特開 2023-35436 固体電池、電子機器及び電子機器の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023035436

(43)【公開日】2023-03-13

(54)【発明の名称】固体電池、電子機器及び電子機器の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/058 20100101AFI20230306BHJP

   H01M 10/0562 20100101ALI20230306BHJP

   H01M 10/052 20100101ALI20230306BHJP

【ＦＩ】

H01M10/058

H01M10/0562

H01M10/052

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021142282

(22)【出願日】2021-09-01

(71)【出願人】

【識別番号】000237721

【氏名又は名称】ＦＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002918

【氏名又は名称】弁理士法人扶桑国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小林 正一

(72)【発明者】

【氏名】樋口 聡

【テーマコード（参考）】

5H029

【Ｆターム（参考）】

5H029AJ14

5H029AK01

5H029AK03

5H029AL01

5H029AL02

5H029AL03

5H029AL11

5H029AM12

5H029HJ12

5H029HJ18

(57)【要約】

【課題】汎用性の高い固体電池を実現する。
【解決手段】固体電池１は、電池本体１ａと、電池本体１ａに設けられて互いに分離された３つ以上の電極、例えば、４つの電極６０、電極７０、電極８０及び電極９０とを含む。電池本体１ａは、電解質層５０と、その一部によって互いに分離される複数の電極層とを有し、複数の電極層はそれぞれ、電極６０、電極７０、電極８０及び電極９０と接続される。固体電池１では、電極６０、電極７０、電極８０及び電極９０のうちのいずれか２つの電極を正極及び負極として選択可能であり、選択する２つの電極の組み合わせで電池電圧を変えることが可能になっている。これにより、１つの固体電池１を、異なる電池電圧を出力する固体電池として使用することができ、搭載可能な電子デバイスの種類を増やし、固体電池１の汎用性を高めることができる。
【選択図】図１３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の電極層と、前記複数の電極層間に設けられる電解質層とを有する電池本体と、
前記電池本体に設けられ、前記複数の電極層に接続される、互いに分離された３つ以上の電極と
を含み、
前記３つ以上の電極のうちのいずれか２つの電極を正極及び負極として選択可能であることを特徴とする固体電池。

【請求項2】

選択される前記２つの電極の異なる組み合わせでそれぞれ異なる電圧を示すことを特徴とする請求項１に記載の固体電池。

【請求項3】

前記３つ以上の電極の各々に、前記複数の電極層のうちの１層又は２層以上の電極層が接続されることを特徴とする請求項１又は２に記載の固体電池。

【請求項4】

前記電池本体は、６面体の形状を有し、
前記電池本体の３面以上に前記３つ以上の電極がそれぞれ設けられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の固体電池。

【請求項5】

前記複数の電極層のうち、選択される前記２つの電極にそれぞれ接続される電極層が、互いに異種の活物質を含有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の固体電池。

【請求項6】

前記複数の電極層のうち、選択される前記２つの電極にそれぞれ接続される電極層が、互いに同種の活物質を含有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の固体電池。

【請求項7】

複数の電極層と、前記複数の電極層間に設けられる電解質層とを有する電池本体と、
前記電池本体に設けられ、前記複数の電極層に接続される、互いに分離された３つ以上の電極と
を含み、
前記３つ以上の電極のうちのいずれか２つの電極を正極及び負極として選択可能である固体電池と、
前記２つの電極が選択された前記固体電池が搭載される電子デバイスと
を含むことを特徴とする電子機器。

【請求項8】

複数の電極層と、前記複数の電極層間に設けられる電解質層とを有する電池本体と、
前記電池本体に設けられ、前記複数の電極層に接続される、互いに分離された３つ以上の電極と
を含み、
前記３つ以上の電極のうちのいずれか２つの電極を正極及び負極として選択可能である固体電池を準備する工程と、
前記固体電池が搭載される電子デバイスの動作電圧に基づいて前記２つの電極を選択する工程と、
前記２つの電極が選択された前記固体電池を前記電子デバイスに搭載する工程と
を含むことを特徴とする電子機器の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、固体電池、電子機器及び電子機器の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

固体電池に関し、プレート状の本体部とその一方の面の外周に沿って設けられた外周凸状部とを備えた固体電解質を用い、その形状によって強度を高める技術が知られている。更に、固体電解質の外周凸状部で囲まれた領域に正極又は負極となる電極を配置した積層構造体を得る技術、その積層構造体を正極及び負極が交互になるように積層する技術が知られている。

【0003】

また、第１及び第２の電極層が電解質領域を介して交互に積層されるリチウムイオン二次電池に関し、その第１及び第２の電極層の活物質としてＬｉ_２ＭｎＯ_３を用い、正極と負極の区別が不要な無極性リチウムイオン二次電池を得る技術が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－１５２１９７号公報

【特許文献2】特開２０１１－２１６２３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、複数の電極層とそれらの間に設けられる電解質層とを有する電池本体を備えた固体電池では、正極層として機能する電極層に接続される正極の電極と、負極層として機能する電極層に接続される負極の電極の、２つの電極が設けられる。固体電池は、これら２つの電極の電位差、即ち、それらがそれぞれ接続される電極層（正極層及び負極層）の電位差で示される電圧（「電池電圧」と言う）で動作する。

【0006】

固体電池を電子デバイスに搭載する際には、その電子デバイスの動作に要する電圧（「動作電圧」と言う）を２つの電極から供給可能な電池電圧を示す固体電池が選択される。そのため、動作電圧が異なる電子デバイス毎に、電池電圧が異なる固体電池を準備することを要していた。従って、これまでの固体電池では、１種の動作電圧の供給に用途が限定されてしまい、搭載可能な電子デバイスの種類が限定的となることがあった。

【0007】

１つの側面では、本発明は、汎用性の高い固体電池を実現することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

１つの態様では、複数の電極層と、前記複数の電極層間に設けられる電解質層とを有する電池本体と、前記電池本体に設けられ、前記複数の電極層に接続される、互いに分離された３つ以上の電極とを含み、前記３つ以上の電極のうちのいずれか２つの電極を正極及び負極として選択可能である固体電池が提供される。

【0009】

また、別の態様では、固体電池が搭載された電子デバイスを含む電子機器、そのような電子機器の製造方法が提供される。

【発明の効果】

【0010】

１つの側面では、汎用性の高い固体電池を実現することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】固体電池の一例について説明する図（その１）である。

【図2】固体電池の一例について説明する図（その２）である。

【図3】固体電池の一例について説明する図（その３）である。

【図4】固体電池の一例について説明する図（その４）である。

【図5】固体電池の一例について説明する図（その５）である。

【図6】固体電池の一例について説明する図（その６）である。

【図7】固体電池の一例について説明する図（その７）である。

【図8】固体電池の一例について説明する図（その８）である。

【図9】固体電池の一例について説明する図（その９）である。

【図10】固体電池の製造方法の一例について説明する図（その１）である。

【図11】固体電池の製造方法の一例について説明する図（その２）である。

【図12】固体電池の製造方法の一例について説明する図（その３）である。

【図13】電極の選択の例について説明する図である。

【図14】固体電池の第１の変形例について説明する図である。

【図15】固体電池の第２の変形例について説明する図である。

【図16】固体電池が搭載された電子デバイスを含む電子機器について説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

正極活物質を含む正極層と、負極活物質を含む負極層との間に、酸化物固体電解質や硫化物固体電解質を用いた電解質層を設けるリチウムイオン電池等の固体電池が知られている。このような固体電池は、例えば、正極層及び負極層となる電極層、並びに固体電解質を用いた電解質層を、積層して熱圧着し、同時焼成することで、製造することができる。また、電極層の活物質として、Ｌｉ_２ＭｎＯ_３等のマンガン酸リチウムやＦｅＳｉ_２等の鉄シリサイドといった適当な材料を用いることで、充電前又は充放電前は正極層と負極層の区別のない、無極性の固体電池を得ることもできる。リチウムイオンの伝導を利用する固体電池の場合、充電時には、正極層から電解質層を介して負極層にリチウムイオンが伝導して取り込まれ、放電時には、負極層から電解質層を介して正極層にリチウムイオンが伝導して取り込まれる。固体電池では、このようなリチウムイオン伝導によって充放電動作が実現される。製造される固体電池の性能に寄与する電極層のパラメータとしては、リチウムイオン伝導性及び電子伝導率があり、電解質層のパラメータとしては、リチウムイオン伝導性がある。

【0013】

ところで、固体電池では、正極層として機能する電極層に接続される正極の電極と、負極層として機能する電極層に接続される負極の電極の、２つの電極が設けられる。固体電池の動作時の電池電圧は、これら２つの電極の電位差、即ち、それらがそれぞれ接続される電極層（正極層及び負極層）の電位差で示される。従って、固体電池の電池電圧は、それに含まれる電極層の構成（正極層及び負極層に含有される活物質等の成分材料）に依存する。

【0014】

従来、固体電池を電子デバイスに搭載する際には、その電子デバイスの動作に要する動作電圧を２つの電極から供給可能な電池電圧を示す固体電池が選択されていた。そのため、動作電圧が異なる電子デバイス毎に、電池電圧が異なる固体電池を準備することを要していた。従って、これまでの固体電池では、１種の動作電圧の供給に用途が限定されてしまい、搭載可能な電子デバイスの種類が限定的となることがあった。

【0015】

そこで、以下に示すような手法を用い、１種の動作電圧の供給に用途が限定されない、汎用性の高い固体電池を実現する。
［固体電池］
まず、固体電池の構成について説明する。

【0016】

図１～図９は固体電池の一例について説明する図である。
ここで、図１（Ａ）には固体電池の電池本体の一例の要部斜視図を模式的に示し、図１（Ｂ）には電池本体に電極が設けられた固体電池の一例の要部斜視図を模式的に示している。図２（Ａ）には電池本体の一例の要部正面図を模式的に示し、図２（Ｂ）には固体電池の一例の要部正面図を模式的に示している。図３（Ａ）には電池本体の一例の要部右側面図を模式的に示し、図３（Ｂ）には固体電池の一例の要部右側面図を模式的に示している。図４（Ａ）には電池本体の一例の要部左側面図を模式的に示し、図４（Ｂ）には固体電池の一例の要部左側面図を模式的に示している。図５（Ａ）には電池本体の一例の要部背面図を模式的に示し、図５（Ｂ）には固体電池の一例の要部背面図を模式的に示している。

【0017】

また、図６には固体電池の一例の要部平面図を模式的に示している。図７（Ａ）には図６のI－I断面図を模式的に示している。図７（Ｂ）には図６のII－II断面図を模式的に示している。図８（Ａ）には図６のIII－III断面図を模式的に示している。図８（Ｂ）には図６のIV－IV断面図を模式的に示している。図９（Ａ）には図６のV－V断面図を模式的に示している。図９（Ｂ）には図６のVI－VI断面図を模式的に示している。

【0018】

固体電池１は、リチウムイオン二次電池の一例である。固体電池１は、図１（Ａ）並びに図２（Ａ）、図３（Ａ）、図４（Ａ）及び図５（Ａ）に示すような電池本体１ａを含む。電池本体１ａは、直方体のような６面体の形状を有する。尚、電池本体１ａは、立方体のような６面体の形状を有していてもよい。電池本体１ａは、複数の電極層、ここでは一例として電極層１０、電極層２０、電極層３０及び電極層４０を有する。電池本体１ａは更に、電極層１０、電極層２０、電極層３０及び電極層４０を各々の一の側端面を除いて覆うように設けられる電解質層５０を有する。電解質層５０は、一部が電極層１０、電極層２０、電極層３０及び電極層４０の間に設けられる。

【0019】

図１（Ａ）及び図２（Ａ）に示すように、電池本体１ａでは、電極層１０として、４層の電極層１０が設けられる。４層の電極層１０は、各々の一の側端面が電解質層５０（電池本体１ａの面１０１）から露出するように、設けられる。尚、電極層１０の層数は４層に限定されるものではないが、ここでは説明の便宜上、電極層１０が４層である場合を例にする。

【0020】

図１（Ａ）及び図３（Ａ）に示すように、電池本体１ａでは、電極層２０として、４層の電極層２０が設けられる。４層の電極層２０は、各々の一の側端面が電解質層５０（電池本体１ａの面１０２）から露出するように、設けられる。尚、電極層２０の層数は４層に限定されるものではないが、ここでは説明の便宜上、電極層２０が４層である場合を例にする。

【0021】

図４（Ａ）に示すように、電池本体１ａでは、電極層３０として、３層の電極層３０が設けられる。３層の電極層３０は、各々の一の側端面が電解質層５０（電池本体１ａの面１０３）から露出するように、設けられる。尚、電極層３０の層数は３層に限定されるものではないが、ここでは説明の便宜上、電極層３０が３層である場合を例にする。

【0022】

図５（Ａ）に示すように、電池本体１ａでは、電極層４０として、３層の電極層４０が設けられる。３層の電極層４０は、各々の一の側端面が電解質層５０（電池本体１ａの面１０４）から露出するように、設けられる。尚、電極層４０の層数は３層に限定されるものではないが、ここでは説明の便宜上、電極層４０が３層である場合を例にする。

【0023】

このように電池本体１ａでは、電極層１０、電極層２０、電極層３０及び電極層４０が、各々の一部が６面体の異なる４つの面１０１、面１０２、面１０３及び面１０４からそれぞれ露出するように、設けられる。電極層１０、電極層２０、電極層３０及び電極層４０は、それらの間に設けられる電解質層５０の一部によって互いに分離される。

【0024】

尚、後述のように、４層の電極層２０と３層の電極層３０とは、電極層２０と電極層３０とが電解質層５０を介して交互に積層されるように設けられる。４層の電極層１０は、４層の電極層２０と同じ階層内にあって、電解質層５０を介して４層の電極層２０と並んで設けられる。３層の電極層４０は、３層の電極層３０と同じ階層内にあって、電解質層５０を介して３層の電極層３０と並んで設けられる。

【0025】

図１（Ｂ）並びに図２（Ｂ）、図３（Ｂ）、図４（Ｂ）及び図５（Ｂ）に示すように、固体電池１は更に、上記のような電池本体１ａに設けられた複数の電極、ここでは一例として４つの電極６０、電極７０、電極８０及び電極９０を含む。４つの電極６０、電極７０、電極８０及び電極９０はそれぞれ、６面体の電池本体１ａの、電極層１０、電極層２０、電極層３０及び電極層４０の各々の一部が露出する４つの面１０１、面１０２、面１０３及び面１０４に設けられる。

【0026】

図１（Ａ）及び図１（Ｂ）並びに図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、電極６０は、電池本体１ａの、４層の電極層１０の各々の一部が露出する面１０１に設けられる。電極６０は、４層の電極層１０と接続される。電極６０は、４層の電極層１０が露出する面１０１内における、４層の電極層１０の露出部分及び電解質層５０と接するように設けられる。

【0027】

図１（Ａ）及び図１（Ｂ）並びに図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、電極７０は、電池本体１ａの、４層の電極層２０の各々の一部が露出する面１０２に設けられる。電極７０は、４層の電極層２０と接続される。電極７０は、４層の電極層２０が露出する面１０２内における、４層の電極層２０の露出部分及び電解質層５０と接するように設けられる。

【0028】

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、電極８０は、電池本体１ａの、３層の電極層３０の各々の一部が露出する面１０３に設けられる。電極８０は、３層の電極層３０と接続される。電極８０は、３層の電極層３０が露出する面１０３内における、３層の電極層３０の露出部分及び電解質層５０と接するように設けられる。

【0029】

図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、電極９０は、電池本体１ａの、３層の電極層４０の各々の一部が露出する面１０４に設けられる。電極９０は、３層の電極層４０と接続される。電極９０は、３層の電極層４０が露出する面１０４内における、３層の電極層４０の露出部分及び電解質層５０と接するように設けられる。

【0030】

４つの電極６０、電極７０、電極８０及び電極９０は、互いに分離されて設けられる。即ち、４つの電極６０、電極７０、電極８０及び電極９０は、互いに接して電気的に接続されないように、互いに独立して設けられる。

【0031】

尚、ここでは、電極層１０、電極層２０、電極層３０及び電極層４０の各々の一部がそれぞれ露出する面１０１、面１０２、面１０３及び面１０４の各面内に、それぞれ電極６０、電極７０、電極８０及び電極９０が設けられる例を示す。これに限らず、４つの電極６０、電極７０、電極８０及び電極９０は、互いに分離されていれば、部分的に他の面内まで延びるように設けられてもよい。

【0032】

図１（Ｂ）に示すように、固体電池１は更に、電池本体１ａに設けられたマーカ２００を含む。マーカ２００は、４つの電極６０、電極７０、電極８０及び電極９０が設けられない面１０５の、その重心から外れた位置に設けられる。マーカ２００は、電池本体１ａの表面に設けられる４つの電極６０、電極７０、電極８０及び電極９０の識別、或いは電池本体１ａの内部に設けられて電極６０、電極７０、電極８０及び電極９０とそれぞれ接続される電極層１０、電極層２０、電極層３０及び電極層４０の識別等のために利用される。

【0033】

尚、図１（Ａ）に示す電池本体１ａの一例の面１０６側は、図１（Ａ）の面１０５側と同じ構成とすることができ、図１（Ｂ）に示す固体電池１の一例の面１０６側は、面１０５側にマーカ２００が設けられることを除き、図１（Ｂ）の面１０５側と同じ構成とすることができるため、ここでは図示を省略する。

【0034】

上記のような固体電池１及びその電池本体１ａについて更に説明する。
図６に示すように、固体電池１は、電池本体１ａの面１０５にマーカ２００が設けられ、電池本体１ａの面１０１、面１０２、面１０３及び面１０４にそれぞれ電極６０、電極７０、電極８０及び電極９０が設けられた構成を有する。

【0035】

電池本体１ａの、電極６０が設けられる面１０１側の端部（内部）には、図７（Ａ）に示すように、４層の電極層１０が設けられる。４層の電極層１０は、電解質層５０の一部によって互いに分離された状態で積層される。

【0036】

電池本体１ａの、電極９０が設けられる面１０４側の端部（内部）には、図７（Ｂ）に示すように、３層の電極層４０が設けられる。３層の電極層４０は、電解質層５０の一部によって互いに分離された状態で積層される。

【0037】

電池本体１ａの、電極７０が設けられる面１０２側の端部（内部）には、図８（Ａ）に示すように、面１０１側の４層の電極層１０と、面１０４側の３層の電極層４０と、それらの間に位置する４層の電極層２０とが設けられる。４層の電極層２０は、電解質層５０の一部によって互いに分離された状態で積層される。４層の電極層２０は、電解質層５０の一部によって４層の電極層１０及び３層の電極層４０と分離される。４層の電極層２０は、４層の電極層１０と同じ階層内に、４層の電極層１０と並んで設けられる。４層の電極層２０（及び４層の電極層１０）間の電解質層５０の部分に対応する階層内に、３層の電極層４０が設けられる。

【0038】

電池本体１ａの、電極８０が設けられる面１０３側の端部（内部）には、図８（Ｂ）に示すように、面１０１側の４層の電極層１０と、面１０４側の３層の電極層４０と、それらの間に位置する３層の電極層３０とが設けられる。３層の電極層３０は、電解質層５０の一部によって互いに分離された状態で積層される。３層の電極層３０は、電解質層５０の一部によって４層の電極層１０及び３層の電極層４０と分離される。３層の電極層３０は、３層の電極層４０と同じ階層内に、３層の電極層４０と並んで設けられる。３層の電極層３０（及び３層の電極層４０）は、４層の電極層１０間の電解質層５０の部分に対応する階層内に設けられる。

【0039】

４層の電極層２０と、３層の電極層３０とは、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示すように、電池本体１ａの端部よりも内側（例えば中央部）の領域では、電極層２０と電極層３０とが電解質層５０の一部を介して交互に積層されるように、設けられる。

【0040】

４層の電極層２０は、電池本体１ａの面１０２に一の側端面が露出し、他の側端面が電池本体１ａから露出せず、面１０２に露出する一の側端面に電極７０が接続される。３層の電極層３０は、電池本体１ａの、面１０２と対向する面１０３に一の側端面が露出し、他の側端面が電池本体１ａから露出せず、面１０３に露出する一の側端面に電極８０が接続される。

【0041】

４層の電極層１０は、電池本体１ａの面１０１に一の側端面が露出し、他の側端面が電池本体１ａから露出せず、面１０１に露出する一の側端面に電極６０が接続される。３層の電極層４０は、電池本体１ａの、面１０１と対向する面１０４に一の側端面が露出し、他の側端面が電池本体１ａから露出せず、面１０４に露出する一の側端面に電極９０が接続される。

【0042】

このように固体電池１では、電極６０、電極７０、電極８０及び電極９０とそれぞれ接続される電極層１０、電極層２０、電極層３０及び電極層４０が、図７（Ａ）、図７（Ｂ）、図８（Ａ）、図８（Ｂ）、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）のような配置とされる。電極層１０、電極層２０、電極層３０及び電極層４０は、電解質層５０の一部によって互いに分離される。

【0043】

固体電池１では、電極６０、電極７０、電極８０及び電極９０とそれぞれ接続される電極層１０、電極層２０、電極層３０及び電極層４０のうち、異なる電極に接続される電極層が、正極層及び負極層として機能する。正極層及び負極層として機能する電極層と接続される電極が、正極及び負極として機能する。

【0044】

例えば、固体電池１では、電極７０及び電極８０とそれぞれ接続される電極層２０及び電極層３０の、一方が正極層、他方が負極層として機能し、電極７０及び電極８０の、一方が正極、他方が負極として機能する。

【0045】

例えば、固体電池１では、電極６０及び電極９０とそれぞれ接続される電極層１０及び電極層４０の、一方が正極層、他方が負極層として機能し、電極６０及び電極９０の、一方が正極、他方が負極として機能する。

【0046】

例えば、固体電池１では、電極６０及び電極７０とそれぞれ接続される電極層１０及び電極層２０の、一方が正極層、他方が負極層として機能し、電極６０及び電極７０の、一方が正極、他方が負極として機能する。

【0047】

例えば、固体電池１では、電極６０及び電極８０とそれぞれ接続される電極層１０及び電極層３０の、一方が正極層、他方が負極層として機能し、電極６０及び電極８０の、一方が正極、他方が負極として機能する。

【0048】

例えば、固体電池１では、電極７０及び電極９０とそれぞれ接続される電極層２０及び電極層４０の、一方が正極層、他方が負極層として機能し、電極７０及び電極９０の、一方が正極、他方が負極として機能する。

【0049】

例えば、固体電池１では、電極８０及び電極９０とそれぞれ接続される電極層３０及び電極層４０の、一方が正極層、他方が負極層として機能し、電極８０及び電極９０の、一方が正極、他方が負極として機能する。

【0050】

電極層１０、電極層２０、電極層３０及び電極層４０は、それらとそれぞれ接続される電極６０、電極７０、電極８０及び電極９０から正極及び負極として選択される２つの電極と接続されるものが、正極層及び負極層として機能するように、材料が設定される。例えば、電極層１０、電極層２０、電極層３０及び電極層４０のそれぞれに含有される活物質の種類等が設定される。

【0051】

ここで、固体電池１における電池本体１ａの電解質層５０の材料、電極層１０、電極層２０、電極層３０及び電極層４０の材料、並びに電極６０、電極７０、電極８０及び電極９０の材料の例について述べる。

【0052】

固体電池１における電池本体１ａの電解質層５０は、固体電解質を含有する。電解質層５０の固体電解質には、酸化物固体電解質や硫化物固体電解質等が用いられる。例えば、電解質層５０の固体電解質として、ＮＡＳＩＣＯＮ（ナシコン）型の酸化物固体電解質の１種であるＬｉ_１．５Ａｌ_０．５Ｇｅ_１．５（ＰＯ_４）_３（「ＬＡＧＰ」と言う）が用いられる。ＬＡＧＰは、アルミニウム置換リン酸ゲルマニウムリチウム等とも称される。電解質層５０の固体電解質には、非晶質のＬＡＧＰ（「ＬＡＧＰｇ」と言う）又は結晶質のＬＡＧＰ（「ＬＡＧＰｃ」と言う）が用いられてよく、ＬＡＧＰｇ及びＬＡＧＰｃの両方が用いられてもよい。

【0053】

固体電池１における電池本体１ａの電極層１０、電極層２０、電極層３０及び電極層４０はそれぞれ、活物質、固体電解質及び導電助剤を含有する。
活物質は、電極層１０、電極層２０、電極層３０及び電極層４０をそれぞれ、正極層とするか、負極層とするか、或いは無極性の電極層とするかによって、活物質の種類が設定される。

【0054】

電極層１０、電極層２０、電極層３０及び電極層４０のそれぞれについて、正極層とする場合であれば、活物質として、正極活物質が含有される。正極活物質には、例えば、ピロリン酸コバルトリチウム（Ｌｉ_２ＣｏＰ_２Ｏ_７，「ＬＣＰＯ」と言う）が用いられる。このほか、正極活物質には、リン酸コバルトリチウム（ＬｉＣｏＰＯ_４）、リン酸バナジウムリチウム（Ｌｉ_３Ｖ_２（ＰＯ_４）_３，「ＬＶＰ」と言う）、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ_２）やその置換型（ＬｉＮｉ_０．８Ｃｏ_０．１５Ａｌ_０．０５Ｏ_２，ＬｉＮｉ_１／３Ｃｏ_１／３Ｍｎ_１／３Ｏ_２）、マンガン酸ニッケルリチウム（ＬｉＮｉ_０．５Ｍｎ_１．５Ｏ_４）、リン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ_４）等が用いられてもよい。

【0055】

電極層１０、電極層２０、電極層３０及び電極層４０のそれぞれについて、負極層とする場合であれば、活物質として、負極活物質が含有される。負極活物質には、例えば、アナターゼ型の酸化チタン（ＴｉＯ_２）が用いられる。このほか、負極活物質には、五酸化ニオブ（Ｎｂ_２Ｏ_５）、酸化タングステン（ＷＯ_２）、チタン酸リチウム（Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２）、ＮＡＳＩＣＯＮ型の酸化物系固体電解質の１種であるＬｉ_１．３Ａｌ_０．３Ｔｉ_１．７（ＰＯ_４）_３（「ＬＡＴＰ」と言う）、ＬＶＰ、ニッケルシリサイド（ＮｉＳｉ_２）、鉄シリサイド（ＦｅＳｉ_２）等が用いられてもよい。

【0056】

電極層１０、電極層２０、電極層３０及び電極層４０のそれぞれについて、無極性の電極層とする場合であれば、活物質として、マンガン酸リチウム（Ｌｉ_２ＭｎＯ_３）、鉄シリサイド等が含有される。例えば、鉄シリサイドは、負極活物質としても、導電助剤としても機能し得る材料である。鉄シリサイドを含有する電極層が、充電又は充放電の開始によって負極層とされる（負極層として固定される）と、鉄シリサイドは、負極活物質として機能する。鉄シリサイドを含有する電極層が、充電又は充放電の開始によって正極層とされる（正極層として固定される）と、鉄シリサイドは、導電助剤として機能する。

【0057】

電極層１０、電極層２０、電極層３０及び電極層４０にはそれぞれ、活物質として、１種の材料が含有されてもよいし、２種以上の材料が含有されてもよい。
電極層１０、電極層２０、電極層３０及び電極層４０の固体電解質には、酸化物固体電解質、例えば、ＬＡＧＰが用いられる。固体電解質には、ＬＡＧＰｇ又はＬＡＧＰｃが用いられてよく、ＬＡＧＰｇ及びＬＡＧＰｃの両方が用いられてもよい。

【0058】

電極層１０、電極層２０、電極層３０及び電極層４０の導電助剤には、例えば、カーボンナノファイバー、カーボンブラック、グラファイト、グラフェン、カーボンナノチューブ等のカーボン材料が用いられる。このほか、導電助剤には、鉄シリサイド等の導電性材料が用いられてもよい。

【0059】

電極層１０、電極層２０、電極層３０及び電極層４０は、それらとそれぞれ接続される電極６０、電極７０、電極８０及び電極９０から正極及び負極として選択される２つの電極と接続されるものが、正極層及び負極層として機能するように、材料が設定される。即ち、電極層１０、電極層２０、電極層３０及び電極層４０は、電極６０、電極７０、電極８０及び電極９０から正極及び負極として選択される２つの電極と接続されるものの間に、所定の電位差が得られるように、材料が設定される。

【0060】

例えば、電極層２０及び電極層３０を、一方に正極活物質を含有させ且つ他方に負極活物質を含有させて正極層及び負極層とし、電極層１０及び電極層４０を、一方に正極活物質を含有させ且つ他方に負極活物質を含有させて正極層及び負極層とするか、或いは電極層１０及び電極層４０の両方を無極性の電極層とする。

【0061】

例えば、電極層１０及び電極層４０を、一方に正極活物質を含有させ且つ他方に負極活物質を含有させて正極層及び負極層とし、電極層２０及び電極層３０を、一方に正極活物質を含有させ且つ他方に負極活物質を含有させて正極層及び負極層とするか、或いは電極層２０及び電極層３０の両方を無極性の電極層とする。

【0062】

例えば、電極層１０及び電極層２０を、一方に正極活物質を含有させ且つ他方に負極活物質を含有させて正極層及び負極層とし、電極層３０及び電極層４０を、一方に正極活物質を含有させ且つ他方に負極活物質を含有させて正極層及び負極層とするか、或いは電極層３０及び電極層４０の両方を無極性の電極層とする。

【0063】

例えば、電極層１０及び電極層３０を、一方に正極活物質を含有させ且つ他方に負極活物質を含有させて正極層及び負極層とし、電極層２０及び電極層４０を、一方に正極活物質を含有させ且つ他方に負極活物質を含有させて正極層及び負極層とするか、或いは電極層２０及び電極層４０の両方を無極性の電極層とする。

【0064】

例えば、電極層３０及び電極層４０を、一方に正極活物質を含有させ且つ他方に負極活物質を含有させて正極層及び負極層とし、電極層１０及び電極層２０を、一方に正極活物質を含有させ且つ他方に負極活物質を含有させて正極層及び負極層とするか、或いは電極層１０及び電極層２０の両方を無極性の電極層とする。

【0065】

電極層１０、電極層２０、電極層３０及び電極層４０は、それらとそれぞれ接続される電極６０、電極７０、電極８０及び電極９０から正極及び負極として選択される２つの電極と接続されるものが、所定の電位差を示し、正極層及び負極層として機能するように、材料が設定される。

【0066】

固体電池１における電極６０、電極７０、電極８０及び電極９０には、各種導体材料が用いられる。例えば、電極６０、電極７０、電極８０及び電極９０には、金属を含有する導電性ペーストを乾燥、硬化させたものや、スパッタ法又は蒸着法を用いて堆積される金属を用いることができる。電極６０、電極７０、電極８０及び電極９０の金属には、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）等の材料を用いることができる。電極６０、電極７０、電極８０及び電極９０には、互いに同種の材料が用いられてもよいし、互いに異種の材料が用いられてもよい。電極６０、電極７０、電極８０及び電極９０は、互いに分離されるように、即ち、互いに電気的に接続されないように独立して、設けられる。

【0067】

［固体電池の製造方法］
続いて、固体電池１の製造方法について説明する。
固体電池１の製造では、例えば、電解質シート、電極層ペースト及び埋め込み層ペーストが準備される。

【0068】

例えば、電解質シートの形成には、固体電解質、バインダー、可塑剤、分散剤及び希釈剤を含有するペーストが用いられる。ペーストが、塗工及び乾燥、例えば、ドクターブレード等のシート成形機を用いて塗工され、乾燥されることで、電解質シートが準備される。

【0069】

電極層ペーストとしては、活物質、固体電解質、導電助剤、バインダー、可塑剤、分散剤及び希釈剤を含有するものが準備される。電極層ペーストは、電極層１０、電極層２０、電極層３０及び電極層４０として設定される活物質等の材料成分を含有するものが、それぞれ準備される。電極層ペーストに用いられる固体電解質には、電解質シートに用いられる固体電解質と同種のものが用いられてもよいし、異種のものが用いられてもよい。

【0070】

埋め込み層ペーストとしては、固体電解質、バインダー、可塑剤、分散剤及び希釈剤を含有するものが準備される。埋め込み層ペーストの固体電解質には、電解質シートに用いられる固体電解質と同種のものが用いられてもよいし、異種のものが用いられてもよい。

【0071】

準備された電解質シート、電極層ペースト及び埋め込み層ペーストが用いられ、固体電池１が製造される。
図１０～図１２は固体電池の製造方法の一例について説明する図である。図１０（Ａ）には第１の電極層形成工程の一例の要部断面図を模式的に示し、図１０（Ｂ）には第１の埋め込み層形成工程の一例の要部断面図を模式的に示し、図１０（Ｃ）には第２の電極層形成工程の一例の要部断面図を模式的に示し、図１０（Ｄ）には第２の埋め込み層形成工程の一例の要部断面図を模式的に示している。図１１（Ａ）には電極層パーツ積層工程の一例の要部断面図を模式的に示し、図１１（Ｂ）には裁断工程の一例の要部断面図を模式的に示している。図１２（Ａ）には焼成工程の一例の要部断面図を模式的に示し、図１２（Ｂ）には電極形成工程の一例の要部断面図を模式的に示している。

【0072】

図１０（Ａ）に示すように、電解質シート５０ａの所定の領域上に、電極層１０用の材料成分を含有する電極層ペースト、及び電極層２０用の材料成分を含有する電極層ペーストが、スクリーン印刷法を用いて塗工され、乾燥されて、電極層１０及び電極層２０が形成される。電極層１０及び電極層２０の形成後、図１０（Ｂ）に示すように、それらの周囲に埋め込み層ペーストが塗工され、乾燥されて、埋め込み層５０ｂが形成される。これにより、図１０（Ｂ）に示すような電極層パーツ２が形成される。

【0073】

同様に、図１０（Ｃ）に示すように、電解質シート５０ａの所定の領域上に、電極層３０用の材料成分を含有する電極層ペースト、及び電極層４０用の材料成分を含有する電極層ペーストが、スクリーン印刷法を用いて塗工され、乾燥されて、電極層３０及び電極層４０が形成される。電極層３０及び電極層４０の形成後、図１０（Ｄ）に示すように、それらの周囲に埋め込み層ペーストが塗工され、乾燥されて、埋め込み層５０ｂが形成される。これにより、図１０（Ｄ）に示すような電極層パーツ３が形成される。

【0074】

電極層パーツ２及び電極層パーツ３の形成後、それらが交互に積層され、最上層に電解質シート５０ａが積層され、これらが熱圧着されて、図１１（Ａ）に示すような積層体４が形成される。積層体４の形成時には、電極層２０と電極層３０とが電解質シート５０ａを介して部分的に重なる位置関係（図９（Ａ））となるように、電極層パーツ２及び電極層パーツ３が予め形成され、それらが交互に積層される。更に、電極層１０同士、電極層２０同士、電極層３０同士、電極層４０同士がそれぞれ、電解質シート５０ａ及び埋め込み層５０ｂを介して重なる位置関係となるように、電極層パーツ２及び電極層パーツ３が予め形成され、それらが交互に積層される。

【0075】

積層体４の形成後、図１１（Ｂ）に示すように、裁断機を用いて積層体４が裁断され、その個片４ａが形成される。この裁断によって得られる個片４ａの一の切断面には電極層１０が露出し、他の切断面には電極層４０が露出する。図１１（Ｂ）では図示されないが、裁断によって得られる個片４ａの別の一の切断面（図１１（Ｂ）の紙面奥行側）には電極層２０が露出し、別の他の切断面（図１１（Ｂ）の紙面手前側）には電極層３０が露出する（図９（Ａ））。

【0076】

積層体４の裁断後、図１２（Ａ）に示すように、裁断によって得られた個片４ａに対し、脱脂及び焼成のための熱処理が行われる。熱処理において、脱脂は、例えば、酸素を含む雰囲気下、所定の温度及び時間の条件を用いて行われる。熱処理において、焼結は、例えば、窒素を含む雰囲気下、所定の温度及び時間の条件を用いて行われる。熱処理により、電極層１０、電極層２０、電極層３０及び電極層４０の脱脂及び各々の固体電解質の焼結が行われる。更に、電解質シート５０ａ及び埋め込み層５０ｂの脱脂及び固体電解質の焼結が行われ、電解質シート５０ａ及び埋め込み層５０ｂが一体化されて、電解質層５０が形成される。これにより、図１２（Ａ）に示すような電池本体１ａが形成される。

【0077】

図１２（Ａ）に示すように、電池本体１ａでは、面１０１に電極層１０の一の側端面が露出し、面１０４に電極層４０の一の側端面が露出する。図１２（Ａ）では図示されないが、電池本体１ａでは、別の面１０２（図１２（Ａ）の紙面奥行側）に電極層２０の一の側端面が露出し、別の面１０３（図１２（Ａ）の紙面手前側）に電極層３０の一の側端面が露出する（図９（Ａ））。

【0078】

電池本体１ａの形成後、図１２（Ｂ）に示すように、電池本体１ａの電極層１０が露出する面１０１に、電極層１０と接続される電極６０が形成され、電極層４０が露出する面１０４に、電極層４０と接続される電極９０が形成される。図１２（Ｂ）では図示されないが、電池本体１ａの電極層２０が露出する面１０２（図１２（Ｂ）の紙面奥行側）に、電極層２０と接続される電極７０が形成され、電極層３０が露出する面１０３（図１２（Ｂ）の紙面手前側）に、電極層３０と接続される電極８０が形成される（図９（Ａ））。例えば、電池本体１ａの表面に、導電性ペーストを塗工したり、金属を堆積したりすることで、電極６０、電極７０、電極８０及び電極９０が形成される。

【0079】

以上のような工程により、固体電池１が形成される。
［固体電池の使用方法］
続いて、固体電池１の使用方法について説明する。

【0080】

固体電池１では、電極層１０、電極層２０、電極層３０及び電極層４０から選択される２つの組み合わせによって所定の電位差が得られるように、予め電極層１０、電極層２０、電極層３０及び電極層４０の材料が設定される。例えば、電極層２０が正極層とされ且つ電極層３０が負極層とされた時には３Ｖの電位差が得られ、電極層１０が正極層とされ且つ電極層４０が負極層とされた時には２Ｖの電位差が得られるといったように、選択される２つの電極層の組み合わせによって所定の電位差が得られるように、予め材料が設定される。

【0081】

これにより、固体電池１では、電極層１０、電極層２０、電極層３０及び電極層４０のうち、いずれを正極層とし、いずれを負極層とするかによって、電池電圧を変更することが可能になっている。即ち、１つの固体電池１で２つ以上の電池電圧を実現することが可能になっている。

【0082】

電極層１０、電極層２０、電極層３０及び電極層４０のうち、いずれを正極層とし、いずれを負極層とするかは、それらにそれぞれ接続される電極６０、電極７０、電極８０及び電極９０から２つの電極を選択することで決定することができる。

【0083】

図１３は電極の選択の例について説明する図である。図１３（Ａ）～図１３（Ｃ）にはそれぞれ固体電池の一例の要部平面図を模式的に示している。
例えば、電極層２０を正極層とし、電極層３０を負極層とする場合には、図１３（Ａ）に示すように、電極層２０及び電極層３０にそれぞれ接続される電極７０及び電極８０を、それぞれ正極及び負極として選択する。

【0084】

例えば、電極層１０を正極層とし、電極層４０を負極層とする場合には、図１３（Ｂ）に示すように、電極層１０及び電極層４０にそれぞれ接続される電極６０及び電極９０を、それぞれ正極及び負極として選択する。

【0085】

例えば、電極層２０を正極層とし、電極層４０を負極層とする場合には、図１３（Ｃ）に示すように、電極層２０及び電極層４０にそれぞれ接続される電極７０及び電極９０を、それぞれ正極及び負極として選択する。

【0086】

電極６０、電極７０、電極８０及び電極９０から正極及び負極として選択可能な２つの電極の組み合わせは、図１３（Ａ）～図１３（Ｃ）の例に限定されるものではない。固体電池１では、図１３（Ａ）～図１３（Ｃ）の例に従い、電極層１０、電極層２０、電極層３０及び電極層４０のうち、いずれを正極層とし、いずれを負極層とするかによって、電極６０、電極７０、電極８０及び電極９０から２つの電極が選択される。電極６０、電極７０、電極８０及び電極９０から２つの電極が正極及び負極として選択されることで、固体電池１の電池電圧が設定される。電極６０、電極７０、電極８０及び電極９０から正極及び負極として選択される２つの電極の組み合わせを変えることで、固体電池１の電池電圧が変えられる。

【0087】

このように固体電池１では、電極６０、電極７０、電極８０及び電極９０から正極及び負極として選択する２つの電極の組み合わせを変えることで、１つの固体電池１を、異なる電池電圧を出力する固体電池として使用することができる。よって、固体電池１では、それを搭載する一の電子デバイスの動作電圧に基づき、電極６０、電極７０、電極８０及び電極９０から２つの電極を選択し、電池電圧を設定することができる。動作電圧が異なる別の電子デバイスに搭載する場合には、その動作電圧に基づき、電極６０、電極７０、電極８０及び電極９０から別の組み合わせの２つの電極を選択し、別の電池電圧を設定することができる。

【0088】

上記のような固体電池１によれば、電池電圧が１つの従来の固体電池に比べて、搭載可能な電子デバイスの種類を増やし、固体電池１の汎用性を高めることができる。
［固体電池の変形例］
以上の説明では、４つの電極６０、電極７０、電極８０及び電極９０を有する固体電池１を例にしたが、固体電池１の電極数は４つに限定されるものではない。

【0089】

図１４は固体電池の第１の変形例について説明する図である。図１４（Ａ）には固体電池の電池本体の第１の変形例の要部斜視図を模式的に示し、図１４（Ｂ）には電池本体に電極が設けられた固体電池の第１の変形例の要部斜視図を模式的に示している。

【0090】

図１４（Ａ）に示す電池本体１Ａａは、例えば、その面１０５（上面）から電極層２０の一部が露出する構成を有する。例えば、面１０５から一部が露出する電極層２０は、その側端面が面１０２から露出しない構成とされる。電池本体１Ａａは、このような構成を有する点で、上記電池本体１ａ（図１（Ａ））と相違する。尚、図１４（Ａ）に示すような電池本体１Ａａは、上記図１１（Ａ）に示した工程において、電極層パーツ２及び電極層パーツ３を交互に積層し、その最上層に、電極層２０に通じる開口部５０ｃを設けた電解質シート５０ａを積層し、裁断後、熱処理することで、得ることができる。或いは、最上層に、電極層２０に通じる開口部５０ｃが形成されるように埋め込み層ペーストを塗工及び乾燥し、裁断後、熱処理することで、得ることができる。

【0091】

図１４（Ｂ）に示す固体電池１Ａは、図１４（Ａ）に示すような電池本体１Ａａの、その面１０５に電極１００が設けられた構成を有する。固体電池１Ａは、このような構成を有する点で、上記固体電池１（図１（Ｂ））と相違する。固体電池１Ａの電極１００は、電池本体１Ａａの面１０５から一部が露出する電極層２０と接続される。固体電池１Ａの電池本体１Ａａの面１０１、面１０２、面１０３及び面１０４にはそれぞれ、上記固体電池１と同様に、電極６０、電極７０、電極８０及び電極９０が設けられる。例えば、面１０５から一部が露出する電極層２０は、面１０２に設けられる電極７０とは接続されない構成とされる。

【0092】

固体電池１Ａでは、その電池本体１Ａａの表面に、電極層１０、電極層２０、電極層３０及び電極層４０と接続される５つの電極６０、電極７０、電極８０、電極９０及び電極１００が設けられる。固体電池１Ａでは、電極層１０、電極層２０、電極層３０及び電極層４０のうち、いずれを正極層とし、いずれを負極層とするかによって、電極６０、電極７０、電極８０、電極９０及び電極１００から２つの電極が選択される。電極６０、電極７０、電極８０、電極９０及び電極１００から２つの電極が正極及び負極として選択されることで、固体電池１Ａの電池電圧が設定される。電極６０、電極７０、電極８０、電極９０及び電極１００から正極及び負極として選択される２つの電極の組み合わせを変えることで、固体電池１Ａの電池電圧が変えられる。

【0093】

固体電池１Ａでは、上記固体電池１に比べて、電極１００が増えることで、正極及び負極として選択可能な２つの電極の組み合わせが増える。これにより、固体電池１Ａは、更に多くの電池電圧に設定することが可能になる。従って、より汎用性の高い固体電池１Ａが実現される。

【0094】

ここでは、６面体の電池本体１Ａａに５つの電極６０、電極７０、電極８０、電極９０及び電極１００を設ける例を示したが、６面体の電池本体に対し、６つの電極を設けることもできる。

【0095】

図１５は固体電池の第２の変形例について説明する図である。図１５には電池本体に電極が設けられた固体電池の第２の変形例の要部斜視図を模式的に示している。
図１５に示す固体電池１Ｂは、上記図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）に示した電池本体１Ａａの、電極１００を設けた面１０５と対向する面１０６（底面）に、面１０５側と同様に、電極層２０の一部が露出する開口部を設け、その面１０６に、電極層２０と接続される電極１１０を更に設けた電池本体１Ｂａを有する。例えば、面１０６から一部が露出する電極層２０は、その側端面が面１０２から露出しない構成とされ、面１０２に設けられる電極７０とは接続されない構成とされる。

【0096】

固体電池１Ｂの電池本体１Ｂａの面１０１、面１０２、面１０３、面１０４及び面１０５にはそれぞれ、上記固体電池１Ａと同様に、電極６０、電極７０、電極８０、電極９０及び電極１００が設けられる。固体電池１Ｂでは更に、電池本体１Ｂａの面１０６にも電極１１０が設けられる。これにより、合計６つの電極を備えた固体電池１Ｂが得られる。６つの電極を備えた固体電池１Ｂによれば、正極及び負極として選択可能な２つの電極の組み合わせが更に増え、より一層多くの電池電圧に設定することが可能になる。従って、より一層汎用性の高い固体電池１Ｂが実現される。

【0097】

ここでは、電池本体１Ａａの面１０５に設ける電極１００、或いは電池本体１Ｂａの面１０６に設ける電極１１０を、電極層２０と接続する例を示したが、これらの電極１００及び電極１１０は、必ずしも電極層２０と接続されることを要しない。例えば、上記電極層パーツ２及び電極層パーツ３の積層順や積層数を変更し、電極層３０と接続されるようにしてもよい。或いは、電池本体１Ａａの面１０５に設ける電極１００、或いは電池本体１Ｂａの面１０６に設ける電極１１０と接続される電極層を、電極層１０、電極層２０、電極層３０及び電極層４０とは異なる材料成分（例えば活物質）を含有する電極層としてもよい。

【0098】

尚、以上の説明では、４つの電極を備えた固体電池１（図１（Ｂ）等）、５つの電極を備えた固体電池１Ａ（図１４（Ｂ））及び６つの電極を備えた固体電池１Ｂ（図１５）を例として示したが、３つの電極を備えた固体電池を得ることも可能である。例えば、上記固体電池１における電極層４０及びそれと接続される電極９０を設けない構成とすることで、３つの電極６０、電極７０及び電極８０を備えた固体電池が得られる。尚、電極層４０及び電極９０に限らず、上記固体電池１における電極層１０及び電極６０、若しくは電極層２０及び電極７０、若しくは電極層３０及び電極８０のいずれかを設けない構成とすることで、３つの電極を備えた固体電池を得ることもできる。

【0099】

［電子機器］
以上説明したような固体電池１等が電子デバイスに搭載され、固体電池１等から電力が供給されて電子デバイスが動作する電子機器が実現される。

【0100】

図１６は固体電池が搭載された電子デバイスを含む電子機器について説明する図である。
一例として、図１６に示すように、４つの電極６０、電極７０、電極８０及び電極９０を備えた固体電池１（図１（Ｂ）等）が、電子デバイス３００に搭載される。ここで、電子デバイス３００の動作電圧はＰであるとする。

【0101】

このような動作電圧Ｐの電子デバイス３００に固体電池１を搭載する場合には、電子デバイス３００の動作電圧Ｐに基づき、固体電池１の電極６０、電極７０、電極８０及び電極９０から正極及び負極とする２つの電極が選択される。即ち、動作電圧Ｐの電子デバイス３００を動作させることのできる電池電圧が出力可能な２つの電極、換言すれば、電極層１０、電極層２０、電極層３０及び電極層４０のうち当該電池電圧が得られる電位差を示す２つの電極層に接続される２つの電極が選択される。

【0102】

例えば、固体電池１の電極層２０を正極層とし、電極層３０を負極層とした時、電極層２０と電極層３０との電位差が、動作電圧Ｐの電子デバイス３００を動作させることのできる電池電圧が得られる電位差になるものとする。このように電極層２０及び電極層３０が、動作電圧Ｐの電子デバイス３００を動作させることのできる電池電圧が得られる電位差を示す２つの電極層であったとすれば、図１６に示すように、それらに接続される２つの電極７０及び電極８０が、それぞれ正極及び負極として選択される。

【0103】

このように電子デバイス３００の動作電圧Ｐに基づき、電極６０、電極７０、電極８０及び電極９０から所定の２つの電極、図１６の例では電極７０及び電極８０が正極及び負極として選択された固体電池１が、例えば充電後又は充放電後に、電子デバイス３００に搭載される。そして、固体電池１の、選択された２つの電極、図１６の例では電極７０及び電極８０が、電子デバイス３００が備える正極端子３１０及び負極端子３２０とそれぞれ接続される。これにより、動作電圧Ｐで動作する電子デバイス３００と、電子デバイス３００に搭載されてそれに電力を供給する固体電池１とを備える電子機器４００が実現される。

【0104】

固体電池１を、動作電圧が異なる別の電子デバイスに搭載する場合には、その動作電圧に基づき、それに応じた電池電圧が得られる電位差を示す２つの電極層が接続される別の組み合わせの２つの電極が選択される。そして、例えば充電後又は充放電後に、当該別の電子デバイスに搭載され、選択された２つの電極が、その電子デバイスの正極端子及び負極端子とそれぞれ接続される。これにより、別の電子機器が実現される。

【0105】

固体電池１では、正極及び負極として選択する２つの電極の組み合わせを変えることで、複数の電池電圧を実現することができ、動作電圧が異なる複数種の電子デバイスに搭載することができる。従って、固体電池１は、電池電圧が１つの従来の固体電池に比べて、汎用性が高い。

【0106】

尚、図１６では固体電池１を例にして説明したが、他の構成を有する固体電池１Ａや固体電池１Ｂ等についても同様に、それを搭載する電子デバイスの動作電圧に基づき、正極及び負極として選択する２つの電極の組み合わせを設定又は変更し、複数種の電子デバイスに搭載することができる。

【0107】

以上の説明では、電極層１０及び電極層２０をそれぞれ４層とし、電極層３０及び電極層４０をそれぞれ３層とする例を示したが、前述の通り、これらの層数は限定されるものではない。電極層１０、電極層２０、電極層３０及び電極層４０はそれぞれ、１層又は２層以上とすることが可能である。

【符号の説明】

【0108】

１，１Ａ，１Ｂ 固体電池
１ａ，１Ａａ，１Ｂａ 電池本体
２，３ 電極層パーツ
４ 積層体
４ａ 個片
１０，２０，３０，４０ 電極層
５０ 電解質層
５０ａ 電解質シート
５０ｂ 埋め込み層
５０ｃ 開口部
６０，７０，８０，９０，１００，１１０ 電極
１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６ 面
２００ マーカ
３００ 電子デバイス
３１０ 正極端子
３２０ 負極端子
４００ 電子機器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】