyethylene terephthalate.
  • the base material layer 1 may be a single layer or may be composed of two or more layers.
  • the base material layer 1 may be a laminated body in which a resin film is laminated with an adhesive or the like, or the resin is co-extruded to form two or more layers. It may be a laminated body of the resin film. Further, the laminated body of the resin film obtained by co-extruding the resin into two or more layers may be used as the base material layer 1 without being stretched, or may be uniaxially stretched or biaxially stretched as the base material layer 1.
  • the base material layer 1 is a single layer, it is preferable that the base material layer 1 is composed of a single layer of polyester (particularly polyethylene terephthalate).
  • the laminated body of two or more layers of resin film in the base material layer 1 a laminated body of a polyester film and a nylon film, a laminated body of two or more layers of nylon film, and a laminated body of two or more layers of polyester film.
  • a laminated body of a stretched nylon film and a stretched polyester film preferably a laminated body of two or more layers of stretched nylon film, and a laminated body of two or more layers of stretched polyester film.
  • the base material layer 1 is a laminate of two layers of resin film, the laminate of polyester film and polyester film, the laminate of polyamide resin film and polyamide resin film, or the laminate of polyester film and polyamide resin film is A laminate of a polyethylene terephthalate film and a polyethylene terephthalate film, a laminate of a nylon film and a nylon film, or a laminate of a polyethylene terephthalate film and a nylon film is more preferable.
  • the base material layer 1 is a laminated body of two or more layers of resin films
  • the two or more layers of resin films may be laminated via an adhesive.
  • the preferable adhesive the same adhesives as those exemplified in the adhesive layer 2 described later can be mentioned.
  • the method for laminating two or more layers of resin films is not particularly limited, and known methods can be adopted. Examples thereof include a dry laminating method, a sandwich laminating method, an extrusion laminating method, a thermal laminating method, and the like, and a dry laminating method is preferable.
  • the laminating method can be mentioned.
  • When laminating by the dry laminating method it is preferable to use a polyurethane adhesive as the adhesive.
  • the thickness of the adhesive may be, for example, about 2 to 5 ⁇ m.
  • an anchor coat layer may be formed on the resin film and laminated. Examples of the anchor coat layer include the same adhesives as those exemplified in the adhesive layer 2 described later. At this time, the thickness of the anchor coat layer may be, for example, about 0.01 to 1.0 ⁇ m.
  • the melting point of the base material layer 1 is preferably 200 ° C. or higher, more preferably 200 to 450 ° C., and further preferably 200 to 350 ° C. Degree.
  • the melting point is the melting peak temperature measured using a differential scanning calorimeter (DSC).
  • additives such as a lubricant, a flame retardant, an antiblocking agent, an antioxidant, a light stabilizer, a tackifier, and an antistatic agent are present on at least one of the surface and the inside of the base material layer 1. good. Only one type of additive may be used, or two or more types may be mixed and used.
  • the process film 10 may be molded and used.
  • the process film 10 can be molded by a known method such as molding using a mold (cold molding or the like) or vacuum forming.
  • a lubricant is present on the surface of the base material layer 1.
  • the lubricant is not particularly limited, but an amide-based lubricant is preferable.
  • the thickness of the base material layer 1 is not particularly limited as long as it functions as a protective member or a base material, and examples thereof include about 3 to 200 ⁇ m, preferably about 5 to 100 ⁇ m, and more preferably about 10 to 50 ⁇ m.
  • the thickness of the resin films constituting each layer is preferably about 2 to 50 ⁇ m, respectively.
  • a gas barrier film may be provided on one side or both sides of the base material layer 1.
  • the gas barrier film is a film having a gas barrier property.
  • the gas barrier film mainly contributes to the gas barrier property of the process film 10.
  • the gas barrier film may be an inorganic substance or an organic substance, and preferably contains an inorganic substance because of its high gas barrier property.
  • the gas barrier membrane may contain an organic and inorganic composite material.
  • organic substance examples include ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH), propylene-vinyl alcohol copolymer (PVOH), polyvinylidene chloride (PVDC) and the like.
  • EVOH ethylene-vinyl alcohol copolymer
  • PVH propylene-vinyl alcohol copolymer
  • PVDC polyvinylidene chloride
  • inorganic substances include metals (including alloys) and inorganic compounds.
  • gas barrier film containing an inorganic substance include a metal film (for example, a metal vapor deposition film), a film containing an inorganic compound as a main component (hereinafter, may be referred to as an inorganic compound film), and an organic-inorganic composite described later. Materials and the like can be mentioned.
  • the metal constituting the metal film examples include metals such as aluminum, stainless steel, titanium, nickel, iron, and copper, or alloys containing these. From the viewpoint of flexibility, it is particularly preferable that the metal film is aluminum.
  • Inorganic compound As the inorganic compound constituting the film, for example, a compound containing a metal element such as silicon, aluminum, magnesium, calcium, potassium, tin, sodium, titanium, boron, yttrium, zirconium, cerium, zinc and the like or a non-metal element. Can be mentioned.
  • examples of the above-mentioned inorganic compound include inorganic oxides, inorganic oxidative nitrides, inorganic nitrides, inorganic oxidative carbides, inorganic oxidative carbides, and zinc oxide.
  • silicon oxides such as SiO 2
  • aluminum oxides such as Al 2 O 3
  • magnesium oxides titanium oxides, tin oxides, silicon zinc alloy oxides, indium alloy oxides, silicon nitrides, etc.
  • examples thereof include aluminum nitride, titanium nitride, silicon oxide nitride and the like.
  • the inorganic compound may be used alone or may be used by mixing the above-mentioned materials at an arbitrary ratio.
  • the organic-inorganic composite material examples include a composite material of silica as an inorganic component and a resin as an organic component.
  • a composite material of an inorganic component and an organic component for example, a material formed by adopting a sol-gel method is known, and as a specific example, a composite material of silica and polyvinyl alcohol (silica in polyvinyl alcohol (PVA)) is known. Is uniformly dispersed).
  • the organic component in addition to PVA, PVA modified with a carboxyl group, an acetoacetyl group or the like can be used as the organic component, and silicon alkoxide (tetraethoxysilane, methyltriethoxysilane, etc.) is used as the inorganic component. be able to.
  • the inorganic material is uniformly dispersed in the organic material to form a thin film layer.
  • the organic and inorganic composite materials constituting the thin film layer may be of only one type or may be two or more types.
  • the gas barrier film may be a coating film or a vapor-deposited film. Above all, a thin-film deposition film is preferable from the viewpoint of high adhesion to the base material layer 1 and high gas barrier performance.
  • the gas barrier film may be a single film formed by single vapor deposition or a multilayer film formed by multiple vapor deposition. When the gas barrier film is a multilayer film, films having the same composition may be combined, or films having different compositions may be combined. When the gas barrier film is a multilayer film, the entire multilayer film is equivalent to one gas barrier film.
  • the thickness of the gas barrier film is not particularly limited as long as it can exhibit the desired gas barrier property, and can be appropriately set according to the type of the gas barrier film.
  • the thickness of the gas barrier film can be, for example, in the range of 5 nm or more and 200 nm or less, and more preferably in the range of 10 nm or more and 100 nm or less.
  • the above thickness means the thickness per one time. If the thickness of the gas barrier film is less than the above range, the film formation may be insufficient and the desired gas barrier property may not be exhibited. In addition, strength may not be ensured and deterioration may occur over time. On the other hand, if the thickness of the gas barrier film exceeds the above range, defects may easily occur when a mechanical stress such as bending is applied, or the flexibility may decrease.
  • the method for forming the gas barrier film may be any method as long as it can form a film with a desired thickness on one side or both sides of the base material layer 1, and is conventionally known depending on the type of the gas barrier film such as a coating method, a thin film deposition method, and a pressure bonding method. The method can be used.
  • the adhesive layer 2 has adhesiveness between the base material layer 1 and the water vapor barrier layer 3 (in the case of having the water vapor barrier layer protective film 3b, the base material layer 1 and the water vapor barrier layer protective film 3b are attached to each other. It is a layer provided between these, if necessary, for the purpose of enhancing (adhesiveness).
  • the adhesive layer 2 is formed by an adhesive capable of adhering the base material layer 1 and the water vapor barrier layer 3 (or the water vapor barrier layer protective film 3b).
  • the adhesive used for forming the adhesive layer 2 is not limited, but may be any of a chemical reaction type, a solvent volatile type, a heat melting type, a thermal pressure type and the like. Further, it may be a two-component curable adhesive (two-component adhesive), a one-component curable adhesive (one-component adhesive), or a resin that does not involve a curing reaction. Further, the adhesive layer 2 may be a single layer or a multilayer.
  • the adhesive component contained in the adhesive include polyesters such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, polyethylene isophthalate, and copolymerized polyester; polyether; polyurethane; epoxy resin; Phenolic resin; Polyesters such as nylon 6, nylon 66, nylon 12, and copolymerized polyamides; Polyester resins such as polyolefins, cyclic polyolefins, acid-modified polyolefins, and acid-modified cyclic polyolefins; Polyvinyl acetate; Cellulose; (Meta) acrylic resins; Polyethylene; polycarbonate; amino resin such as urea resin and melamine resin; rubber such as chloroprene rubber, nitrile rubber and styrene-butadiene rubber; silicone resin and the like can be mentioned.
  • polyesters such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, poly
  • adhesive components may be used alone or in combination of two or more.
  • a polyurethane adhesive is preferable.
  • the resin as an adhesive component can be used in combination with an appropriate curing agent to increase the adhesive strength.
  • an appropriate one is selected from polyisocyanate, polyfunctional epoxy resin, oxazoline group-containing polymer, polyamine resin, acid anhydride and the like, depending on the functional group of the adhesive component.
  • polyurethane adhesive examples include a polyurethane adhesive containing a first agent containing a polyol compound and a second agent containing an isocyanate compound.
  • a polyol such as a polyester polyol, a polyether polyol, and an acrylic polyol is used as a first agent, and an aromatic or aliphatic polyisocyanate is used as a second agent.
  • the polyol compound it is preferable to use a polyester polyol having a hydroxyl group in the side chain in addition to the hydroxyl group at the terminal of the repeating unit.
  • the adhesive layer 2 may contain a colorant, a thermoplastic elastomer, a tackifier, a filler and the like, as long as the adhesiveness is not impaired, the addition of other components is permitted. Since the adhesive layer 2 contains a colorant, the process film 10 can be colored. As the colorant, known ones such as pigments and dyes can be used. Further, as the colorant, only one kind may be used, or two or more kinds may be mixed and used.
  • the type of pigment is not particularly limited as long as it does not impair the adhesiveness of the adhesive layer 2.
  • organic pigments include azo-based, phthalocyanine-based, quinacridone-based, anthracinone-based, dioxazine-based, indigothioindigo-based, perinone-perylene-based, isowearnine-based, and benzimidazolone-based pigments, which are inorganic.
  • the pigment include carbon black-based, titanium oxide-based, cadmium-based, lead-based, chromium oxide-based, and iron-based pigments, and other examples include fine powder of mica (mica) and fish scale foil.
  • carbon black is preferable in order to make the appearance of the process film 10 black.
  • the average particle size of the pigment is not particularly limited, and examples thereof include about 0.05 to 5 ⁇ m, preferably about 0.08 to 2 ⁇ m.
  • the average particle size of the pigment is the median diameter measured by the laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device.
  • the content of the pigment in the adhesive layer 2 is not particularly limited as long as the process film 10 is colored, and examples thereof include about 5 to 60% by mass, preferably 10 to 40% by mass.
  • the thickness of the adhesive layer 2 is not particularly limited as long as the base material layer 1 and the water vapor barrier layer 3 can be adhered to each other. Preferred ranges include about 1 to 10 ⁇ m, about 1 to 5 ⁇ m, about 2 to 10 ⁇ m, and about 2 to 5 ⁇ m.
  • the colored layer is a layer provided between the base material layer 1 and the water vapor barrier layer 3 (or the water vapor barrier layer protective film 3b) or outside the base material layer 1 as needed (not shown).
  • a colored layer is provided between the base material layer 1 and the adhesive layer 2 and between the adhesive layer 2 and the water vapor barrier layer 3 (or the water vapor barrier layer protective film 3b). May be good.
  • a colored layer may be provided on the outside of the base material layer 1.
  • the process film 10 can be colored. By coloring the process film 10, there is an advantage that it becomes easy to visually confirm that the pressurization of the all-solid-state battery element is uniformly performed.
  • an ink containing a colorant is applied to the surface of the base material layer 1 or the surface of the water vapor barrier layer 3 (in the case of having the water vapor barrier layer protective film 3b, the surface of the water vapor barrier layer protective film 3b). It can be formed by doing.
  • the colorant known ones such as pigments and dyes can be used. Further, as the colorant, only one kind may be used, or two or more kinds may be mixed and used. Further, when the coloring layer is provided on the outside of the base material layer 1, it may contain additives such as an antiblocking agent, a matting agent, a flame retardant, an antioxidant, a tackifier, and an antistatic agent.
  • additives include talc, silica, graphite, kaolin, montmorillonite, mica, hydrotalcite, silica gel, zeolite, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, zinc oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, neodium oxide, and antimony oxide.
  • Titanium oxide, cerium oxide, calcium sulfate, barium sulfate, calcium carbonate, calcium silicate, lithium carbonate, calcium benzoate, calcium oxalate, magnesium stearate, alumina, carbon black, carbon nanotubes, melting point nylon, acrylate resin examples thereof include cross-linked acrylic, cross-linked styrene, cross-linked polyethylene, benzoguanamine, gold, aluminum, copper and nickel.
  • the additive may be used alone or in combination of two or more.
  • silica, barium sulfate, and titanium oxide are preferable from the viewpoint of dispersion stability and cost.
  • the additive may be subjected to various surface treatments such as an insulation treatment and a high dispersibility treatment on the surface.
  • colorant contained in the colored layer include the same as those exemplified in the column of [Adhesive layer 2].
  • the water vapor barrier layer 3 is at least a layer that suppresses the infiltration of water, and is provided as needed.
  • Examples of the water vapor barrier layer 3 include a metal foil having a barrier property, a thin-film deposition film, a resin layer, and the like.
  • Examples of the vapor deposition film include a metal vapor deposition film, an inorganic oxide vapor deposition film, a carbon-containing inorganic oxide vapor deposition film, and the like, and examples of the resin layer include polymers and tetras mainly composed of polyvinylidene chloride and chlorotrifluoroethylene (CTFE).
  • CTFE chlorotrifluoroethylene
  • examples thereof include polymers having a main component of fluoroethylene (TFE), polymers having a fluoroalkyl group, fluorine-containing resins such as polymers having a fluoroalkyl unit as a main component, and ethylene vinyl alcohol copolymers.
  • examples of the water vapor barrier layer 3 include a resin film provided with at least one of these vapor-deposited films and a resin layer. A plurality of layers of the water vapor barrier layer 3 may be provided.
  • the water vapor barrier layer 3 preferably includes a layer made of a metal material. Specific examples of the metal material constituting the water vapor barrier layer 3 include an aluminum alloy, stainless steel, titanium steel, and a steel plate. When used as a metal foil, at least one of the aluminum alloy foil and the stainless steel foil is used. It is preferable to include it.
  • the aluminum alloy foil is more preferably a soft aluminum alloy foil made of, for example, an annealed aluminum alloy from the viewpoint of improving the moldability of the process film 10, and from the viewpoint of further improving the moldability. It is preferably an aluminum alloy foil containing iron.
  • the iron content is preferably 0.1 to 9.0% by mass, more preferably 0.5 to 2.0% by mass. When the iron content is 0.1% by mass or more, a process film having more excellent moldability can be obtained. When the iron content is 9.0% by mass or less, a process film having more flexibility can be obtained.
  • the soft aluminum alloy foil for example, an aluminum alloy having a composition specified by JIS H4160: 1994 A8021HO, JIS H4160: 1994 A8079HO, JIS H4000: 2014 A8021P-O, or JIS H4000: 2014 A8079P-O. Foil is mentioned. Further, if necessary, silicon, magnesium, copper, manganese and the like may be added. Further, softening can be performed by annealing or the like.
  • the stainless steel foil examples include austenite-based, ferrite-based, austenite-ferritic-based, martensitic-based, and precipitation-hardened stainless steel foil. Further, from the viewpoint of providing the process film 10 having excellent formability, the stainless steel foil is preferably made of austenitic stainless steel.
  • austenitic stainless steel constituting the stainless steel foil include SUS304, SUS301, and SUS316L, and among these, SUS304 is particularly preferable.
  • the thickness of the water vapor barrier layer 3 may be at least as long as it functions as a water vapor barrier layer that suppresses the infiltration of water, and is, for example, about 1 to 200 ⁇ m.
  • the thickness of the water vapor barrier layer 3 is, for example, preferably about 85 ⁇ m or less, more preferably about 75 ⁇ m or less, still more preferably 70 ⁇ m or less, still more preferably about 50 ⁇ m or less, still more preferably about 40 ⁇ m or less, and more preferably.
  • the thickness is preferably about 1 ⁇ m or more, more preferably about 5 ⁇ m or more, further preferably 45 ⁇ m or more, further preferably 50 ⁇ m or more, still more preferably 55 ⁇ m or more, and the preferred range of the thickness is about 1 to 85 ⁇ m, about 1 to 75 ⁇ m, and more.
  • the process film 10 is peeled off from the all-solid-state battery element.
  • the thickness of the water vapor barrier layer 3 is particularly preferably about 20 ⁇ m or less, about 10 ⁇ m or less, about 5 to 20 ⁇ m, and about 5 to 10 ⁇ m.
  • a steam barrier layer protective film 3a is provided on the surface of the steam barrier layer 3 on the heat-sealing resin layer 4 side, if necessary.
  • the water vapor barrier layer protective film 3a may be provided only on the surface of the water vapor barrier layer 3 on the heat-sealing resin layer 4 side, or the water vapor barriers may be provided on both sides of the water vapor barrier layer 3, respectively.
  • the layer protective films 3a and 3b may be provided.
  • the water vapor barrier layer protective films 3a and 3b can be formed by chemical conversion treatment of the surface of the water vapor barrier layer 3 with a treatment liquid containing a chromium compound such as chromium oxide.
  • a chemical conversion treatment using a treatment liquid containing a chromium compound for example, a solution in which a chromium compound such as chromium oxide is dispersed in phosphoric acid and / or a salt thereof is applied to the surface of the water vapor barrier layer 3 and baked.
  • a method of forming a water vapor barrier layer protective film on the surface of the water vapor barrier layer 3 can be mentioned.
  • the thicknesses of the water vapor barrier layer protective films 3a and 3b are not particularly limited, respectively, but are preferably about 1 nm to 10 ⁇ m, more preferably about 1 to 100 nm, from the viewpoint of effectively suppressing deterioration of the water vapor barrier layer 3. , More preferably about 1 to 50 nm.
  • the thickness of the water vapor barrier layer protective film can be measured by observation with a transmission electron microscope or a combination of observation with a transmission electron microscope and energy dispersion type X-ray spectroscopy or electron beam energy loss spectroscopy. ..
  • the amount of the water vapor barrier layer protective films 3a and 3b per 1 m 2 of the surface of the water vapor barrier layer 3 is preferably about 1 to 500 mg, more preferably about 1 to 100 mg, and further preferably about 1 to 1, respectively. About 50 mg can be mentioned.
  • Examples of the method of applying the treatment liquid containing the chromium compound to the surface of the water vapor barrier layer include a bar coating method, a roll coating method, a gravure coating method, and a dipping method.
  • an alkaline dipping method, an electrolytic cleaning method and an acid cleaning method are used before providing the water vapor barrier layer protective films 3a and 3b on the surface of the water vapor barrier layer 3.
  • a known treatment method such as an electrolytic acid cleaning method and an acid activation method.
  • the heat-sealing resin layer 4 corresponds to the innermost layer, and the heat-sealing resin layers 4 are heat-sealed to each other to exhibit a function of covering the all-solid-state battery element ( Sealant layer).
  • the heat-sealing method for heat-sealing the heat-sealing resin layers 4 include a bar seal, a hot plate seal, a rotary roll seal, a belt seal, an impulse seal, a high frequency seal, and an ultrasonic seal.
  • the resin constituting the heat-fusing resin layer 4 is not particularly limited as long as it can be heat-fused, but a resin containing a polyolefin skeleton such as a polyolefin or an acid-modified polyolefin is preferable.
  • a resin containing a polyolefin skeleton such as a polyolefin or an acid-modified polyolefin is preferable.
  • the fact that the resin constituting the heat-sealing resin layer 4 contains a polyolefin skeleton can be analyzed by, for example, infrared spectroscopy, gas chromatography-mass spectrometry, or the like. Further, when the resin constituting the heat-sealing resin layer 4 is analyzed by infrared spectroscopy, it is preferable that a peak derived from maleic anhydride is detected.
  • peaks derived from maleic anhydride are detected in the vicinity of wave number 1760 cm -1 and wave number 1780 cm -1 .
  • the heat-sealing resin layer 4 is a layer composed of maleic anhydride-modified polyolefin, a peak derived from maleic anhydride is detected when measured by infrared spectroscopy.
  • the degree of acid denaturation is low, the peak may become small and may not be detected. In that case, it can be analyzed by nuclear magnetic resonance spectroscopy.
  • polystyrene resin examples include polyethylene such as low-density polyethylene, medium-density polyethylene, high-density polyethylene, and linear low-density polyethylene; ethylene- ⁇ -olefin copolymer; homopolypropylene, block copolymer of polypropylene (for example, with propylene).
  • Polyethylene block copolymers random copolymers of polypropylene (eg, random copolymers of propylene and ethylene); propylene- ⁇ -olefin copolymers; ethylene-butene-propylene tarpolymers and the like.
  • polypropylene is preferable.
  • the polyolefin resin may be a block copolymer or a random copolymer. One of these polyolefin resins may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
  • the polyolefin may be a cyclic polyolefin.
  • the cyclic polyolefin is a copolymer of an olefin and a cyclic monomer, and examples of the olefin which is a constituent monomer of the cyclic polyolefin include ethylene, propylene, 4-methyl-1-pentene, styrene, butadiene, and isoprene. Be done.
  • cyclic monomer which is a constituent monomer of the cyclic polyolefin examples include cyclic alkenes such as norbornene; cyclic diene such as cyclopentadiene, dicyclopentadiene, cyclohexadiene, and norbornadiene. Among these, cyclic alkene is preferable, and norbornene is more preferable.
  • the acid-modified polyolefin is a polymer modified by block-polymerizing or graft-polymerizing the polyolefin with an acid component.
  • the acid-modified polyolefin the above-mentioned polyolefin, a copolymer obtained by copolymerizing the above-mentioned polyolefin with a polar molecule such as acrylic acid or methacrylic acid, or a polymer such as a crosslinked polyolefin can also be used.
  • the acid component used for acid modification include carboxylic acids such as maleic acid, acrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, maleic anhydride, and itaconic anhydride, or anhydrides thereof.
  • the acid-modified polyolefin may be an acid-modified cyclic polyolefin.
  • the acid-modified cyclic polyolefin is a polymer obtained by copolymerizing a part of the monomers constituting the cyclic polyolefin in place of the acid component, or by block-polymerizing or graft-polymerizing the acid component with the cyclic polyolefin. be.
  • the acid component used for acid denaturation is the same as the acid component used for denaturation of the polyolefin.
  • Preferred acid-modified polyolefins include polyolefins modified with carboxylic acid or its anhydride, polypropylene modified with carboxylic acid or its anhydride, maleic anhydride-modified polyolefin, and maleic anhydride-modified polypropylene.
  • the heat-sealing resin layer 4 may be formed of one type of resin alone, or may be formed of a blended polymer in which two or more types of resins are combined. Further, the heat-sealing resin layer 4 may be formed of only one layer, but may be formed of two or more layers with the same or different resins.
  • the heat-sealing resin layer 4 is formed of a polybutylene terephthalate film or a polytetrafluoroethylene film. These films have excellent heat resistance and can be heat-sealed in a high temperature environment. Therefore, it is particularly effective when the process film 10 is used to pressurize the all-solid-state battery element in a high-temperature and high-pressure environment.
  • the polybutylene terephthalate film or polytetrafluoroethylene film forming the heat-sealing resin layer 4 is heat-sealed by laminating a previously prepared polybutylene terephthalate film or polytetrafluoroethylene film with the adhesive layer 5, respectively.
  • the sex resin layer 4 may be used, or the resin forming the polybutylene terephthalate film or the polytetrafluoroethylene film may be melt-extruded to form a film, or may be laminated with the adhesive layer 5.
  • the polybutylene terephthalate film preferably further contains an elastomer in addition to polybutylene terephthalate.
  • the elastomer plays a role of increasing the flexibility of the polybutylene terephthalate film while ensuring its durability in a high temperature environment.
  • Preferred elastomers include polytetramethylene glycol.
  • the content of the elastomer is not particularly limited as long as the durability of the polybutylene terephthalate film in a high temperature environment can be ensured and the flexibility thereof can be enhanced, for example, about 0.1 mass.
  • the content is, for example, about 10.0% by mass or less, about 8.0% by mass or less, about 5.0% by mass or less, and the like.
  • the preferable range of the content is about 0.1 to 10.0% by mass, about 0.1 to 8.0% by mass, about 0.1 to 5.0% by mass, and 0.5 to 10.0% by mass. %, 0.5 to 8.0% by mass, 0.5 to 5.0% by mass, 1.0 to 10.0% by mass, 1.0 to 8.0% by mass, 1.0 Examples thereof include about 5.0% by mass, about 3.0 to 10.0% by mass, about 3.0 to 8.0% by mass, and about 3.0 to 5.0% by mass.
  • the heat-sealing resin layer 4 is formed of two or more layers, at least one layer is formed of a polybutylene terephthalate film or a polytetrafluoroethylene film, and the polybutylene terephthalate film is the innermost layer. It is preferable to have.
  • the layer not formed of the polybutylene terephthalate film or the polytetrafluoroethylene film is, for example, a polyolefin such as polypropylene or polyethylene, or an acid-modified polypropylene. , It may be a layer formed of an acid-modified polyolefin such as acid-modified polyethylene.
  • the heat-sealing resin layer 4 is made of polybutylene terephthalate film or polytetrafluoroethylene. It is preferably composed of only a film.
  • a resin in which a vinyl polymer such as styrene is finely dispersed in polyrefin is used as the heat-sealed resin layer 4. It may be used for forming or imparting adhesiveness to the heat-sealing resin layer 4. By doing so, when the process film 10 is peeled from the all-solid-state battery element, it is not necessary to cut the process film 10 with scissors or a cutter, and the peeling step can be easily performed.
  • the melting point of the heat-sealing resin layer 4 is preferably about 140 to 240 ° C., more preferably 140 to 230 ° C. from the viewpoint of enhancing the durability against pressurization in a high temperature and high pressure environment and the heat fusion property by heat sealing. Degree.
  • the melting point is the melting peak temperature measured using a differential scanning calorimeter (DSC).
  • the heat-sealing resin layer 4 may contain a moisture-adsorbing material, if necessary.
  • the water adsorbing material is not particularly limited, and a known water adsorbing material can be used.
  • the water adsorbing material may be used alone or in combination of two or more.
  • the water adsorbing material is not particularly limited, but is preferably a group consisting of calcium oxide, anhydrous magnesium sulfate, magnesium oxide, calcium chloride, zeolite, synthetic zeolite, aluminum oxide, silica gel, alumina gel, silica alumina gel, and baked myoban. Examples thereof include materials containing one or more selected from the above. Of these, calcium oxide and anhydrous magnesium sulfate are particularly preferable.
  • the content thereof may be, for example, 0.1 to 50% by mass.
  • the heat-sealing resin layer 4 may contain a hydrogen sulfide absorbing material, if necessary.
  • the hydrogen sulfide absorbing material is not particularly limited, and a known hydrogen sulfide absorbing material can be used.
  • the hydrogen sulfide absorbing material may be used alone or in combination of two or more.
  • the heat-sealing resin layer 4 may contain both a water-adsorbing material and a hydrogen sulfide absorbing material, if necessary.
  • the hydrogen sulfide absorbing material is not particularly limited, but is a metal oxide and / or an inorganic substance carrying or mixed with a metal or a metal ion, and the metal oxide is preferably selected from the group consisting of CuO, ZnO, and AgO.
  • the metal species of one or more kinds of materials, metals or inorganic substances carrying or mixed with metal ions consist of Ca, Mg, Na, Cu, Zn, Ag, Pt, Au, Fe, Al and Ni.
  • the hydrogen sulfide absorbing material has a maximum particle diameter of 20 ⁇ m or less, and a number average particle diameter of 0.1 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less.
  • the content thereof may be, for example, 0.3 to 30% by mass.
  • the heat-sealing resin layer 4 contains a water-adsorbing material or a hydrogen sulfide absorbing material
  • the heat-sealing resin layer 4 is composed of two or more layers, the innermost layer does not contain a water-adsorbing material or a hydrogen sulfide absorbing material, but is contained in the layer on the base material layer 1 side. Is preferable.
  • the heat-sealing resin layer 4 may contain a lubricant or the like, if necessary.
  • a lubricant When the heat-bondable resin layer 4 contains a lubricant, the moldability of the process film can be improved.
  • the lubricant is not particularly limited, and a known lubricant can be used.
  • the lubricant may be used alone or in combination of two or more.
  • the lubricant is not particularly limited, but an amide-based lubricant is preferable. Specific examples of the lubricant include those exemplified in the base material layer 1. The lubricant may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount thereof is not particularly limited, but is preferably about 10 to 50 mg / m 2 from the viewpoint of improving the formability of the process film, more preferably about 10 to 50 mg / m 2 . Is about 15 to 40 mg / m 2 .
  • the lubricant present on the surface of the heat-sealing resin layer 4 may be one in which the lubricant contained in the resin constituting the heat-sealing resin layer 4 is exuded, or the lubricant of the heat-sealing resin layer 4 may be exuded.
  • the surface may be coated with a lubricant.
  • the thickness of the heat-sealing resin layer 4 is not particularly limited as long as the heat-sealing resin layers have a function of heat-sealing to cover the all-solid-state battery element, but is preferably about 100 ⁇ m or less, for example. Is about 85 ⁇ m or less, more preferably about 15 to 85 ⁇ m. For example, when the thickness of the adhesive layer 5 described later is 10 ⁇ m or more, the thickness of the heat-sealing resin layer 4 is preferably about 85 ⁇ m or less, more preferably about 15 to 45 ⁇ m, for example.
  • the thickness of the heat-sealing resin layer 4 is preferably about 20 ⁇ m or more, more preferably 35 to 85 ⁇ m. The degree can be mentioned.
  • the adhesive layer 5 firmly adheres the water vapor barrier layer 3 (the water vapor barrier layer protective film 3a when the water vapor barrier layer protective film 3a is provided) and the heat-sealing resin layer 4 to each other. It is a layer provided between.
  • the adhesive layer 5 is formed of a resin capable of adhering the water vapor barrier layer 3 and the heat-sealing resin layer 4.
  • the resin used for forming the adhesive layer 5 for example, the same adhesive as that exemplified in the adhesive layer 2 can be used.
  • the adhesive layer 5 is preferably a cured product of a resin composition containing a curing agent.
  • the curing agent examples include a curing agent having an oxazoline group and a curing agent having an isocyanate group.
  • the curing agent having a C—O—C bond examples include a curing agent having an oxazoline group and a curing agent having an epoxy group.
  • the fact that the adhesive layer 5 is a cured product of a resin composition containing these curing agents is, for example, gas chromatograph mass spectrometry (GCMS), infrared spectroscopy (IR), time-of-flight secondary ion mass spectrometry (TOF). -SIMS), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and other methods can be used for confirmation.
  • GCMS gas chromatograph mass spectrometry
  • IR infrared spectroscopy
  • TOF time-of-flight secondary ion mass spectrometry
  • -SIMS X-ray photoelectron spectroscopy
  • XPS X-ray photoele
  • the compound having an isocyanate group is not particularly limited, but a polyfunctional isocyanate compound is preferable from the viewpoint of effectively enhancing the adhesion between the water vapor barrier layer 3 and the adhesive layer 5.
  • the polyfunctional isocyanate compound is not particularly limited as long as it is a compound having two or more isocyanate groups.
  • Specific examples of the polyfunctional isocyanate-based curing agent include pentandiisocyanate (PDI), isophorone diisocyanate (IPDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), tolylene diisocyanate (TDI), and diphenylmethane diisocyanate (MDI), which are polymerized or nurate. Examples thereof include chemical compounds, mixtures thereof, and copolymers with other polymers.
  • an adduct body, a biuret body, an isocyanate body and the like can be mentioned.
  • the content of the compound having an isocyanate group in the adhesive layer 5 is preferably in the range of 0.1 to 50% by mass, and 0.5 to 40% by mass in the resin composition constituting the adhesive layer 5. It is more preferable to be in the range. This makes it possible to effectively improve the adhesion between the water vapor barrier layer 3 and the adhesive layer 5.
  • the compound having an oxazoline group is not particularly limited as long as it is a compound having an oxazoline skeleton.
  • Specific examples of the compound having an oxazoline group include those having a polystyrene backbone and those having an acrylic backbone. Examples of commercially available products include the Epocross series manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.
  • the proportion of the compound having an oxazoline group in the adhesive layer 5 is preferably in the range of 0.1 to 50% by mass, preferably in the range of 0.5 to 40% by mass in the resin composition constituting the adhesive layer 5. It is more preferable to be in. This makes it possible to effectively improve the adhesion between the water vapor barrier layer 3 and the adhesive layer 5.
  • Examples of the compound having an epoxy group include an epoxy resin.
  • the epoxy resin is not particularly limited as long as it is a resin capable of forming a crosslinked structure by an epoxy group existing in the molecule, and a known epoxy resin can be used.
  • the weight average molecular weight of the epoxy resin is preferably about 50 to 2000, more preferably about 100 to 1000, and even more preferably about 200 to 800.
  • the weight average molecular weight of the epoxy resin is a value measured by gel permeation chromatography (GPC) measured under the condition of using polystyrene as a standard sample.
  • epoxy resin examples include glycidyl ether derivative of trimethylolpropane, bisphenol A diglycidyl ether, modified bisphenol A diglycidyl ether, bisphenol F type glycidyl ether, novolak glycidyl ether, glycerin polyglycidyl ether, polyglycerin polyglycidyl ether and the like. Can be mentioned.
  • One type of epoxy resin may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the proportion of the epoxy resin in the adhesive layer 5 is preferably in the range of 0.1 to 50% by mass, preferably in the range of 0.5 to 40% by mass in the resin composition constituting the adhesive layer 5. Is more preferable. This makes it possible to effectively improve the adhesion between the water vapor barrier layer 3 and the adhesive layer 5.
  • the polyurethane is not particularly limited, and known polyurethane can be used.
  • the adhesive layer 5 may be, for example, a cured product of a two-component curable polyurethane.
  • the proportion of polyurethane in the adhesive layer 5 is preferably in the range of 0.1 to 50% by mass, and preferably in the range of 0.5 to 40% by mass in the resin composition constituting the adhesive layer 5. More preferred. This makes it possible to effectively enhance the adhesion between the water vapor barrier layer 3 and the adhesive layer 5 in an atmosphere in which a component that induces corrosion of the water vapor barrier layer such as an electrolytic solution is present.
  • the adhesive layer 5 is formed by a cured product of a resin composition containing at least one of polyester and polycarbonate and at least one of an alicyclic isocyanate compound and an aromatic isocyanate compound. It is also preferable to be.
  • the polyester is preferably a polyester polyol.
  • the polyester polyol is not particularly limited as long as it has an ester bond in the polymer backbone and has a plurality of hydroxyl groups at the terminal or side chain.
  • the polycarbonate is preferably a polycarbonate polyol.
  • the polyester polyol is not particularly limited as long as it has a carbonate bond in the polymer backbone and has a plurality of hydroxyl groups at the terminal or side chain.
  • the polyester and polycarbonate contained in the resin composition forming the adhesive layer 5 may be of one type or two or more types, respectively.
  • the alicyclic isocyanate compound is not particularly limited as long as it is a compound having an alicyclic structure and an isocyanate group.
  • the alicyclic isocyanate compound preferably has two or more isocyanate groups.
  • Specific examples of the alicyclic isocyanate compound include isophorone diisocyanate (IPDI), which is polymerized or nurate, a mixture thereof, or a copolymer with another polymer. Further, an adduct body, a burette body, an isocyanate body and the like can be mentioned.
  • IPDI isophorone diisocyanate
  • the alicyclic isocyanate compound contained in the resin composition forming the adhesive layer 5 may be one kind or two or more kinds.
  • the aromatic isocyanate compound is not particularly limited as long as it is a compound having an aromatic ring and an isocyanate group.
  • the aromatic isocyanate compound preferably has two or more isocyanate groups.
  • Specific examples of the aromatic isocyanate compound include tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), those obtained by polymerizing or nucleating them, mixtures thereof, and copolymers with other polymers. Further, an adduct body, a burette body, an isocyanate body and the like can be mentioned.
  • the aromatic isocyanate compound contained in the resin composition forming the adhesive layer 5 may be one kind or two or more kinds.
  • the resin composition forming the adhesive layer 5 contains at least one of the alicyclic isocyanate compound and the aromatic isocyanate compound
  • the alicyclic isocyanate compound may be contained and the aromatic isocyanate compound may not be contained.
  • the aromatic isocyanate compound may be contained and the alicyclic isocyanate compound may not be contained, or for example, both the alicyclic isocyanate compound and the aromatic isocyanate compound may be contained.
  • the content of the alicyclic isocyanate compound and the aromatic isocyanate compound in the adhesive layer 5 is preferably in the range of 0.1 to 50% by mass, respectively, in the resin composition constituting the adhesive layer 5, and is 0. More preferably, it is in the range of .5 to 40% by mass.
  • the adhesive layer 5 contains both an alicyclic isocyanate compound and an aromatic isocyanate compound, the total content of these is in the range of 0.1 to 50% by mass in the resin composition constituting the adhesive layer 5. It is preferably in the range of 0.5 to 40% by mass, and more preferably in the range of 0.5 to 40% by mass.
  • the thickness of the adhesive layer 5 is preferably about 50 ⁇ m or less, about 40 ⁇ m or less, about 30 ⁇ m or less, about 20 ⁇ m or less, about 5 ⁇ m or less, and preferably about 0.1 ⁇ m or more and about 0.5 ⁇ m or more.
  • the thickness range is preferably about 0.1 to 50 ⁇ m, about 0.1 to 40 ⁇ m, about 0.1 to 30 ⁇ m, about 0.1 to 20 ⁇ m, about 0.1 to 5 ⁇ m, and the like. Examples thereof include about 0.5 to 50 ⁇ m, about 0.5 to 40 ⁇ m, about 0.5 to 30 ⁇ m, about 0.5 to 20 ⁇ m, and about 0.5 to 5 ⁇ m.
  • the process film 10 may include a buffer layer 6 in order to provide a buffer function that uniformly disperses the pressure due to the pressurization of the all-solid-state battery element.
  • the cushioning layer 6 may be located outside the heat-sealing resin layer 4 of the process film 10, and is preferably located outside the base material layer 1.
  • the base material layer 1 may form the buffer layer 6.
  • the material described later that constitutes the buffer layer 6 is used as the material of the base material layer 1. By doing so, the process film 10 can be provided with a buffering function without providing the buffering layer 6 separately from the base material layer 1.
  • the material constituting the cushioning layer 6 is not particularly limited as long as it can function as a cushion for a high-pressure press (can disperse pressure), and preferably includes rubber, a non-woven fabric, and a foamed sheet.
  • the rubber is not particularly limited as long as it has elasticity, and examples thereof include natural rubber, fluorine rubber, and silicon rubber.
  • the rubber hardness is preferably about 20 to 90.
  • the material constituting the non-woven fabric is not particularly limited, and preferably the same resin as the resin exemplified in the base material layer 1 described later is exemplified. Since the all-solid-state battery is expected to be used in a high temperature environment, it is preferable that the non-woven fabric is made of a material having excellent heat resistance.
  • the buffer layer 6 is preferably about 20 g / m 2 or more, more preferably about 30 g / m 2 or more, and further preferably 100 g / m. 2 or more, preferably about 300 g / m 2 or less, more preferably about 200 g / m 2 or less, and preferable ranges are about 20 to 300 g / m 2 and about 20 to 200 g / m 2 .
  • About / m 2 is particularly preferable.
  • the fiber diameter of the fibers constituting the buffer layer 6 is preferably about 5 ⁇ m or more, more preferably about 15 ⁇ m or more, and further. It is preferably 60 ⁇ m or less, more preferably about 40 ⁇ m or less, and preferred ranges are about 5 to 60 ⁇ m, about 5 to 40 ⁇ m, about 15 to 60 ⁇ m, and about 15 to 40 ⁇ m, and particularly preferably about 5 to 40 ⁇ m. Is.
  • the thickness of the buffer layer 6 is preferably about 100 ⁇ m or more, about 200 ⁇ m or more, about 1000 ⁇ m or more, and about 5000 ⁇ m or less, about 3000 ⁇ m or less, and the preferred range is about 100 to 5000 ⁇ m, about 100 to 3000 ⁇ m, 200 to. Examples thereof include about 5000 ⁇ m, about 200 to 3000 ⁇ m, about 1000 to 5000 ⁇ m, and about 1000 to 3000 ⁇ m, and among these, 1000 to 3000 ⁇ m is particularly preferable.
  • the cushioning layer 6 may be adhered to the base material layer 1 to form a part of the process film 10, or may be used as a separate member from the process film 10 when the all-solid-state battery element is pressurized. It may be used together with the process film 10.
  • the method for producing the process film 10 is not particularly limited as long as a laminate obtained by laminating the layers of the process film 10 can be obtained, and at least the base material layer 1 and the heat-sealing resin layer 4 are present from the outside.
  • An example is a method including a step of laminating in order.
  • the base material layer 1 and the heat-bondable resin layer 4 can be laminated by bonding using the adhesive layer 2, a thermal laminating method, melt extrusion, or the like.
  • an example of the method for producing the process film 10 is as follows. First, a laminate in which the base material layer 1, the adhesive layer 2, and the water vapor barrier layer 3 are laminated in this order (hereinafter, may be referred to as “laminate A”) is formed. Specifically, the laminated body A is formed by applying the adhesive used for forming the adhesive layer 2 on the base material layer 1 or the water vapor barrier layer 3 by a gravure coating method, a roll coating method, or the like. After coating and drying, it can be carried out by a dry laminating method in which the water vapor barrier layer 3 or the base material layer 1 is laminated to cure the adhesive layer 2.
  • the heat-sealing resin layer 4 is laminated on the water vapor barrier layer 3 of the laminated body A.
  • the resin component constituting the heat-sealing resin layer 4 is gravure-coated and rolled on the water vapor barrier layer 3 of the laminated body A. It may be applied by a method such as a coating method.
  • the adhesive layer 5 is provided between the water vapor barrier layer 3 and the heat-sealing resin layer 4, for example, (1) the adhesive layer 5 and the heat-sealing property are placed on the water vapor barrier layer 3 of the laminated body A.
  • a method of laminating by co-extruding the resin layer 4 (co-extruded laminating method), (2) Separately, a laminated body in which the adhesive layer 5 and the heat-sealing resin layer 4 are laminated is formed, and this is combined with the laminated body A.
  • a method of laminating on the water vapor barrier layer 3 by the thermal laminating method (3) an adhesive for forming the adhesive layer 5 is extruded or solution coated on the water vapor barrier layer 3 of the laminated body A, and further dried at a high temperature. Is laminated by a baking method or the like, and a heat-sealing resin layer 4 having a sheet-like film formed in advance on the adhesive layer 5 is laminated by a thermal laminating method.
  • the buffer layer 6 is laminated on the outside of the base material layer 1.
  • An adhesive or the like can be used for laminating the cushioning layer 6.
  • the base material layer 1 may form the buffer layer 6.
  • the material constituting the buffer layer 6 is used as the material constituting the base material layer 1.
  • the buffer layer 6 provided as needed / the base material layer 1 may constitute the buffer layer 6) / the adhesive layer 2 provided as needed / provided as needed.
  • the water vapor barrier layer protective film 3b / the water vapor barrier layer 3 provided as needed / the water vapor barrier layer protective film 3a provided as needed / the adhesive layer 5 provided as needed / the heat-sealing resin layer 4 are formed.
  • Laminates are formed in order, but in order to strengthen the adhesiveness of the adhesive layer 2 and the adhesive layer 5 provided as needed, a hot roll contact type, a hot air type, a near infrared type or a far infrared ray is further formed. It may be subjected to heat treatment such as a formula. Examples of the conditions for such heat treatment include about 1 to 5 minutes at about 150 to 250 ° C.
  • Each layer constituting the process film 10 is corona-treated or blasted in order to improve or stabilize film-forming property, laminating process, final product secondary process (pouching, embossing) suitability, etc., as necessary.
  • Surface activation treatment such as treatment, oxidation treatment, and ozone treatment may be performed.
  • a corona treatment to at least one surface of the base material layer 1, film forming property, laminating processing, suitability for secondary processing of final products, and the like can be improved or stabilized.
  • the all-solid-state battery element to which the process film 10 of the present disclosure (hereinafter, may be referred to as “process film 10”) is applied is not particularly limited. That is, the battery element of the all-solid-state battery is not particularly limited, and may be one used in a known all-solid-state battery.
  • FIGS. 1 to 3 are schematic views showing how the all-solid-state battery element is coated with the process film of the present disclosure.
  • a single battery including a positive electrode active material layer 31, a negative electrode active material layer 21, and a solid electrolyte layer 40 laminated between the positive electrode active material layer 31 and the negative electrode active material layer 21.
  • the all-solid battery element including at least 50, is coated with the process film 10 of the present disclosure. More specifically, the positive electrode active material layer 31 is laminated on the positive electrode current collector 32 to form the positive electrode layer 30, and the negative electrode active material layer 21 is laminated on the negative electrode current collector 22 to form the negative electrode. It constitutes layer 20.
  • the positive electrode current collector 32 and the negative electrode current collector 22 are each joined to an externally exposed terminal 60 and electrically connected to the external environment.
  • a solid electrolyte layer 40 is laminated between the positive electrode layer 30 and the negative electrode layer 20, and the positive electrode layer 30, the negative electrode layer 20, and the solid electrolyte layer 40 constitute the cell 50.
  • the all-solid-state battery element may include only one cell cell 50, or may include a plurality of cell cells 50.
  • FIG. 1 illustrates an all-solid-state battery element including two cell cells 50
  • FIG. 2 illustrates an embodiment in which three cell cells 50 are laminated to form an all-solid-state battery element. There is.
  • the all-solid-state battery element is covered with the process film 10, and at least a part of the heat-sealing resin layers 4 at the peripheral edge of the process film 10 is heat-sealed and subjected to pressurization in this state.
  • the all-solid-state battery element may be covered with the process film 10 so that all the terminals 60 are inside the peripheral portion of the process film 10 (see FIG. 9), and the terminals 60 are placed on the outside of the peripheral portion.
  • the all-solid-state battery element may be coated with the process film 10 in a protruding state (see FIGS. 10 and 11).
  • the all-solid-state battery element is sealed (see FIGS. 9 and 10).
  • the heat-sealing resin portion of the process film 10 of the present disclosure is arranged to be inside (the surface in contact with the battery element). To form a package.
  • FIGS. 9 to 10 are schematic plan views showing a state in which the process film 10 is used without being molded and the process film 10 is covered with the all-solid-state battery element.
  • the terminal 60 has adhesiveness. It is preferable to arrange the film 61.
  • FIG. 9 shows how the terminals 60 of the all-solid-state battery element and the adhesive film 61 are all sealed in the package formed by the process film 10. In FIG. 9, the entire terminal 60 is sealed inside the heat-sealed portion S formed by the heat seal on the peripheral edge of the process film 10. Further, in FIGS.
  • the process film 10 is heat-sealed from above the terminal 60 with the tip of the terminal 60 of the all-solid-state battery element protruding from the package.
  • the adhesive film 61 exists inside the heat-sealed portion S at the peripheral edge of the process film 10, and the adhesive film 61 is not heat-sealed and the package is sealed.
  • the adhesive film 61 may be present outside the heat-sealed portion S at the peripheral edge of the process film 10.
  • the adhesive film 61 is located on the peripheral edge of the process film 10, but the heat-sealed portion S is provided on the peripheral edge of the process film 10 so as to avoid the adhesive film 61. Is shown.
  • the package is not sealed.
  • the terminals 60 of the all-solid-state battery element and the adhesive film 61 are all contained in the package formed of the process film 10. It is preferable to seal it. Further, as shown in FIG. 10, when the heat-sealed portion S is formed on the terminal 60, the adhesion between the terminal 60 and the packaging material for the all-solid-state battery is low, so that the peeling is triggered by the peeling after pressurization. Can be facilitated.
  • the process film 10 is peeled off from the all-solid-state battery element, as shown in the schematic views of FIGS. The process film 10 may be cut along the line S.
  • the all-solid-state battery element to which the process film 10 of the present disclosure is applied is not particularly limited.
  • the materials and the like of the members constituting the all-solid-state battery element to which the process film 10 of the present disclosure is applied will be exemplified.
  • the positive electrode layer 30 has a structure in which the positive electrode active material layer 31 is laminated on the positive electrode current collector 32.
  • the negative electrode layer 20 has a structure in which the negative electrode active material layer 21 is laminated on the negative electrode current collector 22.
  • the positive electrode current collector 32 and the negative electrode current collector 22 are each joined to an externally exposed terminal 60 and electrically connected to the external environment.
  • the positive electrode active material layer 31 is a layer containing at least a positive electrode active material.
  • the positive electrode active material layer 31 may further contain a solid electrolyte material, a conductive material, a binder, and the like, if necessary, in addition to the positive electrode active material.
  • the positive electrode active material is not particularly limited, and examples thereof include an oxide active material and a sulfide active material.
  • the oxide active material used as the positive electrode active material include LiCoO 2 , LiMnO 2 , LiNiO 2 , LiVO 2 , and LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1 . / 3 O 2 and other rock salt layered active materials, LiMn 2 O 4 , Li (Ni 0.5 Mn 1.5 ) O 4 and other spinel type active materials, LiFePO 4 , LiMnPO 4 and other olivine type active materials, Li 2 FeSiO 4 , Examples thereof include Si-containing active materials such as Li 2 MnSiO 4 .
  • the sulfide active material used as the positive electrode active material of the all-solid-state lithium battery include copper sulphur, iron sulfide, cobalt sulfide, nickel sulfide and the like.
  • the shape of the positive electrode active material is not particularly limited, and examples thereof include a particle shape.
  • the average particle size (D 50 ) of the positive electrode active material is preferably, for example, about 0.1 to 50 ⁇ m.
  • the content of the positive electrode active material in the positive electrode active material layer 31 is preferably about 10 to 99% by mass, more preferably about 20 to 90% by mass.
  • the positive electrode active material layer 31 preferably further contains a solid electrolyte material. This makes it possible to improve the ionic conductivity in the positive electrode active material layer 31.
  • the solid electrolyte material contained in the positive electrode active material layer 31 is the same as the solid electrolyte material exemplified in the solid electrolyte layer 40 described later.
  • the content of the solid electrolyte material in the positive electrode active material layer is preferably about 1 to 90% by mass, more preferably about 10 to 80% by mass.
  • the positive electrode active material layer 31 may further contain a conductive material. By adding the conductive material, the electron conductivity of the positive electrode active material layer can be improved. Examples of the conductive material include acetylene black, ketjen black, carbon fiber and the like. Further, the positive electrode active material layer may further contain a binder. Examples of the binder include fluorine-containing binders such as polytetrafluoroethylene (PTFE) and polyvinylidene fluoride (PVDF).
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • the thickness of the positive electrode active material layer 31 is appropriately set according to the size of the all-solid-state battery and the like, but is preferably about 0.1 to 1000 ⁇ m.
  • Patent current collector 32 examples of the material constituting the positive electrode current collector 32 include stainless steel (SUS), aluminum, nickel, iron, titanium, carbon and the like.
  • the thickness of the positive electrode current collector 32 is appropriately set according to the size of the all-solid-state battery and the like, but is preferably about 10 to 1000 ⁇ m.
  • the negative electrode active material layer 21 is a layer containing at least the negative electrode active material.
  • the negative electrode active material layer 21 may contain, if necessary, a solid electrolyte material, a conductive material, a binder, and the like, in addition to the negative electrode active material.
  • the negative electrode active material is not particularly limited, and examples thereof include a carbon active material, a metal active material, and an oxide active material.
  • the carbon active material include graphite such as mesocarbon microbeads (MCMB) and highly oriented graphite (HOPG), and amorphous carbon such as hard carbon and soft carbon.
  • the metal active material include In, Al, Si and Sn.
  • the oxide active material include Nb 2 O 5 , Li 4 Ti 5 O 12 , SiO and the like.
  • the shape of the negative electrode active material is not particularly limited, and examples thereof include a particle shape and a film shape.
  • the average particle size (D 50 ) of the negative electrode active material is preferably about 0.1 to 50 ⁇ m.
  • the content of the negative electrode active material in the negative electrode active material layer 21 is, for example, about 10 to 99% by mass, more preferably about 20 to 90% by mass.
  • the negative electrode active material layer 21 preferably further contains a solid electrolyte material. This makes it possible to improve the ionic conductivity in the negative electrode active material layer 21.
  • the solid electrolyte material contained in the negative electrode active material layer 21 is the same as the solid electrolyte material exemplified in the solid electrolyte layer 40 described later.
  • the content of the solid electrolyte material in the negative electrode active material layer 21 is preferably about 1 to 90% by mass, more preferably about 10 to 80% by mass.
  • the negative electrode active material layer 21 may further contain a conductive material. Further, the negative electrode active material layer 21 may further contain a binder.
  • the conductive material and the binder are the same as those exemplified for the positive electrode active material layer 31 described above.
  • the thickness of the negative electrode active material layer 21 is appropriately set according to the size of the all-solid-state battery and the like, but is preferably about 0.1 to 1000 ⁇ m.
  • Negative electrode current collector 22 Examples of the material constituting the negative electrode current collector 22 include stainless steel (SUS), copper, nickel, carbon and the like.
  • the thickness of the negative electrode current collector 22 is appropriately set according to the size of the all-solid-state battery and the like, but is preferably about 10 to 1000 ⁇ m.
  • Solid electrolyte layer 40 is a layer containing a solid electrolyte material.
  • the solid electrolyte material include a sulfide solid electrolyte material and an oxide solid electrolyte material.
  • the sulfide solid electrolyte material is preferable in that many of them have higher ionic conductivity than the oxide solid electrolyte material, and the oxide solid electrolyte material has higher chemical stability than the sulfide solid electrolyte material. Preferred in terms of points.
  • the oxide solid electrolyte material include compounds having a NASICON type structure and the like.
  • a compound represented by the general formula Li 1 + x Al x Ge 2-x (PO 4 ) 3 (0 ⁇ x ⁇ 2) can be mentioned.
  • the above compound is preferably Li 1.5 Al 0.5 Ge 1.5 (PO 4 ) 3 .
  • a compound represented by the general formula Li 1 + x AlxTi 2-x (PO 4 ) 3 (0 ⁇ x ⁇ 2) can be mentioned.
  • the above compound is preferably Li 1.5 Al 0.5 Ti 1.5 (PO 4 ) 3 .
  • LiLaTIO for example, Li 0.34 La 0.51 TiO 3
  • LiPON for example, Li 2.9 PO 3.3 N 0.46
  • LiLaZrO for example, LiLaZrO
  • Li 7 La 3 Zr 2 O 12 Li 7 La 3 Zr 2 O 12
  • the sulfide solid electrolyte material include, for example, Li 2 SP 2 S 5 , Li 2 SP 2 S 5 -Li I, Li 2 SP 2 S 5 -Li 2 O, Li 2 S-. P 2 S 5 -Li 2 O-LiI, Li 2 S-SiS 2 , Li 2 S-SiS 2 -LiI, Li 2 S-SiS 2 -LiBr, Li 2 S-SiS 2 -LiCl, Li 2 S-SiS 2 -B 2 S 3 -Li I, Li 2 S-SiS 2 -P 2 S 5 -Li I, Li 2 SB 2 S 3 , Li 6 PS 5 Cl, Li 7 P 3 S 11 , Li 2 SP 2 S 5 -ZmSn (where m and n are positive numbers; Z is any of Ge, Zn, Ga), Li 2S-GeS 2 , Li 2S -SiS 2 - Li 3 PO 4 , Li 2 S -
  • Li 2 SP 2 S 5" means a sulfide solid electrolyte material using a raw material composition containing Li 2 S and P 2 S 5 , and the same applies to other descriptions. be. Further, the sulfide solid electrolyte material may be sulfide glass or crystallized sulfide glass.
  • the content of the solid electrolyte material in the solid electrolyte layer 40 is not particularly limited, but is preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and further preferably 80% by mass or more.
  • the solid electrolyte layer may contain a binder or may be composed of only the solid electrolyte material.
  • the thickness of the solid electrolyte layer 40 is appropriately set according to the size of the all-solid-state battery and the like, but is preferably about 0.1 to 1000 ⁇ m, more preferably about 0.1 to 300 ⁇ m.
  • the pressure applied to the all-solid-state battery element is from the viewpoint of preferably suppressing the peeling between the solid electrolyte and the negative electrode active material layer (further, between the solid electrolyte and the positive electrode active material layer). It is preferably about 1 MPa or more, more preferably 10 MPa or more, still more preferably 50 MPa or more, still more preferably about 100 MPa or more, and preferably about 500 MPa or less, more preferably about 300 MPa or less, still more preferably 100 MPa or less.
  • the preferred range is about 1 to 500 MPa, about 1 to 300 MPa, about 1 to 100 MPa, about 10 to 500 MPa, about 10 to 300 MPa, about 50 to 500 MPa, about 50 to 300 MPa, about 50 to 100 MPa, and about 100 to 500 MPa.
  • the degree is about 100 to 300 MPa.
  • a method of pressurizing a method using a pressurizing device such as a (hot) roll press or a (hot) high-pressure press with a metal plate from above and below is adopted.
  • the temperature at which the all-solid-state battery element is pressurized is preferably 20 ° C. or higher, more preferably 40 ° C. or higher, preferably 200 ° C. or lower, and more preferably 150 ° C. or lower.
  • a preferable range is about 20 to 150 ° C.
  • the shape of the all-solid-state battery element coated with the process film of the present disclosure is not particularly limited, but is preferably a rectangular shape in a plan view, for example, as shown in the schematic diagram of FIG. Further, the ratio of the length of the first side of the all-solid-state battery element having a rectangular shape in a plan view to the length of the second side in the direction perpendicular to the first side (length of the first side: length of the second side). Is preferably about 1: 1 to 1: 5. If the length of the second side with respect to the first side is too long, it becomes difficult for the second side to be fixed to the mold when the process film 10 is molded to form the molding portion M described later, and the molding portion is formed. The R value of the ridge line portion (first curved portion described later) along the second side of M tends to be too large.
  • the all-solid-state battery element is formed so that the process film 10 projects from the heat-sealing resin layer 4 side to the steam barrier layer 3 side. It is preferably housed in the molded portion M of the shape.
  • FIG. 1 shows a diagram in which the molded portion M is formed on one side of the all-solid-state battery element.
  • FIG. 2 shows a diagram in which the molded portion M is formed on both sides of the all-solid-state battery element.
  • Method for manufacturing an all-solid-state battery The method for manufacturing an all-solid-state battery of the present disclosure is characterized by using the above-described process film 10 of the present disclosure, and specifically includes the following steps. Step of pressurizing the all-solid-state battery element with the all-solid-state battery element covered with a process film Step of peeling the step film from the all-solid-state battery element Step of sealing the all-solid-state battery element with a packaging material
  • the process film 10 of the present disclosure is composed of a laminate having a base material layer and a heat-sealing resin layer, at least from the outside.
  • the details of the process film 10 of the present disclosure are as described above.
  • the step of pressurizing the all-solid-state battery element with the all-solid-state battery element coated with the process film suppresses separation between the solid electrolyte of the all-solid-state battery element and the negative electrode active material layer or the positive electrode active material layer.
  • the heat-sealing resin layers on the peripheral edge of the process film 10 are laminated with each other.
  • the all-solid-state battery element is coated with the process film 10 by heat-sealing.
  • the heat-sealing conditions are not particularly limited as long as the heat-sealing resin layers are heat-sealed, and are, for example, a temperature of about 160 to 240 ° C., a surface pressure of about 0.1 to 2 MPa, and about 0.5 to 10 seconds. do it.
  • the package is formed so that the heat-sealing resin portion of the process film 10 is on the inside (the surface in contact with the all-solid-state battery element).
  • the heat-sealing resin layers of the two process films 10 may be overlapped with each other facing each other, and the peripheral edges of the laminated process films may be heat-sealed to form a package, or one process.
  • the films 10 may be folded back and overlapped, and the peripheral edges thereof may be heat-sealed to form a package.
  • the sides other than the folded side may be heat-sealed to form a package by a three-way seal, or the package may be folded and sealed so that a flange portion can be formed.
  • the process film 10 may have recesses for accommodating the all-solid-state battery element formed by deep drawing molding or overhang molding.
  • One process film 10 may be provided with a recess, and the other process film 10 may not be provided with a recess, or the other process film 10 may be provided with a recess.
  • the process film 10 may be used for coating the all-solid-state battery element without molding.
  • a step of pressurizing the all-solid-state battery element is performed with the all-solid-state battery element covered with the process film.
  • the all-solid-state battery element may be covered with the process film 10 so that all the terminals 60 are inside the peripheral edge portion of the process film 10 (see FIG. 9), and the terminal 60 is provided on the peripheral edge.
  • the all-solid-state battery element may be coated with the process film 10 in a state of projecting to the outside of the portion (see FIGS. 10 and 11). If the entire circumference of the heat-sealing resin layers 4 at the peripheral edge of the process film 10 is heat-sealed, the all-solid-state battery element is sealed (see FIGS. 9 and 10). Conditions such as pressure and temperature when pressurizing the all-solid-state battery element are as described in the pressurization step.
  • FIGS. 9 to 11 are schematic plan views showing a state in which the process film 10 is used without being molded and the process film 10 is covered with the all-solid-state battery element.
  • the terminal 60 has adhesiveness. It is preferable to arrange the film 61.
  • FIG. 9 shows how the terminals 60 of the all-solid-state battery element and the adhesive film 61 are all sealed in the package formed by the process film 10. In FIG. 9, the entire terminal 60 is sealed inside the heat-sealed portion S formed by the heat seal on the peripheral edge of the process film 10. Further, in FIGS.
  • the process film 10 is heat-sealed from above the terminal 60 with the tip of the terminal 60 of the all-solid-state battery element protruding from the package.
  • the adhesive film 61 exists inside the heat-sealed portion S at the peripheral edge of the process film 10, and the adhesive film 61 is not heat-sealed and the package is sealed.
  • the adhesive film 61 is located on the peripheral edge of the process film 10, but the heat-sealed portion S is provided on the peripheral edge of the process film 10 so as to avoid the adhesive film 61. Is shown.
  • the package is not sealed. From the viewpoint of more preferably suppressing the infiltration of water into the package, as shown in FIG.
  • the terminals 60 of the all-solid-state battery element and the adhesive film 61 are all contained in the package formed of the process film 10. It is preferable to seal it. Further, as shown in FIGS. 10 and 11, when the heat-sealed portion S is formed on the terminal 60, the adhesion between the terminal 60 and the process film 10 is low, so that the peeling is triggered by the peeling after pressurization. Can be facilitated.
  • the process film is peeled off from the all-solid-state battery element.
  • the process film 10 may be cut along the line C.
  • the thickness of the water vapor barrier layer 3 is particularly preferably about 20 ⁇ m or less, about 10 ⁇ m or less, about 5 to 20 ⁇ m, and about 5 to 10 ⁇ m. preferable.
  • Example 1 Prepare a polyethylene terephthalate (PET) film (thickness 12 ⁇ m, melting point 260 ° C.) as a base material layer, and an unstretched polypropylene (CPP, melting point 160 ° C.) film (thickness 60 ⁇ m) containing a moisture-adsorbing material as a heat-sealing resin layer. did.
  • the unstretched polypropylene (CPP) film contains 30% by mass of calcium oxide as a water-adsorbing material.
  • a polyethylene terephthalate (PET) film and an unstretched polypropylene (CPP containing a moisture-adsorbing material) film were bonded by a dry laminating method using a two-component curable urethane adhesive, and then the obtained laminate was bonded.
  • a process film in which a base material layer (PET) / an adhesive layer (DL) / a heat-sealing resin layer (CPP containing a water-adsorbing material) was laminated in this order was obtained.
  • Example 2 A polyethylene terephthalate (PET) film (thickness 12 ⁇ m, melting point 260 ° C.) was prepared as a base material layer, and an unstretched polypropylene film (thickness 60 ⁇ m, melting point 160 ° C.) was prepared as a heat-sealing resin layer.
  • An aluminum alloy foil (JIS H4160: 1994 A8021HO, ALM with a thickness of 7 ⁇ m) was prepared as a water vapor barrier layer.
  • a base material layer and a water vapor barrier layer were adhered to each other by a dry laminating method using a two-component curable urethane adhesive to prepare a laminate of a base material layer / adhesive layer / water vapor barrier layer.
  • the water vapor barrier layer side of the obtained laminate and the heat-sealing resin layer are adhered by a dry laminating method, and the adhesive layer / is placed on the water vapor barrier layer.
  • a heat-sealing resin layer was laminated.
  • the base material layer (PET) / adhesive layer (DL) / water vapor barrier layer (ALM) / adhesive layer (DL) / heat-sealing resin layer A process film composed of a laminated body in which (CPP) was laminated in this order was obtained.
  • Example 3 A polyethylene terephthalate (PET) film (thickness 12 ⁇ m, melting point 160 ° C.) and a stretched nylon (ONy) film (thickness) in which a transparent gas barrier layer (SiOx thin film thickness 20 nm) is formed on the surface to provide a barrier property as a base material layer.
  • PET polyethylene terephthalate
  • ON stretched nylon
  • SiOx thin film thickness 20 nm a transparent gas barrier layer
  • a laminated film having a thickness of 15 ⁇ m and a melting point of 255 ° C. was installed so that the silica thin film faced the stretched nylon side, and was bonded with a two-component curable urethane adhesive (thickness after curing: 3 ⁇ m).
  • an unstretched polypropylene film (thickness 40 ⁇ m) was prepared as a heat-sealing resin layer.
  • the stretched nylon film side of the base material layer and the unstretched polypropylene film are adhered with a two-component curable urethane adhesive (thickness after curing 3 ⁇ m), and the base material layer (PET / transparent barrier (silica thin film) / An ONy) / adhesive layer (DL) / heat-sealing resin layer (CPP) was laminated in this order to obtain a process film.
  • Example 4 A polyethylene terephthalate (PET) film (thickness 12 ⁇ m, melting point 260 ° C.) was prepared as a base material layer, and an unstretched polypropylene (CPP) film (thickness 60 ⁇ m, melting point 160 ° C.) was prepared as a heat-sealing resin layer. Next, the polyethylene terephthalate (PET) film and the unstretched polypropylene (CPP) film are bonded with a two-component curable urethane adhesive (thickness after curing 3 ⁇ m) to form a base material layer (PET) / adhesive layer (DL). / A process film in which heat-sealing resin layers (CPP) were laminated in order was obtained.
  • PET polyethylene terephthalate
  • CPP unstretched polypropylene
  • Example 5 Polyethylene terephthalate (PET) film (thickness 12 ⁇ m, melting point 260 ° C.) as a base material layer, unstretched polypropylene film containing a water-adsorbing material as a heat-sealing resin layer (thickness 60 ⁇ m, melting point 160 ° C., water-adsorbing material (oxidation) CPP) containing 30% by mass of calcium) was prepared.
  • An aluminum alloy foil JIS H4160: 1994 A8021HO, ALM with a thickness of 7 ⁇ m was prepared as a water vapor barrier layer.
  • a base material layer and a water vapor barrier layer were adhered to each other by a dry laminating method using a two-component curable urethane adhesive to prepare a laminate of a base material layer / adhesive layer / water vapor barrier layer.
  • a two-component curable urethane adhesive using a two-component curable urethane adhesive, the water vapor barrier layer side of the obtained laminate and the heat-sealing resin layer are adhered by a dry laminating method, and the adhesive layer / is placed on the water vapor barrier layer.
  • a heat-sealing resin layer was laminated.
  • the base material layer (PET) / adhesive layer (DL) / water vapor barrier layer (ALM) / adhesive layer (DL) / heat-sealing resin layer A process film composed of a laminated body in which (CPP containing a water adsorbing material) was laminated in this order was obtained.
  • Example 6 A polyethylene terephthalate (PET) film (thickness 12 ⁇ m, melting point 260 ° C.) was prepared as a base material layer, and an unstretched polypropylene film (thickness 40 ⁇ m, melting point 160 ° C.) was prepared as a heat-sealing resin layer.
  • An aluminum alloy foil (JIS H4160: 1994 A8021HO, ALM with a thickness of 40 ⁇ m) was prepared as a water vapor barrier layer.
  • a base material layer and a water vapor barrier layer were adhered to each other by a dry laminating method using a two-component curable urethane adhesive to prepare a laminate of a base material layer / adhesive layer / water vapor barrier layer.
  • the water vapor barrier layer side of the obtained laminate and the heat-sealing resin layer are adhered by a dry laminating method, and the adhesive layer / is placed on the water vapor barrier layer.
  • a heat-sealing resin layer was laminated.
  • the base material layer (PET) / adhesive layer (DL) / water vapor barrier layer (ALM) / adhesive layer (DL) / heat-sealing resin layer A process film composed of a laminated body in which (CPP) was laminated in this order was obtained.
  • each process film 10 prepared in Examples and Comparative Examples (respectively, a rectangular shape having a length of 50 mm ⁇ a width of 70 mm ⁇ a thickness of 10 mm) is formed between two stainless steel plates 70 (respectively, each process film 10 (length 50 mm ⁇ width 70 mm ⁇ thickness 10 mm)).
  • One sheet (length 30 mm x width 30 mm rectangular shape), one non-woven fabric 71 (length 30 mm x width 30 mm x thickness 2 mm rectangular shape), and a stainless steel plate 72 (length 25 mm x width) that resembles an all-solid-state battery element.
  • One sheet (25 mm ⁇ 5 mm thick rectangular shape) was sandwiched, pressed at a pressure of 100 MPa for 300 minutes in an environment of 25 ° C., and fixed with bolts so that the pressure was maintained.
  • the center, the length direction, and the width direction of the two stainless steel plates 70, the stainless steel plate 72 resembling an all-solid-state battery element, the non-woven fabric 71, and the process film 10 were made to match.
  • the nonwoven fabric 71 was arranged on the substrate layer side of the process film 10.
  • the heat-sealing resin layer was set to be on the stainless steel plate 72 side having a thickness of 5 mm.
  • a PET film (length 80 mm ⁇ width 80 mm ⁇ thickness 0.15 mm rectangular shape) was placed between two sheets of each process film (length 120 mm ⁇ width 120 mm rectangular shape) prepared in Examples and Comparative Examples. At this time, in the process film of the example, the heat-sealing resin layers were made to face each other. Further, the process film and the PET film were previously left in a dry room having a dew point of -30 degrees for 48 hours to dry. Next, the peripheral edge of the process film was heat-sealed with a width of 10 mm, and the PET film was sealed so that the area (planar view) of the non-heat-sealed portion was 10000 mm 2 to prepare a test sample.
  • the PET film of Comparative Example 1 since the PET film cannot be heat-sealed, the PET film was used as a test sample with the PET film sandwiched between the two process films. Next, each test sample was allowed to stand in an environment of 25 ° C. and 55% RH for 48 hours. The PET film in the test sample is taken out, and the water content in the PET film after the test is confirmed by CA-200 (desktop coulometric moisture meter) and VA-236S (automatic water vaporizer), manufacturer: Mitsubishi Analytech). , The water absorption was evaluated by comparing with the water content of the PET film before the test. The evaluation criteria are as follows. The water content of the PET film before the evaluation was about 150 ppm. The results are shown in Table 1.
  • A The water content in the PET film is reduced by 20 ppm or more after the test
  • B The range of increase / decrease in the water content in the PET film after the test is less than 20 ppm
  • C The water content in the PET film is 20 ppm or more and 100 ppm after the test.
  • Increased in the following range D Moisture content in the PET film increased by more than 100 ppm after the test.
  • the SUS foil / solid electrolyte pellet / SUS foil is sandwiched from above and below so that the heat-bondable resin layers of the two process films face each other, and the peripheral edge of the process film is heat-fused in a vacuum environment.
  • Solid electrolyte pellets were sealed.
  • the electrodes attached to the solid electrolyte pellets were made to protrude outward from the peripheral edge of the process film.
  • SA-602 small tabletop roll press that performs roll pressing in a 25 ° C environment, the solid electrolyte pellets sealed with the process film are pressed at a pressure of 10 t / cm 2 at a speed of 1 m / min. Pressurized twice at speed.
  • a vacuum environment is created by sandwiching the SUS foil / solid electrolyte pellet / SUS foil from above and below so that the heat-sealing resin layers of the two process films 10 face each other, and heat-sealing the peripheral edge of the process film.
  • the solid electrolyte pellet was sealed.
  • the electrodes attached to the solid electrolyte pellets were made to protrude outward from the peripheral edge of the process film.
  • SA-602 small tabletop roll press that performs roll pressing in a 25 ° C environment, the solid electrolyte pellets sealed with the process film are pressed at a pressure of 10 t / cm 2 at a speed of 1 m / min. Pressurized twice at speed.
  • One sheet of each process film (length 30 mm x width 30 mm rectangular shape) prepared in step 1 and one stainless steel plate (length 20 mm x width 20 mm x thickness 5 mm rectangular shape) resembling an all-solid-state battery element are sandwiched between them.
  • the non-woven fabric was arranged on the base material layer side of the process film 10. Further, in the process film of the example, the heat-sealing resin layer was set to be on the stainless steel plate side having a thickness of 5 mm. Next, the process film was peeled off from a stainless steel plate having a thickness of 5 mm, and the ease of peeling was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 1. A: The process film can be easily peeled off without the process film biting into the corners of the stainless steel sheet. C: The process film bites into the corners of the stainless steel sheet and cannot be easily peeled off.
  • Item 1 A process film used in the process of pressurizing an all-solid-state battery element in the manufacture of an all-solid-state battery.
  • the process film is used in an application in which the all-solid-state battery element is pressurized with the process film covered with the all-solid-state battery element, and then peeled off from the all-solid-state battery element.
  • the process film is a process film composed of a laminate having a base material layer and a heat-sealing resin layer from at least the outside.
  • Item 2. Item 2. The process film according to Item 1, wherein the heat-sealing resin layer has a melting point of 140 ° C. or higher and 240 ° C. or lower.
  • Item 2 The process film according to Item 1 or 2, wherein the heat-sealing resin layer has a polyolefin skeleton.
  • Item 4. Item 6. The process film according to any one of Items 1 to 3, wherein the base film has a melting point of 200 ° C. or higher.
  • Item 5. Item 6. The process film according to any one of Items 1 to 4, which comprises a buffer layer.
  • Item 6. Item 6. The process film according to any one of Items 1 to 5, which comprises a water vapor barrier layer.
  • Item 7. Item 6. The process film according to any one of Items 1 to 6, wherein the water vapor permeation amount when allowed to stand in an environment of 40 ° C. and 100% RH for 48 hours is 10 cc / m 2 / day or less.
  • Item 8. Item 6. The process film according to any one of Items 1 to 7, wherein the heat-sealing resin layer contains a moisture-adsorbing material.
  • Item 9. Item 6. The process film according to any one of Items 1 to 8, wherein the heat-sealing resin layer contains a hydrogen sulfide absorbing material.
  • Item 10. It is a manufacturing method of all-solid-state batteries. The process of pressurizing the all-solid-state battery element with the all-solid-state battery element covered with the process film, and the process of pressurizing the all-solid-state battery element.
  • the process of peeling the process film from the all-solid-state battery element The step of sealing the all-solid-state battery element with a packaging material and Equipped with A method for manufacturing an all-solid-state battery, wherein the process film is composed of a laminate including a base material layer and a heat-sealing resin layer from at least the outside.
  • Base material layer 2 Adhesive layer 3 Water vapor barrier layer 4 Heat-sealing resin layer 5 Adhesive layer 6 Buffer layer 10 Process film 20 Negative electrode layer 21 Negative electrode active material layer 22 Negative electrode current collector 30 Positive electrode layer 31 Positive electrode active material layer 32 Positive electrode current collector 40 Solid electrolyte layer 50 Single cell 60 Terminal 61 Adhesive film

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Abstract

全固体電池の製造において、全固体電池素子を加圧する工程で用いられる、新規な工程フィルムを提供する。 全固体電池の製造において、全固体電池素子を加圧する工程に用いられる工程フィルムであって、 前記工程フィルムは、前記工程フィルムで前記全固体電池素子を被覆した状態で前記全固体電池素子を加圧し、その後に前記全固体電池素子から剥離される用途に用いられ、 前記工程フィルムは、少なくとも、外側から、基材層及び熱融着性樹脂層を備える積層体から構成されている、工程フィルム。

Description

全固体電池の製造に用いられる工程フィルム、及び全固体電池の製造方法
 本開示は、全固体電池の製造に用いられる工程フィルム、及び全固体電池の製造方法に関する。
 従来、様々なタイプの蓄電デバイスが開発されており、例えばリチウムイオン電池は、幅広い分野に使用されている。
 あらゆる蓄電デバイスにおいては、電極や電解質等の蓄電デバイス素子を封止するために包装材料(外装材)が不可欠な部材になっており、例えばリチウムイオン電池では外装材によって電解液が封止されている。
 リチウムイオン電池のように電解液を含む蓄電デバイスは、電解液の沸点以上の温度環境で使用することはできない。これに対して、電解質が固体電解質である全固体電池が知られている。全固体電池は、電池内に有機溶媒を用いないことから、安全性が高く、作動温度範囲が広いといった利点を有している。
 一方、全固体電池は、充放電に伴う負極や正極の膨張・収縮により、固体電解質と、負極活物質層や正極活物質層との間で剥離しやすく、電池の劣化が進行しやすいことが知られている。
 固体電解質と、負極活物質層や正極活物質層との間の剥離を抑制する方法として、全固体電池を高圧プレスした状態で拘束する技術が知られている。例えば、特許文献1には、正極集電体、正極層、電解質層、負極層、及び負極集電体を該順序で備えた積層体を作製する積層工程と、積層工程で作製した積層体を積層方向に加圧する加圧工程と、加圧工程の後、0.1MPa以上100MPa以下の圧力にて所定の時間の間、積層体を積層方向に加圧したまま拘束する拘束工程とを含む電池の製造方法が開示されている。
特開2012-142228号公報 特開2008-103288号公報
 前記の通り、固体電解質と、負極活物質層や正極活物質層との間の剥離を抑制する方法として、全固体電池を高圧プレスした状態で拘束する技術が知られている。しかしながら、包装材料で封止された全固体電池を高圧プレスに供すると、包装材料が薄肉となり、全固体電池の絶縁性や水蒸気バリア性が低下する懸念がある。
 このような懸念を解消する方法として、固体電解質、負極活物質層、正極活物質層などを含む全固体電池素子を、包装材料で封止する前に加圧することで、固体電解質と、負極活物質層や正極活物質層との間の密着性を高める方法が考えられる。密着性が高まることで、全固体電池の初期性能が高まることも期待される。また、加圧時に加熱することで、全固体電池の初期性能が高まることも期待される。
 しかしながら、本開示の発明者が検討したところ、全固体電池素子を加圧装置で加圧すると、固体電解質、負極活物質層、正極活物質層などが脱落し、電極や加圧装置に付着するという新たな課題が見出された。このような脱落物が、電極に付着すると短絡の原因となり得るし、加圧装置に付着すると、清掃のために加圧工程の中断が必要になるなど、全固体電池の生産効率を著しく低下させる懸念がある。
 このような状況下、本開示は、全固体電池の製造において、全固体電池素子を加圧する工程で用いられる、新規な工程フィルムを提供することを主な目的とする。
 本開示の発明者らは、前記課題を解決すべく、鋭意検討を行った。その結果、少なくとも、外側から、基材層及び熱融着性樹脂層を備える積層体から構成されている工程フィルムは、全固体電池の製造において、工程フィルムで全固体電池素子を被覆した状態で全固体電池素子を加圧し、その後に全固体電池素子から剥離される用途に好適に用いられることを見出した。
 本開示は、これらの知見に基づいて、更に検討を重ねることにより完成したものである。即ち、本開示は、下記に掲げる態様の発明を提供する。
 全固体電池の製造において、全固体電池素子を加圧する工程に用いられる工程フィルムであって、
 前記工程フィルムは、前記工程フィルムで前記全固体電池素子を被覆した状態で前記全固体電池素子を加圧し、その後に前記全固体電池素子から剥離される用途に用いられ、
 前記工程フィルムは、少なくとも、外側から、基材層及び熱融着性樹脂層を備える積層体から構成されている、工程フィルム。
 本開示によれば、全固体電池の製造において、全固体電池素子を加圧する工程で用いられる、新規な工程フィルムを提供することができる。また、本開示によれば、全固体電池の製造方法を提供することもできる。
本開示の工程フィルムを用いて全固体電池素子が被覆された様子を示す模式的断面図の一例である。 本開示の工程フィルムを用いて全固体電池素子が被覆された様子を示す模式的断面図の一例である。 本開示の工程フィルムを用いて全固体電池素子が被覆された様子を示す模式的平面図の一例である。 本開示の工程フィルムの積層構造の一例を示す模式的断面図である。 本開示の工程フィルムの積層構造の一例を示す模式的断面図である。 本開示の工程フィルムの積層構造の一例を示す模式的断面図である。 本開示の工程フィルムの積層構造の一例を示す模式的断面図である。 本開示の工程フィルムの積層構造の一例を示す模式的断面図である。 本開示の工程フィルム(成形されていない)で全固体電池素子を被覆した状態を示す模式的平面図の一例である。 本開示の工程フィルム(成形されていない)で全固体電池素子を被覆した状態を示す模式的平面図の一例である。 本開示の工程フィルム(成形されていない)で全固体電池素子を被覆した状態を示す模式的平面図の一例である。 耐圧試験の方法を説明するための模式図である。 全固体電池素子の加圧による、加圧装置への脱落物の付着の評価方法を説明するための模式図である。
 本開示の工程フィルムは、全固体電池の製造において、全固体電池素子を加圧する工程に用いられる工程フィルムであって、当該工程フィルムは、工程フィルムで全固体電池素子を被覆した状態で全固体電池素子を加圧し、その後に全固体電池素子から剥離される用途に用いられ、少なくとも、外側から、基材層及び熱融着性樹脂層を備える積層体から構成されていることを特徴としている。本開示の工程フィルムは、このような構成を備えていることにより、全固体電池の製造において、全固体電池素子を加圧する工程で好適に用いられる。具体的には、全固体電池素子を加圧する工程において、全固体電池素子の加圧によって発生する脱落物が電極や加圧部材に付着することを好適に抑制することができる。
 以下、本開示の工程フィルムについて詳述する。なお、本明細書において、「~」で示される数値範囲は「以上」、「以下」を意味する。例えば、2~15mmとの表記は、2mm以上15mm以下を意味する。
1.工程フィルムの積層構造及び物性
 本開示の工程フィルム10は、例えば図4から図8に示すように、少なくとも、外側から、基材層1と熱融着性樹脂層4をこの順に備える積層体から構成されている。工程フィルム10において、基材層1が外層側になり、熱融着性樹脂層4が内層側になる。工程フィルム10と電池素子を用いて全固体電池を組み立てる際に、工程フィルム10の熱融着性樹脂層4同士を対向させた状態で、周縁部を熱融着させることによって形成された空間に、全固体電池素子が収容される。
 工程フィルム10は、図4に示すように、基材層1と熱融着性樹脂層4のみの積層体であってもよい。また、図5から図8に示すように、基材層1と熱融着性樹脂層4との間に水蒸気バリア層3を備えていてもよい。また、水蒸気バリア層3の表面には、保護膜を有していることが好ましく、図5から図8には、水蒸気バリア層3の基材層1側の表面に水蒸気バリア層保護膜3b、熱融着性樹脂層4側の表面に水蒸気バリア層保護膜3aを備えている構成を図示している。図6に示すように、基材層1と水蒸気バリア層3との間に、これらの層間の接着性を高めることなどを目的として、必要に応じて接着剤層2を有していてもよい。また、図7に示すように、水蒸気バリア層3と熱融着性樹脂層4との間に、これらの層間の接着性を高めることなどを目的として、必要に応じて接着層5を有していてもよい。さらに、工程フィルムは、必要に応じて緩衝層6を含んでいてもよく、図8に示すように、緩衝層6は、例えば基材層1の外側(熱融着性樹脂層4側とは反対側)などに好適に設けることができる。なお、この場合、緩衝層6は、基材層1と接着させて工程フィルム10の一部としてもよいし、工程フィルム10とは別部材として、全固体電池素子の加圧の際に、工程フィルム10と共に用いてもよい。
 工程フィルム10を構成する積層体の厚みとしては、特に制限されないが、好ましくは約10000μm以下、約8000μm以下、約5000μm以下、約100μm以下が挙げられ、加圧の際に全固体電池素子を保護するという工程フィルム10の機能を好適に発揮する観点からは、好ましくは約5μm以上、約25μm以上、約100μm以上、約150μm以上、約200μm以上が挙げられ、好ましい範囲については、例えば、5~10000μm程度、5~8000μm程度、5~5000μm程度、25~10000μm程度、25~8000μm程度、25~5000μm程度、100~10000μm程度、100~8000μm程度、100~5000μm程度、150~10000μm程度、150~8000μm程度、150~5000μm程度、200~10000μm程度、200~8000μm程度、200~5000μm程度、5~100μm程度、25~200μm程度が挙げられ、特に25~5000μm程度が好ましい。
 また、全固体電池の製造において、全固体電池素子を加圧する工程は、一般にはドライルーム内で行われるが、大気中で行われる場合もある。大気中で加圧が行われる場合に、全固体電池素子が水分を吸収することを抑制する観点から、工程フィルム10の水蒸気透過量は小さいことが好ましい。このような観点から、40℃、100%RHの環境に48時間静置した場合の工程フィルム10の水蒸気透過量は、好ましくは10cc/m2/day以下、より好ましくは5cc/m2/day以下、さらに好ましくは2cc/m2/day以下、さらに好ましくは0cc/m2/dayである。工程フィルム10の水蒸気透過量の測定方法は、以下の通りである。
<水蒸気透過量>
 JIS K7129:2008の規定(附属書B)に準拠(試験サンプルのサイズ、測定時間などの測定条件は当該規定と共通)し、市販の測定装置(例えばモコン社のMOCON PERMATRAN-W 3/33)を用い、40℃100%RHの条件で水蒸気透過量(cc/m2/day)を測定する。
2.工程フィルムを形成する各層
 本開示の工程フィルム10は、少なくとも、外側から、基材層1及び熱融着性樹脂層4をこの順に備える積層体から構成されている。以下、本開示の工程フィルム10を構成する各層について、詳述する。
[基材層1]
 本開示において、基材層1は、工程フィルム10の保護部材や基材としての機能を発揮させることなどを目的として設けられる層である。基材層1は、工程フィルム10の外層側に位置する。
 基材層1を形成する素材については、保護部材や基材としての機能を備えるものであることを限度として特に制限されない。基材層1は、例えば樹脂を用いて形成することができ、樹脂には後述の添加剤が含まれていてもよい。なお、後述の通り、基材層1が緩衝層6を構成するようにしてもよく、この場合、基材層1を構成する材料として後述の緩衝層6を構成する材料を用いる。
 基材層1の形成には、例えば、樹脂により形成された樹脂フィルムを用いてもよいし、基材層1を形成する際に、樹脂を塗布して樹脂フィルムとしてもよい。樹脂フィルムは、未延伸フィルムであってもよいし、延伸フィルムであってもよい。延伸フィルムとしては、一軸延伸フィルム、二軸延伸フィルムが挙げられ、二軸延伸フィルムが好ましい。二軸延伸フィルムを形成する延伸方法としては、例えば、逐次二軸延伸法、インフレーション法、同時二軸延伸法等が挙げられる。樹脂を塗布する方法としては、ロールコーティング法、グラビアコーティング法、押出コーティング法などがあげられる。
 基材層1を形成する樹脂としては、例えば、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリウレタン、珪素樹脂、フェノール樹脂などの樹脂や、これらの樹脂の変性物が挙げられる。また、基材層1を形成する樹脂は、これらの樹脂の共重合物であってもよいし、共重合物の変性物であってもよい。さらに、これらの樹脂の混合物であってもよい。
 基材層1を形成する樹脂としては、これらの中でも、好ましくはポリエステル、ポリアミドが挙げられる。
 ポリエステルとしては、具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリエチレンイソフタレート、共重合ポリエステル等が挙げられる。これらの中でも、ポリエチレンテレフタレートが好ましい。また、共重合ポリエステルとしては、エチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体とした共重合ポリエステル等が挙げられる。具体的には、エチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体としてエチレンイソフタレートと重合する共重合体ポリエステル(以下、ポリエチレン(テレフタレート/イソフタレート)にならって略す)、ポリエチレン(テレフタレート/アジペート)、ポリエチレン(テレフタレート/ナトリウムスルホイソフタレート)、ポリエチレン(テレフタレート/ナトリウムイソフタレート)、ポリエチレン(テレフタレート/フェニル-ジカルボキシレート)、ポリエチレン(テレフタレート/デカンジカルボキシレート)等が挙げられる。これらのポリエステルは、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。
 また、ポリアミドとしては、具体的には、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン12、ナイロン46、ナイロン6とナイロン66との共重合体等の脂肪族ポリアミド;テレフタル酸及び/又はイソフタル酸に由来する構成単位を含むナイロン6I、ナイロン6T、ナイロン6IT、ナイロン6I6T(Iはイソフタル酸、Tはテレフタル酸を表す)等のヘキサメチレンジアミン-イソフタル酸-テレフタル酸共重合ポリアミド、ポリアミドMXD6(ポリメタキシリレンアジパミド)等の芳香族を含むポリアミド;ポリアミドPACM6(ポリビス(4‐アミノシクロヘキシル)メタンアジパミド)等の脂環式ポリアミド;さらにラクタム成分や、4,4’-ジフェニルメタン-ジイソシアネート等のイソシアネート成分を共重合させたポリアミド、共重合ポリアミドとポリエステルやポリアルキレンエーテルグリコールとの共重合体であるポリエステルアミド共重合体やポリエーテルエステルアミド共重合体;これらの共重合体等のポリアミドが挙げられる。これらのポリアミドは、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。
 基材層1は、ポリエステルフィルム、ポリアミドフィルム、及びポリオレフィンフィルムのうち少なくとも1つを含むことが好ましく、延伸ポリエステルフィルム、及び延伸ポリアミドフィルム、及び延伸ポリオレフィンフィルムのうち少なくとも1つを含むことが好ましく、延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム、延伸ナイロンフィルム、延伸ポリプロピレンフィルムのうち少なくとも1つを含むことがさらに好ましく、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム、二軸延伸ナイロンフィルム、二軸延伸ポリプロピレンフィルムのうち少なくとも1つを含むことがさらに好ましい。ナイロンは加圧に対する伸びが良好であることから、工程フィルム10の加圧への耐久性を高めるという観点からは、基材層1は、ナイロンを含むことが好ましい。一方、包装体中への水分の浸入をより好適に抑制する観点からは、基材層1は、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートを含むことが好ましい。
 基材層1は、単層であってもよいし、2層以上により構成されていてもよい。基材層1が2層以上により構成されている場合、基材層1は、樹脂フィルムを接着剤などで積層させた積層体であってもよいし、樹脂を共押出しして2層以上とした樹脂フィルムの積層体であってもよい。また、樹脂を共押出しして2層以上とした樹脂フィルムの積層体を、未延伸のまま基材層1としてもよいし、一軸延伸または二軸延伸して基材層1としてもよい。基材層1が単層である場合、基材層1は、ポリエステル(特にポリエチレンテレフタレート)の単層により構成されていることが好ましい。
 基材層1において、2層以上の樹脂フィルムの積層体の具体例としては、ポリエステルフィルムとナイロンフィルムとの積層体、2層以上のナイロンフィルムの積層体、2層以上のポリエステルフィルムの積層体などが挙げられ、好ましくは、延伸ナイロンフィルムと延伸ポリエステルフィルムとの積層体、2層以上の延伸ナイロンフィルムの積層体、2層以上の延伸ポリエステルフィルムの積層体が好ましい。例えば、基材層1が2層の樹脂フィルムの積層体である場合、ポリエステルフィルムとポリエステルフィルムの積層体、ポリアミド樹脂フィルムとポリアミド樹脂フィルムの積層体、またはポリエステルフィルムとポリアミド樹脂フィルムの積層体が好ましく、ポリエチレンテレフタレートフィルムとポリエチレンテレフタレートフィルムの積層体、ナイロンフィルムとナイロンフィルムの積層体、またはポリエチレンテレフタレートフィルムとナイロンフィルムの積層体がより好ましい。
 基材層1が、2層以上の樹脂フィルムの積層体である場合、2層以上の樹脂フィルムは、接着剤を介して積層させてもよい。好ましい接着剤については、後述の接着剤層2で例示する接着剤と同様のものが挙げられる。なお、2層以上の樹脂フィルムを積層させる方法としては、特に制限されず、公知方法が採用でき、例えばドライラミネート法、サンドイッチラミネート法、押出ラミネート法、サーマルラミネート法などが挙げられ、好ましくはドライラミネート法が挙げられる。ドライラミネート法により積層させる場合には、接着剤としてポリウレタン接着剤を用いることが好ましい。このとき、接着剤の厚みとしては、例えば2~5μm程度が挙げられる。また、樹脂フィルムにアンカーコート層を形成し積層させても良い。アンカーコート層は、後述の接着剤層2で例示する接着剤と同様のものがあげられる。このとき、アンカーコート層の厚みとしては、例えば0.01~1.0μm程度が挙げられる。
 工程フィルム10の高温高圧環境での加圧への耐久性を高める観点から、基材層1の融点は、好ましくは200℃以上、より好ましくは200~450℃程度、さらに好ましくは200~350℃程度である。なお、融点は、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定される融解ピーク温度である。
 また、基材層1の表面及び内部の少なくとも一方には、滑剤、難燃剤、アンチブロッキング剤、酸化防止剤、光安定剤、粘着付与剤、耐電防止剤等の添加剤が存在していてもよい。添加剤は、1種類のみを用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。
 本開示において、工程フィルム10は、成形して用いてもよい。工程フィルム10の成形は、例えば、金型を用いた成形(冷間成形など)、真空成形などの公知の方法で行うことができる。本開示において、工程フィルム10の金型を用いた成形による成形性を高める観点からは、基材層1の表面には、滑剤が存在していることが好ましい。滑剤としては、特に制限されないが、好ましくはアミド系滑剤が挙げられる。
 基材層1の厚みについては、保護部材や基材としての機能を発揮すれば特に制限されないが、例えば、3~200μm程度、好ましくは5~100μm、さらに好ましくは10~50μm程度が挙げられる。基材層1が、2層以上の樹脂フィルムの積層体である場合、各層を構成している樹脂フィルムの厚みとしては、それぞれ、好ましくは2~50μm程度が挙げられる。
 基材層1の片面または両面にガスバリア膜を設けてもよい。ガスバリア膜は、ガスバリア性を有する膜である。ガスバリア膜は、工程フィルム10のガスバリア性に主に寄与する。ガスバリア膜は、無機物であってもよいし、有機物であってもよく、ガスバリア性が高いことから無機物を含むことが好ましい。ガスバリア膜は、有機と無機の複合材料を含んでいてもよい。
 有機物としては、エチレン-ビニルアルコール共重合体(EVOH)、プロピレン-ビニルアルコール共重合体(PVOH)、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)等が挙げられる。
 無機物としては、例えば、金属(合金を含む)、無機化合物等が挙げられる。また、無機物を含むガスバリア膜としては、例えば、金属膜(例えば金属蒸着膜)、無機化合物を主成分とする膜(以下、無機化合物膜と称する場合がある。)、後述する有機と無機の複合材料等が挙げられる。
 金属膜を構成する金属としては、例えば、アルミニウム、ステンレス、チタン、ニッケル、鉄、銅等の金属またはこれらを含む合金を挙げることができる。フレキシブル性の観点から、金属膜は、アルミニウムであることが特に好ましい。
 無機化合物膜を構成する無機化合物としては、例えば、珪素、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、カリウム、スズ、ナトリウム、チタン、ホウ素、イットリウム、ジルコニウム、セリウム、亜鉛等の金属元素または非金属元素を含有する化合物が挙げられる。また、上記無機化合物としては、無機酸化物、無機酸化窒化物、無機窒化物、無機酸化炭化物、無機酸化炭化窒化物、酸化珪素亜鉛等が挙げられる。具体的には、SiO2等の珪素酸化物、Al23等のアルミニウム酸化物、マグネシウム酸化物、チタン酸化物、スズ酸化物、珪素亜鉛合金酸化物、インジウム合金酸化物、珪素窒化物、アルミニウム窒化物、チタン窒化物、酸化窒化珪素等を挙げることができる。無機化合物は、単独で用いてもよいし、上述の材料を任意の割合で混合して用いてもよい。
 有機と無機の複合材料としては、例えば、無機成分としてのシリカと、有機成分としての樹脂との複合材料が挙げられる。無機成分と有機成分の複合材料としては、例えば、ゾルゲル法を採用して形成されるものが公知であり、具体例としては、シリカとポリビニルアルコールとの複合材料(ポリビニルアルコール(PVA)中にシリカが均一に分散したもの)が挙げられる。ゾルゲル法において、有機成分としては、PVAの他、カルボキシル基、アセトアセチル基などで変性したPVAを用いることができ、無機成分としては、ケイ素アルコキシド(テトラエトキシシラン、メチルトリエトキシシランなど)を用いることができる。有機と無機の複合材料においては、有機材料中に無機材料が均一に分散して薄膜層を構成している。薄膜層を構成する有機と無機の複合材料は、1種類のみであってもよいし、2種類以上であってもよい。
 上記ガスバリア膜は、コーティング等による塗布膜であってもよく、蒸着膜であってもよい。中でも基材層1との密着性が高く、高ガスバリア性能を発揮することができる観点から蒸着膜であることが好ましい。上記ガスバリア膜は、1回蒸着により形成された単膜であってもよく、複数回蒸着により形成された多層膜であってもよい。ガスバリア膜が多層膜である場合、同一組成の膜を組み合わせてもよく、異なる組成の膜を組み合わせてもよい。ガスバリア膜が多層膜である場合、多層膜全体でガスバリア膜1層分とする。
 上記ガスバリア膜の厚みは、所望のガスバリア性を発揮することが可能であれば特に限定されず、ガスバリア膜の種類に応じて適宜設定することが出来る。ガスバリア膜の厚みは、例えば5nm以上200nm以下の範囲内とすることができ、中でも10nm以上100nm以下の範囲内であることが好ましい。なお、ガスバリア膜が多層膜である場合は、上記厚みは1回あたりの厚みをいう。上記ガスバリア膜の厚みが上述の範囲に満たないと、製膜が不十分となり所望のガスバリア性を示すことができない場合がある。また、強度を確保できず経時劣化する場合がある。一方、上記ガスバリア膜の厚みが上述の範囲を超えると、折り曲げ等の機械的な応力を受けたときに欠陥が発生しやすくなる場合や、フレキシブル性が低下する場合がある。
 ガスバリア膜の形成方法は、基材層1の片面または両面に所望の厚みで成膜可能な方法であればよく、塗布法、蒸着法、圧着法等、ガスバリア膜の種類に応じて従来公知の方法を用いることができる。
[接着剤層2]
 工程フィルム10において、接着剤層2は、基材層1と水蒸気バリア層3との接着性(水蒸気バリア層保護膜3bを有する場合には、基材層1と水蒸気バリア層保護膜3bとの接着性)を高めることを目的として、必要に応じて、これらの間に設けられる層である。
 接着剤層2は、基材層1と水蒸気バリア層3(又は水蒸気バリア層保護膜3b)とを接着可能である接着剤によって形成される。接着剤層2の形成に使用される接着剤は限定されないが、化学反応型、溶剤揮発型、熱溶融型、熱圧型等のいずれであってもよい。また、2液硬化型接着剤(2液性接着剤)であってもよく、1液硬化型接着剤(1液性接着剤)であってもよく、硬化反応を伴わない樹脂でもよい。また、接着剤層2は単層であってもよいし、多層であってもよい。
 接着剤に含まれる接着成分としては、具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリエチレンイソフタレート、共重合ポリエステル等のポリエステル;ポリエーテル;ポリウレタン;エポキシ樹脂;フェノール樹脂;ナイロン6、ナイロン66、ナイロン12、共重合ポリアミド等のポリアミド;ポリオレフィン、環状ポリオレフィン、酸変性ポリオレフィン、酸変性環状ポリオレフィンなどのポリオレフィン系樹脂;ポリ酢酸ビニル;セルロース;(メタ)アクリル樹脂;ポリイミド;ポリカーボネート;尿素樹脂、メラミン樹脂等のアミノ樹脂;クロロプレンゴム、ニトリルゴム、スチレン-ブタジエンゴム等のゴム;シリコーン樹脂等が挙げられる。これらの接着成分は1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの接着成分の中でも、好ましくはポリウレタン接着剤が挙げられる。また、これらの接着成分となる樹脂は適切な硬化剤を併用して接着強度を高めることができる。前記硬化剤は、接着成分の持つ官能基に応じて、ポリイソシアネート、多官能エポキシ樹脂、オキサゾリン基含有ポリマー、ポリアミン樹脂、酸無水物などから適切なものを選択する。
 ポリウレタン接着剤としては、例えば、ポリオール化合物を含有する第1剤と、イソシアネート化合物を含有する第2剤とを含むポリウレタン接着剤が挙げられる。好ましくはポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、およびアクリルポリオール等のポリオールを第1剤として、芳香族系又は脂肪族系のポリイソシアネートを第2剤とした二液硬化型のポリウレタン接着剤が挙げられる。また、ポリオール化合物としては、繰り返し単位の末端の水酸基に加えて、側鎖にも水酸基を有するポリエステルポリオールを用いることが好ましい。
 また、接着剤層2は、接着性を阻害しない限り他成分の添加が許容され、着色剤や熱可塑性エラストマー、粘着付与剤、フィラーなどを含有してもよい。接着剤層2が着色剤を含んでいることにより、工程フィルム10を着色することができる。着色剤としては、顔料、染料などの公知のものが使用できる。また、着色剤は、1種類のみを用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。
 顔料の種類は、接着剤層2の接着性を損なわない範囲であれば、特に限定されない。有機顔料としては、例えば、アゾ系、フタロシアニン系、キナクリドン系、アンスラキノン系、ジオキサジン系、インジゴチオインジゴ系、ペリノン-ペリレン系、イソインドレニン系、ベンズイミダゾロン系等の顔料が挙げられ、無機顔料としては、カーボンブラック系、酸化チタン系、カドミウム系、鉛系、酸化クロム系、鉄系等の顔料が挙げられ、その他に、マイカ(雲母)の微粉末、魚鱗箔等が挙げられる。
 着色剤の中でも、例えば工程フィルム10の外観を黒色とするためには、カーボンブラックが好ましい。
 顔料の平均粒子径としては、特に制限されず、例えば、0.05~5μm程度、好ましくは0.08~2μm程度が挙げられる。なお、顔料の平均粒子径は、レーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置で測定されたメジアン径とする。
 接着剤層2における顔料の含有量としては、工程フィルム10が着色されれば特に制限されず、例えば5~60質量%程度、好ましくは10~40質量%が挙げられる。
 接着剤層2の厚みは、基材層1と水蒸気バリア層3とを接着できれば、特に制限されないが、例えば、約1μm以上、約2μm以上が挙げられ、また、約10μm以下、約5μm以下が挙げられ、好ましい範囲については、1~10μm程度、1~5μm程度、2~10μm程度、2~5μm程度が挙げられる。
[着色層]
 着色層は、基材層1と水蒸気バリア層3(又は水蒸気バリア層保護膜3b)との間又は基材層1の外側に、必要に応じて設けられる層である(図示を省略する)。接着剤層2を有する場合には、基材層1と接着剤層2との間、接着剤層2と水蒸気バリア層3(又は水蒸気バリア層保護膜3b)との間に着色層を設けてもよい。また、基材層1の外側に着色層を設けてもよい。着色層を設けることにより、工程フィルム10を着色することができる。工程フィルム10が着色されることにより、全固体電池素子の加圧が均一に行われていることを目視などで確認しやすくなるという利点がある。
 着色層は、例えば、着色剤を含むインキを基材層1の表面、または水蒸気バリア層3の表面(水蒸気バリア層保護膜3bを有する場合には、水蒸気バリア層保護膜3bの表面)に塗布することにより形成することができる。着色剤としては、顔料、染料などの公知のものが使用できる。また、着色剤は、1種類のみを用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。また、基材層1の外側に着色層を設ける場合には、アンチブロッキング剤、艶消し剤、難燃剤、酸化防止剤、粘着付与剤、耐電防止剤等の添加剤を含んでいてもよい。添加剤の具体例としては、タルク、シリカ、グラファイト、カオリン、モンモリロナイト、マイカ、ハイドロタルサイト、シリカゲル、ゼオライト、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化ネオジウム、酸化アンチモン、酸化チタン、酸化セリウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、炭酸リチウム、安息香酸カルシウム、シュウ酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、アルミナ、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、高融点ナイロン、アクリレート樹脂、架橋アクリル、架橋スチレン、架橋ポリエチレン、ベンゾグアナミン、金、アルミニウム、銅、ニッケルなどが挙げられる。添加剤は、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの添加剤の中でも、分散安定性やコストなどの観点から、好ましくはシリカ、硫酸バリウム、酸化チタンが挙げられる。また、添加剤には、表面に絶縁処理、高分散性処理などの各種表面処理を施してもよい。
 着色層に含まれる着色剤の具体例としては、[接着剤層2]の欄で例示したものと同じものが例示される。
[水蒸気バリア層3]
 工程フィルム10において、水蒸気バリア層3は、少なくとも水分の浸入を抑止する層であり、必要に応じて設けられる。
 水蒸気バリア層3としては、例えば、バリア性を有する金属箔、蒸着膜、樹脂層などが挙げられる。蒸着膜としては金属蒸着膜、無機酸化物蒸着膜、炭素含有無機酸化物蒸着膜などが挙げられ、樹脂層としてはポリ塩化ビニリデン、クロロトリフルオロエチレン(CTFE)を主成分としたポリマー類やテトラフルオロエチレン(TFE)を主成分としたポリマー類やフルオロアルキル基を有するポリマー、およびフルオロアルキル単位を主成分としたポリマー類などのフッ素含有樹脂、エチレンビニルアルコール共重合体などが挙げられる。また、水蒸気バリア層3としては、これらの蒸着膜及び樹脂層の少なくとも1層を設けた樹脂フィルムなども挙げられる。水蒸気バリア層3は、複数層設けてもよい。水蒸気バリア層3は、金属材料により構成された層を含むことが好ましい。水蒸気バリア層3を構成する金属材料としては、具体的には、アルミニウム合金、ステンレス鋼、チタン鋼、鋼板などが挙げられ、金属箔として用いる場合は、アルミニウム合金箔及びステンレス鋼箔の少なくとも一方を含むことが好ましい。
 アルミニウム合金箔は、工程フィルム10の成形性を向上させる観点から、例えば、焼きなまし処理済みのアルミニウム合金などにより構成された軟質アルミニウム合金箔であることがより好ましく、より成形性を向上させる観点から、鉄を含むアルミニウム合金箔であることが好ましい。鉄を含むアルミニウム合金箔(100質量%)において、鉄の含有量は、0.1~9.0質量%であることが好ましく、0.5~2.0質量%であることがより好ましい。鉄の含有量が0.1質量%以上であることにより、より優れた成形性を有する工程フィルムを得ることができる。鉄の含有量が9.0質量%以下であることにより、より柔軟性に優れた工程フィルムを得ることができる。軟質アルミニウム合金箔としては、例えば、JIS H4160:1994 A8021H-O、JIS H4160:1994 A8079H-O、JIS H4000:2014 A8021P-O、又はJIS H4000:2014 A8079P-Oで規定される組成を備えるアルミニウム合金箔が挙げられる。また必要に応じて、ケイ素、マグネシウム、銅、マンガンなどが添加されていてもよい。また軟質化は焼鈍処理などで行うことができる。
 また、ステンレス鋼箔としては、オーステナイト系、フェライト系、オーステナイト・フェライト系、マルテンサイト系、析出硬化系のステンレス鋼箔などが挙げられる。さらに成形性に優れた工程フィルム10を提供する観点から、ステンレス鋼箔は、オーステナイト系のステンレス鋼により構成されていることが好ましい。
 ステンレス鋼箔を構成するオーステナイト系のステンレス鋼の具体例としては、SUS304、SUS301、SUS316Lなどが挙げられ、これら中でも、SUS304が特に好ましい。
 水蒸気バリア層3の厚みは、金属箔の場合、少なくとも水分の浸入を抑止する水蒸気バリア層としての機能を発揮すればよく、例えば1~200μm程度が挙げられる。水蒸気バリア層3の厚みは、例えば、好ましくは約85μm以下、より好ましくは約75μm以下、さらに好ましくは70μm以下、さらに好ましくは約50μm以下、さらに好ましくは約40μm以下が挙げられ、また、好ましくは約1μm以上、さらに好ましくは約5μm以上、さらに好ましくは45μm以上、さら好ましくは50μm以上、さらに好ましくは55μm以上が挙げられ、当該厚みの好ましい範囲としては、1~85μm程度、1~75μm程度、1~70μm程度、1~50μm程度、1~40μm程度、5~85μm程度、5~75μm程度、5~70μm程度、5~50μm程度、5~40μm程度、45~85μm程度、45~75μm程度、45~70μm程度、45~50μm程度、50~85μm程度、50~75μm程度、50~70μm程度、55~85μm程度、55~75μm程度が挙げられる。
 本開示の工程フィルム10を用いて全固体電池素子の加圧を行った後、工程フィルム10は全固体電池素子から剥離される。加熱後の工程フィルム10の剥離性を容易にする観点から、水蒸気バリア層3の厚みは、約20μm以下、約10μm以下、5~20μm程度、5~10μm程度であることが特に好ましい。
[水蒸気バリア層保護膜3a、3b]
 工程フィルム10においては、水蒸気バリア層3の熱融着性樹脂層4側の表面に、必要に応じて水蒸気バリア層保護膜3aを備えている。工程フィルム10においては、水蒸気バリア層3の熱融着性樹脂層4側の表面のみに、水蒸気バリア層保護膜3aを備えていてもよいし、水蒸気バリア層3の両面に、それぞれ、水蒸気バリア層保護膜3a,3bを備えていてもよい。本開示の全固体電池70において、熱融着性樹脂層側の表面に水蒸気バリア層保護膜3aを備えることが好ましい。また、水蒸気バリア層3の密着性を向上する観点から、水蒸気バリア層の両面に水蒸気バリア層保護膜3a,3bを備えることが好ましい。
 水蒸気バリア層保護膜3a,3bは、水蒸気バリア層3の表面を、酸化クロムなどのクロム化合物を含む処理液で化成処理することにより形成することができる。
 クロム化合物を含む処理液を用いた化成処理としては、例えば、リン酸及び/またはその塩中に、酸化クロムなどのクロム化合物を分散させたものを水蒸気バリア層3の表面に塗布し、焼付け処理を行うことにより、水蒸気バリア層3の表面に水蒸気バリア層保護膜を形成する方法が挙げられる。
 水蒸気バリア層保護膜3a,3bの厚さとしては、それぞれ、特に制限されないが、水蒸気バリア層3の劣化を効果的に抑制する観点から、好ましくは1nm~10μm程度、より好ましくは1~100nm程度、さらに好ましくは1~50nm程度が挙げられる。なお、水蒸気バリア層保護膜の厚さは、透過電子顕微鏡による観察、又は、透過電子顕微鏡による観察と、エネルギー分散型X線分光法もしくは電子線エネルギー損失分光法との組み合わせによって測定することができる。
 同様の観点から、水蒸気バリア層3の表面1m2当たりの水蒸気バリア層保護膜3a,3bの量としては、それぞれ、好ましくは1~500mg程度、より好ましくは1~100mg程度、さらに好ましくは1~50mg程度が挙げられる。
 クロム化合物を含む処理液を水蒸気バリア層の表面に塗布する方法としては、例えば、バーコート法、ロールコート法、グラビアコート法、浸漬法などが挙げられる。
 水蒸気バリア層3の表面の化成処理をより効率的に行う観点から、水蒸気バリア層3の表面に水蒸気バリア層保護膜3a,3bを設ける前には、アルカリ浸漬法、電解洗浄法、酸洗浄法、電解酸洗浄法、酸活性化法などの公知の処理方法で脱脂処理を行うことが好ましい。
[熱融着性樹脂層4]
 本開示の工程フィルム10において、熱融着性樹脂層4は、最内層に該当し、熱融着性樹脂層4同士が熱融着して全固体電池素子を被覆する機能を発揮する層(シーラント層)である。熱融着性樹脂層4同士を熱融着させるヒートシールの方法としては、例えば、バーシール、熱板シール、回転ロールシール、ベルトシール、インパルスシール、高周波シール、超音波シール等が挙げられる。
 熱融着性樹脂層4を構成している樹脂については、熱融着可能であることを限度として特に制限されないが、ポリオレフィン、酸変性ポリオレフィンなどのポリオレフィン骨格を含む樹脂が好ましい。熱融着性樹脂層4を構成している樹脂がポリオレフィン骨格を含むことは、例えば、赤外分光法、ガスクロマトグラフィー質量分析法などにより分析可能である。また、熱融着性樹脂層4を構成している樹脂を赤外分光法で分析すると、無水マレイン酸に由来するピークが検出されることが好ましい。例えば、赤外分光法にて無水マレイン酸変性ポリオレフィンを測定すると、波数1760cm-1付近と波数1780cm-1付近に無水マレイン酸由来のピークが検出される。熱融着性樹脂層4が無水マレイン酸変性ポリオレフィンより構成された層である場合、赤外分光法にて測定すると、無水マレイン酸由来のピークが検出される。ただし、酸変性度が低いとピークが小さくなり検出されない場合がある。その場合は核磁気共鳴分光法にて分析可能である。
 ポリオレフィンとしては、具体的には、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン等のポリエチレン;エチレン-αオレフィン共重合体;ホモポリプロピレン、ポリプロピレンのブロックコポリマー(例えば、プロピレンとエチレンのブロックコポリマー)、ポリプロピレンのランダムコポリマー(例えば、プロピレンとエチレンのランダムコポリマー)等のポリプロピレン;プロピレン-αオレフィン共重合体;エチレン-ブテン-プロピレンのターポリマー等が挙げられる。これらの中でも、ポリプロピレンが好ましい。共重合体である場合のポリオレフィン樹脂は、ブロック共重合体であってもよく、ランダム共重合体であってもよい。これらポリオレフィン系樹脂は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
 また、ポリオレフィンは、環状ポリオレフィンであってもよい。環状ポリオレフィンは、オレフィンと環状モノマーとの共重合体であり、前記環状ポリオレフィンの構成モノマーであるオレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、4-メチル-1-ペンテン、スチレン、ブタジエン、イソプレン等が挙げられる。また、環状ポリオレフィンの構成モノマーである環状モノマーとしては、例えば、ノルボルネン等の環状アルケン;シクロペンタジエン、ジシクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、ノルボルナジエン等の環状ジエン等が挙げられる。これらの中でも、好ましくは環状アルケン、さらに好ましくはノルボルネンが挙げられる。
 酸変性ポリオレフィンとは、ポリオレフィンを酸成分でブロック重合又はグラフト重合することにより変性したポリマーである。酸変性されるポリオレフィンとしては、前記のポリオレフィンや、前記のポリオレフィンにアクリル酸若しくはメタクリル酸等の極性分子を共重合させた共重合体、又は、架橋ポリオレフィン等の重合体等も使用できる。また、酸変性に使用される酸成分としては、例えば、マレイン酸、アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸等のカルボン酸またはその無水物が挙げられる。
 酸変性ポリオレフィンは、酸変性環状ポリオレフィンであってもよい。酸変性環状ポリオレフィンとは、環状ポリオレフィンを構成するモノマーの一部を、酸成分に代えて共重合することにより、または環状ポリオレフィンに対して酸成分をブロック重合又はグラフト重合することにより得られるポリマーである。酸変性される環状ポリオレフィンについては、前記と同様である。また、酸変性に使用される酸成分としては、前記のポリオレフィンの変性に使用される酸成分と同様である。
 好ましい酸変性ポリオレフィンとしては、カルボン酸またはその無水物で変性されたポリオレフィン、カルボン酸またはその無水物で変性されたポリプロピレン、無水マレイン酸変性ポリオレフィン、無水マレイン酸変性ポリプロピレンが挙げられる。
 熱融着性樹脂層4は、1種の樹脂単独で形成してもよく、また2種以上の樹脂を組み合わせたブレンドポリマーにより形成してもよい。さらに、熱融着性樹脂層4は、1層のみで形成されていてもよいが、同一又は異なる樹脂によって2層以上で形成されていてもよい。
 本開示の工程フィルム10においては、熱融着性樹脂層4が、ポリブチレンテレフタレートフィルム又はポリテトラフルオロエチレンフィルムにより形成されていることも好ましい。これらのフィルムは耐熱性に優れており、高温環境でのヒートシールが可能である。このため、工程フィルム10を用いて高温高圧環境で全固体電池素子を加圧する場合に特に有効である。なお、熱融着性樹脂層4を形成するポリブチレンテレフタレートフィルム又はポリテトラフルオロエチレンフィルムは、それぞれ、予め用意したポリブチレンテレフタレートフィルム又はポリテトラフルオロエチレンフィルムを接着層5と積層して熱融着性樹脂層4としてもよいし、ポリブチレンテレフタレートフィルム又はポリテトラフルオロエチレンフィルムを形成する樹脂を溶融押出しするなどしてフィルムとすると共に、接着層5と積層してもよい。
 ポリブチレンテレフタレートフィルムは、ポリブチレンテレフタレートに加えて、さらに、エラストマーをさらに含むことが好ましい。エラストマーは、ポリブチレンテレフタレートフィルムの高温環境における耐久性を担保しつつ、その柔軟性を高める役割を果たすものである。好ましいエラストマーとしては、ポリテトラメチレングリコールが挙げられる。ポリブチレンテレフタレートフィルムにおいて、エラストマーの含有量としては、ポリブチレンテレフタレートフィルムの高温環境における耐久性を担保しつつ、その柔軟性を高められる程度であれば、特に制限はなく、例えば約0.1質量%以上、好ましくは約0.5質量%以上、より好ましくは約1.0質量%以上、さらに好ましくは約3.0質量%以上である。また、当該含有量は、例えば約10.0質量%以下、約8.0質量%以下、約5.0質量%以下などである。当該含有量の好ましい範囲としては、0.1~10.0質量%程度、0.1~8.0質量%程度、0.1~5.0質量%程度、0.5~10.0質量%程度、0.5~8.0質量%程度、0.5~5.0質量%程度、1.0~10.0質量%程度、1.0~8.0質量%程度、1.0~5.0質量%程度、3.0~10.0質量%程度、3.0~8.0質量%程度、3.0~5.0質量%程度などが挙げられる。
 また、熱融着性樹脂層4が2層以上で形成されている場合、少なくとも1層が、ポリブチレンテレフタレートフィルム又はポリテトラフルオロエチレンフィルムにより形成されており、ポリブチレンテレフタレートフィルムは、最内層であることが好ましい。熱融着性樹脂層4が2層以上で形成されている場合、ポリブチレンテレフタレートフィルム又はポリテトラフルオロエチレンフィルムにより形成されていない層については、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィンや、酸変性ポリプロピレン、酸変性ポリエチレンなどの酸変性ポリオレフィンなどにより形成された層であってもよい。ただし、ポリオレフィンや酸変性ポリオレフィンは、ポリブチレンテレフタレート又はポリテトラフルオロエチレンフィルムと比較すると、高温環境下における耐久性が低いため、熱融着性樹脂層4は、ポリブチレンテレフタレートフィルム又はポリテトラフルオロエチレンフィルムのみによって構成されていることが好ましい。
 なお、熱融着させた熱融着性樹脂層4同士の剥離を容易にする場合には、例えばスチレンなどのビニルポリマーをポリレフィン中に微細に分散させた樹脂を熱融着性樹脂層4の形成に使用したり、熱融着性樹脂層4に粘着性を付与したりすればよい。このようにすれば、全固体電池素子から工程フィルム10を剥離する際に、ハサミやカッターなどで工程フィルム10を裁断する必要がなく、容易に剥離工程を行うことが可能となる。
 高温高圧環境での加圧への耐久性とヒートシールによる熱融着性を高める観点から、熱融着性樹脂層4の融点は、好ましくは140~240℃程度、より好ましくは140~230℃程度である。なお、融点は、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定される融解ピーク温度である。
 熱融着性樹脂層4は、必要に応じて水分吸着材料を含んでいてもよい。水分吸着材料としては、特に制限されず、公知の水分吸着材料を用いることができる。水分吸着材料は、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。
 水分吸着材料としては、特に制限されないが、好ましくは酸化カルシウム、無水硫酸マグネシウム、酸化マグネシウム、塩化カルシウム、ゼオライト、合成ゼオライト、酸化アルミニウム、シリカゲル、アルミナゲル、シリカアルミナゲル、及び、焼ミョウバンからなる群から選ばれる1種または2種以上を含有する材料などが挙げられる。中でも、酸化カルシウムと無水硫酸マグネシウムが特に好ましい。
 熱融着性樹脂層4に水分吸着材料を配合する場合、その含有率としては、例えば0.1~50質量%とすればよい。
 また、熱融着性樹脂層4は、必要に応じて硫化水素吸収材料を含んでいてもよい。硫化水素吸収材料としては、特に制限されず、公知の硫化水素吸収材料を用いることができる。硫化水素吸収材料は、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。また、熱融着性樹脂層4は、必要に応じて水分吸着材料と硫化水素吸収材料の両方を含んでいてもよい。
 硫化水素吸収材料としては、特に制限されないが、金属酸化物、および/または、金属あるいは金属イオンが担持あるいは混入された無機物であり、金属酸化物として好ましくはCuO、ZnO、AgOからなる群から選ばれる1種または2種以上からなる材料、金属あるいは金属イオンが担持あるいは混入された無機物における金属種が、Ca、Mg、Na、Cu、Zn、Ag、Pt、Au、Fe、Al、Niからなる群から選ばれる1種または2種以上を含む材料、SiO2/Al23モル比が1/1~2000/1の疎水性ゼオライト、ベントナイト、セピオライトからなる群から選ばれる1種または2種以上からなる材料などが挙げられる。また、硫化水素吸収材料は、最大粒子径が20μm以下であり、数平均粒子径が0.1μm以上、15μm以下である。
 熱融着性樹脂層4に硫化水素吸収材料を配合する場合、その含有率としては、例えば0.3~30質量%とすればよい。
 熱融着性樹脂層4に水分吸着材料や硫化水素吸収材料が含まれる場合、ヒートシール性を阻害しないために、熱融着性樹脂層4の基材層1側に含ませることが好ましい。例えば、熱融着性樹脂層4が2層以上により構成されている場合、最も内側層には水分吸着材料や硫化水素吸収材料を含ませずに、基材層1側の層に含ませることが好ましい。
 熱融着性樹脂層4は、必要に応じて滑剤などを含んでいてもよい。熱融着性樹脂層4が滑剤を含む場合、工程フィルムの成形性を高め得る。滑剤としては、特に制限されず、公知の滑剤を用いることができる。滑剤は、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。
 滑剤としては、特に制限されないが、好ましくはアミド系滑剤が挙げられる。滑剤の具体例としては、基材層1で例示したものが挙げられる。滑剤は、1種類単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
 熱融着性樹脂層4の表面に滑剤が存在する場合、その存在量としては、特に制限されないが、工程フィルムの成形性を高める観点からは、好ましくは10~50mg/m2程度、さらに好ましくは15~40mg/m2程度が挙げられる。
 熱融着性樹脂層4の表面に存在する滑剤は、熱融着性樹脂層4を構成する樹脂に含まれる滑剤を滲出させたものであってもよいし、熱融着性樹脂層4の表面に滑剤を塗布したものであってもよい。
 また、熱融着性樹脂層4の厚みとしては、熱融着性樹脂層同士が熱融着して全固体電池素子を被覆する機能を発揮すれば特に制限されないが、例えば約100μm以下、好ましくは約85μm以下、より好ましくは15~85μm程度が挙げられる。なお、例えば、後述の接着層5の厚みが10μm以上である場合には、熱融着性樹脂層4の厚みとしては、好ましくは約85μm以下、より好ましくは15~45μm程度が挙げられ、例えば後述の接着層5の厚みが10μm未満である場合や接着層5が設けられていない場合には、熱融着性樹脂層4の厚みとしては、好ましくは約20μm以上、より好ましくは35~85μm程度が挙げられる。
[接着層5]
 工程フィルム10において、接着層5は、水蒸気バリア層3(水蒸気バリア層保護膜3aを有する場合には水蒸気バリア層保護膜3a)と熱融着性樹脂層4を強固に接着させるために、これらの間に設けられる層である。
 接着層5は、水蒸気バリア層3と熱融着性樹脂層4とを接着可能である樹脂によって形成される。接着層5の形成に使用される樹脂としては、例えば接着剤層2で例示した接着剤と同様のものが使用できる。
 工程フィルムの耐熱性や耐内容物性などの耐久性や、厚みを薄くしつつ成形性を担保する観点からは、接着層5は硬化剤を含む樹脂組成物の硬化物であることが好ましい。
 硬化剤としては、オキサゾリン基を有する硬化剤、イソシアネート基を有する硬化剤などが挙げられる。また、C-O-C結合を有する硬化剤としては、オキサゾリン基を有する硬化剤、エポキシ基を有する硬化剤などが挙げられる。接着層5がこれらの硬化剤を含む樹脂組成物の硬化物であることは、例えば、ガスクロマトグラフ質量分析(GCMS)、赤外分光法(IR)、飛行時間型二次イオン質量分析法(TOF-SIMS)、X線光電子分光法(XPS)などの方法で確認することができる。
 イソシアネート基を有する化合物としては、特に制限されないが、水蒸気バリア層3と接着層5との密着性を効果的に高める観点からは、好ましくは多官能イソシアネート化合物が挙げられる。多官能イソシアネート化合物は、2つ以上のイソシアネート基を有する化合物であれば、特に限定されない。多官能イソシアネート系硬化剤の具体例としては、ペンタンジイソシアネート(PDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、これらをポリマー化やヌレート化したもの、これらの混合物や他ポリマーとの共重合物などが挙げられる。また、アダクト体、ビウレット体、イソシアヌレート体などが挙げられる。
 接着層5における、イソシアネート基を有する化合物の含有量としては、接着層5を構成する樹脂組成物中、0.1~50質量%の範囲にあることが好ましく、0.5~40質量%の範囲にあることがより好ましい。これにより、水蒸気バリア層3と接着層5との密着性を効果的に高めることができる。
 オキサゾリン基を有する化合物は、オキサゾリン骨格を備える化合物であれば、特に限定されない。オキサゾリン基を有する化合物の具体例としては、ポリスチレン主鎖を有するもの、アクリル主鎖を有するものなどが挙げられる。また、市販品としては、例えば、日本触媒社製のエポクロスシリーズなどが挙げられる。
 接着層5における、オキサゾリン基を有する化合物の割合としては、接着層5を構成する樹脂組成物中、0.1~50質量%の範囲にあることが好ましく、0.5~40質量%の範囲にあることがより好ましい。これにより、水蒸気バリア層3と接着層5との密着性を効果的に高めることができる。
 エポキシ基を有する化合物としては、例えば、エポキシ樹脂が挙げられる。エポキシ樹脂としては、分子内に存在するエポキシ基によって架橋構造を形成することが可能な樹脂であれば、特に制限されず、公知のエポキシ樹脂を用いることができる。エポキシ樹脂の重量平均分子量としては、好ましくは50~2000程度、より好ましくは100~1000程度、さらに好ましくは200~800程度が挙げられる。なお、本開示において、エポキシ樹脂の重量平均分子量は、標準サンプルとしてポリスチレンを用いた条件で測定された、ゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)により測定された値である。
 エポキシ樹脂の具体例としては、トリメチロールプロパンのグリシジルエーテル誘導体、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、変性ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールF型グリシジルエーテル、ノボラックグリシジルエーテル、グリセリンポリグリシジルエーテル、ポリグリセリンポリグリシジルエーテルなどが挙げられる。エポキシ樹脂は、1種類単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
 接着層5における、エポキシ樹脂の割合としては、接着層5を構成する樹脂組成物中、0.1~50質量%の範囲にあることが好ましく、0.5~40質量%の範囲にあることがより好ましい。これにより、水蒸気バリア層3と接着層5との密着性を効果的に高めることができる。
 ポリウレタンとしては、特に制限されず、公知のポリウレタンを使用することができる。接着層5は、例えば、2液硬化型ポリウレタンの硬化物であってもよい。
 接着層5における、ポリウレタンの割合としては、接着層5を構成する樹脂組成物中、0.1~50質量%の範囲にあることが好ましく、0.5~40質量%の範囲にあることがより好ましい。これにより、電解液などの水蒸気バリア層の腐食を誘発する成分が存在する雰囲気における、水蒸気バリア層3と接着層5との密着性を効果的に高めることができる。
 また、高温高圧環境への耐久性の観点から、接着層5は、ポリエステル及びポリカーボネートの少なくとも一方と、脂環式イソシアネート化合物及び芳香族イソシアネート化合物の少なくとも一方とを含む樹脂組成物の硬化物によって形成されることも好ましい。
 ポリエステルは、ポリエステルポリオールであることが好ましい。ポリエステルポリオールは、ポリマー主鎖にエステル結合を有し、かつ末端または側鎖に水酸基を複数有するものであれば特に制限されない。また、ポリカーボネートは、ポリカーボネートポリオールであることが好ましい。ポリエステルポリオールは、ポリマー主鎖にカーボーネート結合を有し、かつ末端または側鎖に水酸基を複数有するものであれば特に制限されない。接着層5を形成する樹脂組成物に含まれるポリエステル及びポリカーボネートは、それぞれ、1種類であってもよいし、2種類以上であってもよい。
 脂環式イソシアネート化合物は、脂環構造とイソシアネート基を有する化合物であれば特に制限されない。脂環式イソシアネート化合物は、2以上のイソシアネート基を有することが好ましい。脂環式イソシアネート化合物の具体例としては、イソホロンジイソシア
ネート(IPDI)など、これらをポリマー化やヌレート化したもの、これらの混合物や他ポリマーとの共重合物などが挙げられる。また、アダクト体、ビュレット体、イソシアヌレート体などが挙げられる。接着層5を形成する樹脂組成物に含まれる脂環式イソシアネート化合物は、1種類であってもよいし、2種類以上であってもよい。
 また、芳香族イソシアネート化合物は、芳香環とイソシアネート基を有する化合物であれば特に制限されない。芳香族イソシアネート化合物は、2以上のイソシアネート基を有することが好ましい。芳香族イソシアネート化合物の具体例としては、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、これらをポリマー化やヌレート化したもの、これらの混合物や他ポリマーとの共重合物などが挙げられる。また、アダクト体、ビュレット体、イソシアヌレート体などが挙げられる。接着層5を形成する樹脂組成物に含まれる芳香族イソシアネート化合物は、1種類であってもよいし、2種類以上であってもよい。
 接着層5を形成する樹脂組成物が、脂環式イソシアネート化合物及び芳香族イソシアネート化合物の少なくとも一方を含む場合、例えば、脂環式イソシアネート化合物が含まれ、芳香族イソシアネート化合物が含まれなくてもよいし、例えば、芳香族イソシアネート化合物が含まれ、脂環式イソシアネート化合物が含まれなくてもよいし、例えば、脂環式イソシアネート化合物及び芳香族イソシアネート化合物の両者が含まれていてもよい。
 接着層5における、脂環式イソシアネート化合物及び芳香族イソシアネート化合物の含有量としては、それぞれ、接着層5を構成する樹脂組成物中、0.1~50質量%の範囲にあることが好ましく、0.5~40質量%の範囲にあることがより好ましい。また、接着層5が脂環式イソシアネート化合物及び芳香族イソシアネート化合物の両者を含む場合には、これらの合計含有量が接着層5を構成する樹脂組成物中、0.1~50質量%の範囲にあることが好ましく、0.5~40質量%の範囲にあることがより好ましい。
 接着層5の厚さは、好ましくは、約50μm以下、約40μm以下、約30μm以下、約20μm以下、約5μm以下が挙げられ、また、好ましくは、約0.1μm以上、約0.5μm以上が挙げられ、当該厚さの範囲としては、好ましくは、0.1~50μm程度、0.1~40μm程度、0.1~30μm程度、0.1~20μm程度、0.1~5μm程度、0.5~50μm程度、0.5~40μm程度、0.5~30μm程度、0.5~20μm程度、0.5~5μm程度が挙げられる。
[緩衝層6]
 工程フィルム10は、全固体電池素子の加圧による圧力を均一に分散する緩衝機能を備えさせるために、緩衝層6を含んでいてもよい。緩衝層6は、工程フィルム10の熱融着性樹脂層4よりも外側に位置すればよく、好ましくは基材層1の外側に位置する。なお、基材層1が緩衝層6を構成するようにしてもよい。基材層1が緩衝層6を構成するためには、緩衝層6を構成する後述の材料を基材層1の材料として用いる。このようにすれば、基材層1とは別に緩衝層6を設けることなく、工程フィルム10に緩衝機能を備えさせることができる。
 緩衝層6を構成する材料としては、高圧プレスに対してクッションとして機能し得る(圧力を分散し得る)ものであれば特に制限されず、好ましくはゴム、不織布、発泡シートなどが挙げられる。ゴムとしては、弾性を備えていれば、特に制限されないが、例えば、天然ゴム、フッ素ゴム、シリコンゴムなどが挙げられる。ゴム硬度としては、20~90程度が好ましい。不織布を構成する素材としては、特に制限されず、好ましくは、後述の基材層1で例示した樹脂と同じ樹脂が例示される。全固体電池は、高温環境での使用が想定されるため、不織布は耐熱性に優れる材料によって構成されていることが好ましい。
 全固体電池素子の加圧による圧力を均一に分散する観点から、緩衝層6の目付けとしては、好ましくは約20g/m2以上、より好ましくは約30g/m2以上、さらに好ましくは100g/m2以上が挙げられ、また、好ましくは約300g/m2以下、より好ましくは約200g/m2以下が挙げられ、好ましい範囲としては、20~300g/m2程度、20~200g/m2程度、30~300g/m2程度、30~200g/m2程度、100~300g/m2程度、100~200g/m2程度が挙げられ、これらの中でも100~300g/m2程度、100~200g/m2程度が特に好ましい。
 全固体電池素子の加圧による圧力を均一に分散する観点から、緩衝層6を構成している繊維の繊維径としては、好ましくは約5μm以上、より好ましくは約15μm以上が挙げられ、また、好ましくは60μm以下、より好ましくは約40μm以下が挙げられ、好ましい範囲としては、5~60μm程度、5~40μm程度、15~60μm程度、15~40μm程度が挙げられ、特に好ましくは5~40μm程度である。
 緩衝層6の厚みは、好ましくは、約100μm以上、約200μm以上、約1000μm以上、また、約5000μm以下、約3000μm以下であり、好ましい範囲としては100~5000μm程度、100~3000μm程度、200~5000μm程度、200~3000μm程度、1000~5000μm程度、1000~3000μm程度が挙げられ、これらの中でも1000~3000μmが特に好ましい。
 なお、前記の通り、緩衝層6は、基材層1と接着させて工程フィルム10の一部としてもよいし、工程フィルム10とは別部材として、全固体電池素子の加圧の際に、工程フィルム10と共に用いてもよい。
 工程フィルム10の製造方法については、工程フィルム10が備える各層を積層させた積層体が得られる限り、特に制限されず、外側から、少なくとも、基材層1及び熱融着性樹脂層4がこの順となるように積層する工程を備える方法が挙げられる。基材層1と熱融着性樹脂層4の積層は、接着剤層2を用いた接着や、サーマルラミネート法、溶融押出などによって行うことができる。
 また、例えば工程フィルム10が水蒸気バリア層3を有する場合であれば、工程フィルム10の製造方法の一例としては、以下の通りである。まず、基材層1、接着剤層2、水蒸気バリア層3が順に積層された積層体(以下、「積層体A」と表記することもある)を形成する。積層体Aの形成は、具体的には、基材層1上又は水蒸気バリア層3に、接着剤層2の形成に使用される接着剤を、グラビアコート法、ロールコート法などの塗布方法で塗布、乾燥した後に、当該水蒸気バリア層3又は基材層1を積層させて接着剤層2を硬化させるドライラミネート法によって行うことができる。
 次いで、積層体Aの水蒸気バリア層3上に、熱融着性樹脂層4を積層させる。水蒸気バリア層3上に熱融着性樹脂層4を直接積層させる場合には、積層体Aの水蒸気バリア層3上に、熱融着性樹脂層4を構成する樹脂成分をグラビアコート法、ロールコート法などの方法により塗布すればよい。また、水蒸気バリア層3と熱融着性樹脂層4の間に接着層5を設ける場合には、例えば、(1)積層体Aの水蒸気バリア層3上に、接着層5及び熱融着性樹脂層4を共押出しすることにより積層する方法(共押出しラミネート法)、(2)別途、接着層5と熱融着性樹脂層4が積層した積層体を形成し、これを積層体Aの水蒸気バリア層3上にサーマルラミネート法により積層する方法、(3)積層体Aの水蒸気バリア層3上に、接着層5を形成させるための接着剤を押出し法や溶液コーティングし、高温で乾燥さらには焼き付ける方法などにより積層させ、この接着層5上に予めシート状に製膜した熱融着性樹脂層4をサーマルラミネート法により積層する方法、(4)積層体Aの水蒸気バリア層3と、予めシート状に製膜した熱融着性樹脂層4との間に、溶融させた接着層5を流し込みながら、接着層5を介して積層体Aと熱融着性樹脂層4を貼り合せる方法(サンドイッチラミネート法)などが挙げられる。
 工程フィルム10に緩衝層6を設ける場合であれば、例えば、基材層1の外側などに、緩衝層6を積層する。緩衝層6の積層には、接着剤などを用いることができる。なお、前記の通り、基材層1が緩衝層6を構成するようにしてもよく、この場合、基材層1を構成する材料として緩衝層6を構成する材料を用いる。
 上記のようにして、必要に応じて設けられる緩衝層6/基材層1(緩衝層6を構成していてもよい)/必要に応じて設けられる接着剤層2/必要に応じて設けられる水蒸気バリア層保護膜3b/必要に応じて設けられる水蒸気バリア層3/必要に応じて設けられる水蒸気バリア層保護膜3a/必要に応じて設けられる接着層5/熱融着性樹脂層4をこの順に備える積層体が形成されるが、必要に応じて設けられる接着剤層2及び接着層5の接着性を強固にするために、さらに、熱ロール接触式、熱風式、近赤外線式又は遠赤外線式などの加熱処理に供してもよい。このような加熱処理の条件としては、例えば150~250℃程度で1~5分間程度が挙げられる。
 工程フィルム10を構成する各層には、必要に応じて、製膜性、積層化加工、最終製品2次加工(パウチ化、エンボス成形)適性などを向上又は安定化するために、コロナ処理、ブラスト処理、酸化処理、オゾン処理などの表面活性化処理を施していてもよい。例えば、基材層1の少なくとも一方の表面にコロナ処理を施すことにより、製膜性、積層化加工、最終製品2次加工適性などを向上又は安定化させ得る。
3.全固体電池素子
 本開示の工程フィルム10(以下、「工程フィルム10」と表記することがある)が適用される全固体電池素子については、特に制限されない。すなわち、全固体電池の電池素子であれば特に制限されず、公知の全固体電池に使用されているものであってもよい。
 図1から図3は、本開示の工程フィルムを用いて全固体電池素子が被覆された様子を示す模式図である。これらの模式図に示すように、正極活物質層31と、負極活物質層21と、正極活物質層31と負極活物質層21との間に積層された固体電解質層40とを含む単電池50を少なくとも含む全固体電池素子が、本開示の工程フィルム10によって被覆される。より具体的には、正極活物質層31は正極集電体32の上に積層されて正極層30を構成しており、負極活物質層21は負極集電体22の上に積層されて負極層20を構成している。正極集電体32及び負極集電体22は、それぞれ、外部に露出した端子60に接合されて、外部環境と電気的に接続されている。正極層30と負極層20との間には、固体電解質層40が積層されており、正極層30、負極層20、及び固体電解質層40が単電池50を構成している。全固体電池素子は、単電池50を1つのみ含むものであってもよいし、複数の単電池50を含んでいてもよい。図1には、2つの単電池50を含む全固体電池素子を図示しており、図2には、3つの単電池50が積層されて全固体電池素子を構成している態様を図示している。
 全固体電池素子を工程フィルム10で被覆し、工程フィルム10の周縁部の熱融着性樹脂層4同士の少なくとも一部をヒートシールして、この状態で加圧に供する。このとき、端子60が全て工程フィルム10の周縁部の内側になるようにして、全固体電池素子を工程フィルム10で被覆してもよい(図9参照)し、端子60を周縁部の外側に突出させた状態で、全固体電池素子を工程フィルム10で被覆してもよい(図10,11参照)。工程フィルム10の周縁部の熱融着性樹脂層4同士の全周をヒートシールすれば、全固体電池素子が密封される(図9,10参照)。なお、本開示の工程フィルム10により形成された包装体中に全固体電池素子を収容する場合、本開示の工程フィルム10の熱融着性樹脂部分が内側(電池素子と接する面)になるようにして、包装体を形成する。
 図9~10は、工程フィルム10を成形せずに用い、工程フィルム10で全固体電池素子を被覆した状態を示す模式的平面図である。図9~図11に示すように、端子60と、工程フィルム10を剥離した後に全固体電池素子を封止する全固体電池用包装材料との密着性を高めるために、端子60には接着性フィルム61を配置することが好ましい。図9は、全固体電池素子の端子60及び接着性フィルム61が全て工程フィルム10によって形成された包装体中に封止された様子を示している。図9では、工程フィルム10の周縁部のヒートシールによって形成された熱融着部Sの内側に端子60全体が密封されている。また、図10,11では、全固体電池素子の端子60の先端部が包装体から突出した状態で、端子60の上から工程フィルム10がヒートシールされている。図10においては、接着性フィルム61は工程フィルム10の周縁部の熱融着部Sの内側に存在しており、接着性フィルム61がヒートシールされずに包装体が密封されている。なお、接着性フィルム61は工程フィルム10の周縁部の熱融着部Sの外側に存在させてもよい。一方、図11においては、工程フィルム10の周縁部に接着性フィルム61が位置しているが、接着性フィルム61を避けるようにして工程フィルム10の周縁部に熱融着部Sを設けた様子を示している。図11の態様では、包装体は密封されない。包装体中への水分の浸入をより好適に抑制する観点からは、図9に示すように、全固体電池素子の端子60及び接着性フィルム61を全て工程フィルム10によって形成された包装体中に封止することが好ましい。また、図10のように、端子60の上に熱融着部Sを形成すると、端子60と全固体電池用包装材料との密着性は低いことから、加圧後の剥離のきっかけとして剥離を容易にすることができる。工程フィルム10を全固体電池素子から剥離する際には、図9~11の模式図に示すように、全固体電池素子を傷つけないようにして、例えば熱融着部Sの内側の一点破線のラインSに沿って工程フィルム10を裁断すればよい。
 前記の通り、本開示の工程フィルム10が適用される全固体電池素子については、特に制限されない。以下、本開示の工程フィルム10が適用される全固体電池素子を構成する部材の材料等について例示する。
 前記の通り、全固体電池素子においては、少なくとも、正極層30、負極層20、及び固体電解質層40が単電池50を構成している。正極層30は、正極集電体32の上に正極活物質層31が積層された構造を備えている。負極層20は、負極集電体22の上に負極活物質層21が積層された構造を備えている。そして、正極集電体32及び負極集電体22は、それぞれ、外部に露出した端子60に接合されて、外部環境と電気的に接続されている。
[正極活物質層31]
 正極活物質層31は、少なくとも正極活物質を含有する層である。正極活物質層31は、正極活物質に加えて、必要に応じて、固体電解質材料、導電化材、結着材などをさらに含んでいてもよい。
 正極活物質としては、特に制限されず、酸化物活物質、硫化物活物質などが挙げられる。全固体電池が、全固体リチウム電池である場合、正極活物質として用いられる酸化物活物質としては、例えば、LiCoO2、LiMnO2、LiNiO2、LiVO2、LiNi1/3Co1/3Mn1/32等の岩塩層状型活物質、LiMn24、Li(Ni0.5Mn1.5)O4等のスピネル型活物質、LiFePO4、LiMnPO4等のオリビン型活物質、Li2FeSiO4、Li2MnSiO4等のSi含有活物質等が挙げられる。また、全固体リチウム電池の正極活物質として用いられる硫化物活物質としては、例えば、銅シュブレル、硫化鉄、硫化コバルト、硫化ニッケル等が挙げられる。
 正極活物質の形状は、特に制限されないが、例えば、粒子形状が挙げられる。正極活物質の平均粒径(D50)は、例えば、0.1~50μm程度であることが好ましい。また、正極活物質層31における正極活物質の含有量は、好ましくは10~99質量%程度、より好ましくは20~90質量%程度が挙げられる。
 正極活物質層31は、さらに固体電解質材料を含有することが好ましい。これにより、正極活物質層31中のイオン伝導性を向上させることができる。正極活物質層31に含有させる固体電解質材料については、後述する固体電解質層40で例示した固体電解質材料と同様である。正極活物質層における固体電解質材料の含有量は、好ましくは1~90質量%程度、より好ましくは10~80質量%程度が挙げられる。
 正極活物質層31は、さらに導電化材を含有していても良い。導電化材の添加により、正極活物質層の電子伝導性を向上させることができる。導電化材としては、例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンファイバー等を挙げることができる。また、正極活物質層は、さらに結着材を含有していても良い。結着材としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等のフッ素含有結着材等を挙げることができる。
 正極活物質層31の厚さは、全固体電池のサイズ等に応じて適宜設定されるが、好ましくは0.1~1000μm程度が挙げられる。
[正極集電体32]
 正極集電体32を構成する材料としては、例えばステンレス鋼(SUS)、アルミニウム、ニッケル、鉄、チタン、カーボンなどが挙げられる。
 正極集電体32の厚さは、全固体電池のサイズ等に応じて適宜設定されるが、好ましくは10~1000μm程度が挙げられる。
[負極活物質層21]
 負極活物質層21は、少なくとも負極活物質を含有する層である。負極活物質層21は、負極活物質に加えて、必要に応じて、固体電解質材料、導電化材、結着材などを含んでいてもよい。
 負極活物質としては、特に制限されず、例えば、カーボン活物質、金属活物質、酸化物活物質等が挙げられる。カーボン活物質としては、例えばメソカーボンマイクロビーズ(MCMB)、高配向性グラファイト(HOPG)等の黒鉛、ハードカーボンおよびソフトカーボン等の非晶質炭素等が挙げられる。金属活物質としては、例えばIn、Al、SiおよびSn等が挙げられる。酸化物活物質としては、例えばNb25、Li4Ti512、SiO等が挙げられる。
 負極活物質の形状は、特に制限されないが、例えば、粒子形状、膜形状などが挙げられる。負極活物質の平均粒径(D50)は、好ましくは0.1~50μm程度である。また、負極活物質層21における負極活物質の含有量は、例えば10~99質量%程度、より好ましくは20~90質量%程度が挙げられる。
 負極活物質層21は、さらに固体電解質材料を含有することが好ましい。これにより、負極活物質層21中のイオン伝導性を向上させることができる。なお、負極活物質層21に含有させる固体電解質材料については、後述の固体電解質層40で例示する固体電解質材料と同様である。負極活物質層21における固体電解質材料の含有量は、好ましくは1~90質量%程度、より好ましくは10~80質量%程度が挙げられる。
 負極活物質層21は、さらに導電化材を含有していても良い。また、負極活物質層21は、さらに結着材を含有していても良い。導電化材および結着材については、前述の正極活物質層31について例示したものと同様である。
 負極活物質層21の厚さは、全固体電池のサイズ等に応じて適宜設定されるが、好ましくは0.1~1000μm程度が挙げられる。
[負極集電体22]
 負極集電体22を構成する材料としては、例えばステンレス鋼(SUS)、銅、ニッケル、カーボン等が挙げられる。
 負極集電体22の厚さは、全固体電池のサイズ等に応じて適宜設定されるが、好ましくは10~1000μm程度が挙げられる。
[固体電解質層40]
 固体電解質層40は、固体電解質材料を含有する層である。固体電解質材料としては、例えば、硫化物固体電解質材料および酸化物固体電解質材料が挙げられる。
 硫化物固体電解質材料は、酸化物固体電解質材料に比べて、イオン伝導性が高いものが多い点で好ましく、酸化物固体電解質材料は、硫化物固体電解質材料に比べて、化学的安定性が高い点で好ましい。
 酸化物固体電解質材料の具体例としては、例えば、NASICON型構造を有する化合物等が挙げられる。NASICON型構造を有する化合物の一例としては、一般式Li1+xAlxGe2-x(PO43(0≦x≦2)で表される化合物が挙げられる。中でも、上記化合物は、Li1.5Al0.5Ge1.5(PO43であることが好ましい。また、NASICON型構造を有する化合物の他の例としては、一般式Li1+xAlxTi2-x(PO43(0≦x≦2)で表される化合物を挙げることができる。中でも、上記化合物は、Li1.5Al0.5Ti1.5(PO43であることが好ましい。また、全固体リチウム二次電池に用いられる酸化物固体電解質材料の他の例としては、LiLaTiO(例えば、Li0.34La0.51TiO3)、LiPON(例えば、Li2.9PO3.30.46)、LiLaZrO(例えば、Li7La3Zr212)等を挙げることができる。
 硫化物固体電解質材料の具体例としては、例えば、Li2S-P25、Li2S-P25-LiI、Li2S-P25-Li2O、Li2S-P25-Li2O-LiI、Li2S-SiS2、Li2S-SiS2-LiI、Li2S-SiS2-LiBr、Li2S-SiS2-LiCl、Li2S-SiS2-B23-LiI、Li2S-SiS2-P25-LiI、Li2S-B23、Li6PS5Cl、Li7311、Li2SP25-ZmSn(ただし、m、nは正の数。Zは、Ge、Zn、Gaのいずれか。)、Li2S-GeS2、Li2S-SiS2-Li3PO4、Li2S-SiS2-LixMOy(ただし、x、yは正の数。Mは、P、Si、Ge、B、Al、Ga、Inのいずれか。)等を挙げることができる。なお、上記「Li2S-P25」の記載は、Li2SおよびP25を含む原料組成物を用いてなる硫化物固体電解質材料を意味し、他の記載についても同様である。また、硫化物固体電解質材料は、硫化物ガラスであってもよく、結晶化硫化物ガラスであっても良い。
 固体電解質層40における固体電解質材料の含有量は、特に制限されないが、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上が挙げられる。固体電解質層は、結着材を含有していても良く、固体電解質材料のみから構成されていてもよい。
 固体電解質層40の厚さは、全固体電池のサイズ等に応じて適宜設定されるが、好ましくは0.1~1000μm程度、より好ましくは0.1~300μm程度が挙げられる。
 加圧工程において、全固体電池素子に加えられる圧力としては、固体電解質と負極活物質層との間(さらには固体電解質と正極活物質層との間)の剥離を好適に抑制する観点から、好ましくは約1MPa以上、より好ましくは10MPa以上、さらに好ましくは50MPa以上、さらに好ましくは約100MPa以上が挙げられ、また、好ましくは約500MPa以下、より好ましくは約300MPa以下、さらに好ましくは100MPa以下が挙げられ、好ましい範囲としては、1~500MPa程度、1~300MPa程度、1~100MPa程度、10~500MPa程度、10~300MPa程度、50~500MPa程度、50~300MPa程度、50~100MPa程度、100~500MPa程度、100~300MPa程度が挙げられる。加圧する方法としては、(ホット)ロールプレス、上下から金属板での(ホット)高圧プレスなど、加圧装置を利用した方法が採用される。
 また、同様の観点から、全固体電池素子を加圧する際の温度としては、好ましくは20℃以上、より好ましくは40℃以上、また、好ましくは200℃以下、より好ましくは150℃以下が挙げられ、好ましい範囲としては、20~150℃程度が挙げられる。
 本開示の工程フィルムで被覆した全固体電池素子の形状は、特に制限されないが、例えば図3の模式図に示すように、平面視矩形状であることが好ましい。さらに、平面視矩形状の全固体電池素子の第1辺の長さと、当該第1辺と垂直方向の第2辺の長さとの比(第1辺の長さ:第2辺の長さ)は、1:1から1:5程度であることが好ましい。なお、第1辺に対する第2辺の長さが長くなりすぎると、工程フィルム10を成形して後述する成形部Mを形成する際に、第2辺が金型に固定され難くなり、成形部Mの第2辺に沿った稜線部(後述する第1湾曲部)のR値が大きくなり過ぎる傾向がある。
 図1から図3の模式図に示されるように、全固体電池素子は、工程フィルム10が熱融着性樹脂層4側から水蒸気バリア層3側に突出するように形成された、平面視矩形状の成形部Mに収容されていることが好ましい。図1には、成形部Mが全固体電池素子の一方側に形成された図を示している。また、図2には、成形部Mが全固体電池素子の両方側に形成された図を示している。
4.全固体電池の製造方法
 本開示の全固体電池の製造方法は、前述した本開示の工程フィルム10を利用することを特徴としており、具体的には、以下の工程を備えている。
 全固体電池素子を工程フィルムで被覆した状態で、前記全固体電池素子を加圧する工程
 前記工程フィルムを前記全固体電池素子から剥離する工程
 前記全固体電池素子を包装材料で封止する工程
 前記のとおり、本開示の工程フィルム10は、少なくとも、外側から、基材層及び熱融着性樹脂層を備える積層体から構成されている。本開示の工程フィルム10の詳細については、前述の通りである。
 全固体電池素子を工程フィルムで被覆した状態で、前記全固体電池素子を加圧する工程は、全固体電池素子の固体電解質と、負極活物質層や正極活物質層との間の剥離を抑制するための工程である。本開示の全固体電池の製造方法においては、当該工程を備えることにより、全固体電池素子の加圧によって発生する脱落物が電極や加圧装置などに付着することが抑制される。
 本開示の工程フィルム10による全固体電池素子の被覆は、具体的には、工程フィルム10の内側に全固体電池素子を配置した状態で、工程フィルム10の周縁部の熱融着性樹脂層同士をヒートシールすることによって、工程フィルム10で全固体電池素子が被覆される。ヒートシール条件としては、熱融着性樹脂層同士が熱融着されれば特に制限されず、例えば温度160~240℃程度、面圧0.1~2MPa程度、0.5~10秒間程度とすればよい。
 なお、工程フィルム10中に全固体電池素子を収容する場合、工程フィルム10の熱融着性樹脂部分が内側(全固体電池素子と接する面)になるようにして、包装体を形成する。2枚の工程フィルム10の熱融着性樹脂層同士を対向させて重ね合わせ、重ねられた工程フィルムの周縁部を熱融着して包装体を形成してもよく、また、1枚の工程フィルム10を折り返して重ね合わせ、周縁部を熱融着して包装体を形成してもよい。折り返して重ね合わせる場合は、折り返した辺以外の辺を熱融着して三方シールにより包装体を形成してもよいし、フランジ部が形成できるように折り返して四方シールしてもよい。また、工程フィルム10には、全固体電池素子を収容するための凹部が、深絞り成形または張出成形によって形成されてもよい。一方の工程フィルム10には凹部を設けて他方の工程フィルム10には凹部を設けなくてもよいし、他方の工程フィルム10にも凹部を設けてもよい。工程フィルム10は成形せずに全固体電池素子の被覆に用いてもよい。
 次に、全固体電池素子を工程フィルムで被覆した状態で、全固体電池素子を加圧する工程を行う。前記の通り、このとき、端子60が全て工程フィルム10の周縁部の内側になるようにして、全固体電池素子を工程フィルム10で被覆してもよい(図9参照)し、端子60を周縁部の外側に突出させた状態で、全固体電池素子を工程フィルム10で被覆してもよい(図10,11参照)。工程フィルム10の周縁部の熱融着性樹脂層4同士の全周をヒートシールすれば、全固体電池素子が密封される(図9,10参照)。全固体電池素子を加圧する際の圧力及び温度などの条件は、前記の加圧工程に記載の通りである。
 図9~11は、工程フィルム10を成形せずに用い、工程フィルム10で全固体電池素子を被覆した状態を示す模式的平面図である。図9~図11に示すように、端子60と、工程フィルム10を剥離した後に全固体電池素子を封止する全固体電池用包装材料との密着性を高めるために、端子60には接着性フィルム61を配置することが好ましい。図9は、全固体電池素子の端子60及び接着性フィルム61が全て工程フィルム10によって形成された包装体中に封止された様子を示している。図9では、工程フィルム10の周縁部のヒートシールによって形成された熱融着部Sの内側に、端子60全体が密封されている。また、図10,11では、全固体電池素子の端子60の先端部が包装体から突出した状態で、端子60の上から工程フィルム10がヒートシールされている。図10においては、接着性フィルム61は工程フィルム10の周縁部の熱融着部Sの内側に存在しており、接着性フィルム61がヒートシールされずに包装体が密封されている。一方、図11においては、工程フィルム10の周縁部に接着性フィルム61が位置しているが、接着性フィルム61を避けるようにして工程フィルム10の周縁部に熱融着部Sを設けた様子を示している。図11の態様では、包装体は密封されない。包装体中への水分の浸入をより好適に抑制する観点からは、図9に示すように、全固体電池素子の端子60及び接着性フィルム61を全て工程フィルム10によって形成された包装体中に封止することが好ましい。また、図10及び図11のように、端子60の上に熱融着部Sを形成すると、端子60と工程フィルム10との密着性は低いことから、加圧後の剥離のきっかけとして剥離を容易にすることができる。
 前記工程フィルムを前記全固体電池素子から剥離する工程を行う。工程フィルム10を全固体電池素子から剥離する際には、図9~11の模式図に示すように、全固体電池素子を傷つけないようにして、例えば熱融着部Sの内側の一点破線のラインCに沿って工程フィルム10を裁断すればよい。前記の通り、加熱後の工程フィルム10の剥離性を容易にする観点から、水蒸気バリア層3の厚みは、約20μm以下、約10μm以下、5~20μm程度、5~10μm程度であることが特に好ましい。
 以下に実施例及び比較例を示して本開示を詳細に説明する。但し本開示は実施例に限定されるものではない。
<工程フィルムの製造>
[実施例1]
 基材層としてポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚さ12μm、融点260℃)、熱融着性樹脂層として水分吸着材料を含む未延伸ポリプロピレン(CPP、融点160℃)フィルム(厚さ60μm)を用意した。未延伸ポリプロピレン(CPP)フィルムには、水分吸着材料として酸化カルシウムが30質量%配合されている。次に、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムと未延伸ポリプロピレン(水分吸着材料を含むCPP)フィルムとを2液硬化型ウレタン接着剤を用い、ドライラミネート法により接着し、次に、得られた積層体をエージングし、加熱することにより、基材層(PET)/接着層(DL)/熱融着性樹脂層(水分吸着材料を含むCPP)が順に積層された工程フィルムを得た。
[実施例2]
 基材層としてポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚さ12μm、融点260℃)、熱融着性樹脂層として未延伸ポリプロピレンフィルム(厚さ60μm、融点160℃)を用意した。水蒸気バリア層としてアルミニウム合金箔(JIS H4160:1994 A8021H-O、厚さ7μmのALM)を用意した。2液硬化型ウレタン接着剤を用い、ドライラミネート法により、基材層と水蒸気バリア層とを接着し、基材層/接着剤層/水蒸気バリア層の積層体を作製した。次に、2液硬化型ウレタン接着剤を用い、ドライラミネート法により、得られた積層体の水蒸気バリア層側と、熱融着性樹脂層とを接着し、水蒸気バリア層の上に接着層/熱融着性樹脂層を積層させた。次に、得られた積層体をエージングし、加熱することにより、基材層(PET)/接着剤層(DL)/水蒸気バリア層(ALM)/接着層(DL)/熱融着性樹脂層(CPP)がこの順に積層された積層体からなる工程フィルムを得た。
[実施例3]
 基材層としてバリア性を持たせるために表面に透明なガスバリア層(SiOx薄膜 厚み20nm)を形成したポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚さ12μm、融点160℃)と延伸ナイロン(ONy)フィルム(厚さ15μm、融点255℃)とをシリカ薄膜が延伸ナイロン側と対向するように設置し、2液硬化型ウレタン接着剤(硬化後の厚み3μm)で接着された積層フィルムを用意した。また、熱融着性樹脂層として未延伸ポリプロピレンフィルム(厚さ40μm)を用意した。次に、基材層の延伸ナイロンフィルム側と未延伸ポリプロピレンフィルムとを2液硬化型ウレタン接着剤(硬化後の厚み3μm)で接着して、基材層(PET/透明バリア(シリカ薄膜)/ONy)/接着層(DL)/熱融着性樹脂層(CPP)が順に積層された工程フィルムを得た。
[実施例4]
 基材層としてポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚さ12μm、融点260℃)、熱融着性樹脂層として未延伸ポリプロピレン(CPP)フィルム(厚さ60μm、融点160℃)を用意した。次に、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムと未延伸ポリプロピレン(CPP)フィルムとを2液硬化型ウレタン接着剤(硬化後の厚み3μm)で接着して、基材層(PET)/接着層(DL)/熱融着性樹脂層(CPP)が順に積層された工程フィルムを得た。
[実施例5]
 基材層としてポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚さ12μm、融点260℃)、熱融着性樹脂層として水分吸着材料を含む未延伸ポリプロピレンフィルム(厚さ60μm、融点160℃、水分吸着材料(酸化カルシウム)を30質量%含むCPP)を用意した。水蒸気バリア層としてアルミニウム合金箔(JIS H4160:1994 A8021H-O、厚さ7μmのALM)を用意した。2液硬化型ウレタン接着剤を用い、ドライラミネート法により、基材層と水蒸気バリア層とを接着し、基材層/接着剤層/水蒸気バリア層の積層体を作製した。次に、2液硬化型ウレタン接着剤を用い、ドライラミネート法により、得られた積層体の水蒸気バリア層側と、熱融着性樹脂層とを接着し、水蒸気バリア層の上に接着層/熱融着性樹脂層を積層させた。次に、得られた積層体をエージングし、加熱することにより、基材層(PET)/接着剤層(DL)/水蒸気バリア層(ALM)/接着層(DL)/熱融着性樹脂層(水分吸着材料を含むCPP)がこの順に積層された積層体からなる工程フィルムを得た。
[実施例6]
 基材層としてポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚さ12μm、融点260℃)、熱融着性樹脂層として未延伸ポリプロピレンフィルム(厚さ40μm、融点160℃)を用意した。水蒸気バリア層としてアルミニウム合金箔(JIS H4160:1994 A8021H-O、厚さ40μmのALM)を用意した。2液硬化型ウレタン接着剤を用い、ドライラミネート法により、基材層と水蒸気バリア層とを接着し、基材層/接着剤層/水蒸気バリア層の積層体を作製した。次に、2液硬化型ウレタン接着剤を用い、ドライラミネート法により、得られた積層体の水蒸気バリア層側と、熱融着性樹脂層とを接着し、水蒸気バリア層の上に接着層/熱融着性樹脂層を積層させた。次に、得られた積層体をエージングし、加熱することにより、基材層(PET)/接着剤層(DL)/水蒸気バリア層(ALM)/接着層(DL)/熱融着性樹脂層(CPP)がこの順に積層された積層体からなる工程フィルムを得た。
[比較例1]
 ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚さ12μm、融点260℃)を工程フィルムとした。
<耐圧試験>
 図12の模式図に示すように、2枚のステンレス鋼板70(それぞれ、長さ50mm×幅70mm×厚さ10mmの矩形状)の間に、実施例及び比較例で用意した各工程フィルム10(長さ30mm×幅30mmの矩形状)1枚と、不織布71(長さ30mm×幅30mm×厚み2mmの矩形状)1枚と、全固体電池素子に見立てたステンレス鋼板72(長さ25mm×幅25mm×厚さ5mmの矩形状)1枚を挟み、25℃環境において、100MPaの圧力で300分間加圧し、圧力が保持される様にボルトで固定した。この時、2枚のステンレス鋼板70,全固体電池素子に見立てたステンレス鋼板72、不織布71、及び工程フィルム10の中心、長さ方向、幅方向が一致するようにした。また、不織布71は、工程フィルム10の基材層側に配置した。また、実施例の工程フィルムについては、熱融着性樹脂層が厚さ5mmのステンレス鋼板72側になるようにした。加圧後の工程フィルムの中心の位置で厚み方向に裁断し、得られた断面をレーザー顕微鏡VK-9500(KEYENCE製)で観察して、以下の基準で耐圧性を評価した。結果を表1に示す。
A:工程フィルムのどの層にも破れなどの破損が観察されない
C:工程フィルムのいずれかの層に破れなどの破損が観察される
<耐熱圧試験>
 前記の耐圧試験を150℃環境で行ったこと以外は、前記の耐圧試験と同様にして耐熱圧試験を行った。評価基準は以下の通りである。結果を表1に示す。
A:工程フィルムのどの層にも破れなどの破損が観察されない
C:工程フィルムのいずれかの層に破れなどの破損が観察される
<水蒸気透過量>
 実施例及び比較例で用意した各工程フィルムについて、それぞれ、JIS K7129:2008の規定(附属書B)に準拠(試験サンプルのサイズ、測定時間などの測定条件は当該規定と共通)し、モコン社のMOCON PERMATRAN-W 3/33を用い、40℃100%RHの条件で水蒸気透過量(cc/m2/day)を測定した。吸収材料を含有した工程部材は、含有していない同材料・同厚みの材料にて設定した時間と同時間での測定を実施した。結果を表1に示す。
<吸水性>
 実施例及び比較例で用意した各工程フィルム(長さ120mm×幅120mmの矩形状)2枚の間に、PETフィルム(長さ80mm×幅80mm×厚み0.15mmの矩形状)を配置した。このとき、実施例の工程フィルムについては、熱融着性樹脂層同士が対向するようにした。また、工程フィルムとPETフィルムは予め露点マイナス30度のドライルーム内に48時間放置して乾燥させた。次に、工程フィルムの周縁を10mm幅でヒートシールし、ヒートシールされていない部分の面積(平面視)が10000mm2となるようにしてPETフィルムを封止して試験サンプルとした。なお、比較例1の工程フィルムについては、PETフィルムをヒートシールできないため、2枚の工程フィルムでPETフィルムを挟んだ状態で試験サンプルとした。次に、各試験サンプルを25℃、55%RHの環境に48時間静置した。試験サンプル内のPETフィルムを取り出し、試験後におけるPETフィルム中の水分量をCA-200 (卓上型 電量法水分計)及びVA-236S (自動水分気化装置)、メーカー:三菱アナリテック)で確認し、試験前のPETフィルムの水分量と比較して吸水性を評価した。評価基準は以下の通りである。なお、評価前のPETフィルムの水分量は150ppm程度であった。結果を表1に示す。
A:試験後にPETフィルム中の水分量が20ppm以上減少している
B:試験後にPETフィルム中の水分量の増減の範囲が20ppm未満である
C:試験後にPETフィルム中の水分量が20ppm以上100ppm以下の範囲で増加している
D:試験後にPETフィルム中の水分量が100ppm超増加している
<全固体電池素子の加圧による、電極への脱落物の付着等>
 全固体電池の固体電解質層を構成する固体電解質ペレット(組成はLi2S:P25=75:25(質量比)、長さ20mm×幅20mm×厚み1mmの矩形)を1枚用意した。図13の模式図に示すように、固体電解質ペレットには、模擬電極として、上下に長さ35mm×幅21mm×厚み0.02mmのSUS箔を取り付けた。また、実施例及び比較例で用意した各工程フィルム(長さ45mm×幅45mm)を2枚ずつ用意した。2枚の工程フィルムの熱融着性樹脂層同士が対向するようにして、SUS箔/固体電解質ペレット/SUS箔を上下から挟み込み、工程フィルムの周縁部を熱融着させることにより、真空環境において、固体電解質ペレットを封止した。このとき、固体電解質ペレットに取り付けられた電極が、工程フィルムの周縁部から外側に突出するようにした。次に、25℃環境において、ロールプレスを行う加圧装置(SA-602小型卓上ロールプレス)を用いて、工程フィルムで封止した固体電解質ペレットを10t/cm2の圧力で速度1m/minの速度で2度加圧した。圧力を解除し、固体電解質ペレットの脱落物が、電極表面に付着または付着物により凹みが発生しているか否かを確認した。評価基準は以下の通りである。結果を表1に示す。なお、比較例1の工程フィルムは、PETフィルムであるため、熱融着することができない。このため、2枚の工程フィルムで固体電解質ペレットを挟み込んだ状態で、加圧を行った。また、参考のため、工程フィルムを用いずに全固体電池素子の加圧を行ったが、電極に固体電解質の脱落物が付着していたとともに、電極表面の付着物が再加圧時に電極に押しし付けられたことにより生じた凹みも見られた。
A:電極表面に付着または付着物により凹みが発生していない
C:電極表面に付着または付着物により凹みが発生している
<全固体電池素子の加圧による、加圧装置への脱落物の付着>
 全固体電池の固体電解質層を構成する固体電解質ペレット(組成はLi2S:P25=75:25(質量比)、長さ20mm×幅20mm×厚み1mmの矩形)を1枚用意した。図13の模式図に示すように、固体電解質ペレット81には、模擬電極として、上下に長さ35mm×幅21mm×厚み0.02mmのSUS箔80を取り付けた。また、実施例及び比較例で用意した各工程フィルム10(長さ45mm×幅45mm)を2枚ずつ用意した。2枚の工程フィルム10の熱融着性樹脂層同士が対向するようにして、SUS箔/固体電解質ペレット/SUS箔を上下から挟み込み、工程フィルムの周縁部を熱融着させることにより、真空環境において、固体電解質ペレットを封止した。このとき、固体電解質ペレットに取り付けられた電極が工程フィルムの周縁部から外側に突出するようにした。次に、25℃環境において、ロールプレスを行う加圧装置(SA-602小型卓上ロールプレス)を用いて、工程フィルムで封止した固体電解質ペレットを10t/cm2の圧力で速度1m/minの速度で2度加圧した。圧力を解除し、固体電解質ペレットの脱落物が、加圧装置に付着しているか否かを確認した。評価基準は以下の通りである。結果を表1に示す。なお、比較例1の工程フィルムは、PETフィルムであるため、熱融着することができない。このため、2枚の工程フィルムで固体電解質ペレットを挟み込んだ状態で、加圧を行った。また、参考のため、工程フィルムを用いずに全固体電池素子の加圧を行ったが、加圧装置に固体電解質の脱落物が付着していた。
A:加圧装置に固体電解質の脱落物が付着していない
C:加圧装置に固体電解質の脱落物が付着している
<工程フィルムの加圧後の剥離容易性>
 2枚のステンレス鋼板(それぞれ、長さ50mm×幅70mm×厚さ10mmの矩形状)の間に、不織布(長さ30mm×幅30mm×厚み2mmの矩形状)1枚と,実施例及び比較例で用意した各工程フィルム(長さ30mm×幅30mmの矩形状)1枚と、全固体電池素子に見立てた1枚のステンレス鋼板(長さ20mm×幅20mm×厚さ5mmの矩形状)を挟み、100MPaの圧力で300分間加圧した。この時、ステンレス鋼板と工程フィルムの中心、長さ方向、幅方向が一致するようにした。また、不織布は、工程フィルム10の基材層側に配置した。また、実施例の工程フィルムについては、熱融着性樹脂層が厚さ5mmのステンレス鋼板側になるようにした。次に、工程フィルムを厚さ5mmのステンレス鋼板から剥離し、剥離容易性を以下の基準で評価した。結果を表1に示す。
A:ステンレス鋼板の角部に工程フィルムが大きく食い込むことなく、容易に剥離できる
C:ステンレス鋼板の角部に工程フィルムが大きく食い込み、容易に剥離できない
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 以上の通り、本開示は、下記に掲げる態様の発明を提供する。
項1. 全固体電池の製造において、全固体電池素子を加圧する工程に用いられる工程フィルムであって、
 前記工程フィルムは、前記工程フィルムで前記全固体電池素子を被覆した状態で前記全固体電池素子を加圧し、その後に前記全固体電池素子から剥離される用途に用いられ、
 前記工程フィルムは、少なくとも、外側から、基材層及び熱融着性樹脂層を備える積層体から構成されている、工程フィルム。
項2. 前記熱融着性樹脂層の融点が、140℃以上240℃以下である、項1に記載の工程フィルム。
項3. 前記熱融着性樹脂層が、ポリオレフィン骨格を有する、項1又は2に記載の工程フィルム。
項4. 前記基材層の融点が、200℃以上である、項1~3のいずれか1項に記載の工程フィルム。
項5. 緩衝層を含む、項1~4のいずれか1項に記載の工程フィルム。
項6. 水蒸気バリア層を含む、項1~5のいずれか1項に記載の工程フィルム。
項7. 40℃、100%RHの環境に48時間静置した場合の水蒸気透過量が、10cc/m2/day以下である、項1~6のいずれか1項に記載の工程フィルム。
項8. 前記熱融着性樹脂層が、水分吸着材料を含む、項1~7のいずれか1項に記載の工程フィルム。
項9. 前記熱融着性樹脂層が、硫化水素吸収材料を含む、項1~8のいずれか1項に記載の工程フィルム。
項10. 全固体電池の製造方法であって、
 全固体電池素子を工程フィルムで被覆した状態で、前記全固体電池素子を加圧する工程と、
 前記工程フィルムを前記全固体電池素子から剥離する工程と、
 前記全固体電池素子を包装材料で封止する工程と、
を備え、
 前記工程フィルムは、少なくとも、外側から、基材層及び熱融着性樹脂層を備える積層体から構成されている、全固体電池の製造方法。
1 基材層
2 接着剤層
3 水蒸気バリア層
4 熱融着性樹脂層
5 接着層
6 緩衝層
10 工程フィルム
20 負極層
21 負極活物質層
22 負極集電体
30 正極層
31 正極活物質層
32 正極集電体
40 固体電解質層
50 単電池
60 端子
61 接着性フィルム

Claims (10)

  1.  全固体電池の製造において、全固体電池素子を加圧する工程に用いられる工程フィルムであって、
     前記工程フィルムは、前記工程フィルムで前記全固体電池素子を被覆した状態で前記全固体電池素子を加圧し、その後に前記全固体電池素子から剥離される用途に用いられ、
     前記工程フィルムは、少なくとも、外側から、基材層及び熱融着性樹脂層を備える積層体から構成されている、工程フィルム。
  2.  前記熱融着性樹脂層の融点が、140℃以上240℃以下である、請求項1に記載の工程フィルム。
  3.  前記熱融着性樹脂層が、ポリオレフィン骨格を有する、請求項1又は2に記載の工程フィルム。
  4.  前記基材層の融点が、200℃以上である、請求項1~3のいずれか1項に記載の工程フィルム。
  5.  緩衝層を含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の工程フィルム。
  6.  水蒸気バリア層を含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の工程フィルム。
  7.  40℃、100%RHの環境に48時間静置した場合の水蒸気透過量が、10cc/m2/day以下である、請求項1~6のいずれか1項に記載の工程フィルム。
  8.  前記熱融着性樹脂層が、水分吸着材料を含む、請求項1~7のいずれか1項に記載の工程フィルム。
  9.  前記熱融着性樹脂層が、硫化水素吸収材料を含む、請求項1~8のいずれか1項に記載の工程フィルム。
  10.  全固体電池の製造方法であって、
     全固体電池素子を工程フィルムで被覆した状態で、前記全固体電池素子を加圧する工程と、
     前記工程フィルムを前記全固体電池素子から剥離する工程と、
     前記全固体電池素子を包装材料で封止する工程と、
    を備え、
     前記工程フィルムは、少なくとも、外側から、基材層及び熱融着性樹脂層を備える積層体から構成されている、全固体電池の製造方法。
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