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(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】P2024102519
(43)【公開日】2024-07-31
(54)【発明の名称】電気化学素子
(51)【国際特許分類】
H01M 50/533 20210101AFI20240724BHJP
H01G 11/06 20130101ALI20240724BHJP
H01G 11/70 20130101ALI20240724BHJP
H01G 11/78 20130101ALI20240724BHJP
H01M 50/103 20210101ALI20240724BHJP
H01M 10/0562 20100101ALI20240724BHJP
H01M 10/0585 20100101ALI20240724BHJP
H01M 50/55 20210101ALI20240724BHJP
【ＦＩ】
H01M50/533
H01G11/06
H01G11/70
H01G11/78
H01M50/103
H01M10/0562
H01M10/0585
H01M50/55 101
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023006456
(22)【出願日】2023-01-19
(71)【出願人】
【識別番号】000005810
【氏名又は名称】マクセル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100104444
【弁理士】
【氏名又は名称】上羽 秀敏
(74)【代理人】
【識別番号】100194777
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 憲治
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 清司
(72)【発明者】
【氏名】山口 浩司
(72)【発明者】
【氏名】古川 一揮
(72)【発明者】
【氏名】大塚 拓海
(72)【発明者】
【氏名】増田 俊平
【テーマコード（参考）】
5E078
5H011
5H029
5H043
【Ｆターム（参考）】
5E078AA15
5E078AB02
5E078AB06
5E078FA05
5E078FA07
5E078FA23
5E078HA22
5E078HA23
5H011AA01
5H011CC05
5H011EE04
5H029AJ11
5H029AK03
5H029AK07
5H029AL03
5H029AL07
5H029AM11
5H029BJ02
5H029BJ12
5H029DJ02
5H043AA01
5H043BA19
5H043CA04
5H043CA13
5H043EA22
5H043HA04E
5H043JA03E
5H043JA06E
5H043JA13E
5H043KA06E
5H043KA33D
(57)【要約】 （修正有）
【課題】良好な電気的接続を維持できる電気化学素子を提供する。
【解決手段】電気化学素子１は、底部１１１及び側壁部１１２を有する凹状容器１１と凹状容器１１の開口を覆う蓋材１２とを有するケース１０と、電極層２１と電極層２２と固体電解質層２３とを積層した積層体を有し、底部１１１と電極層２１とが対向するようにケース１１の内部空間に収容される発電要素２０と、凹状容器１１の開口側において、電極層２２と蓋材１２との間に配置される導電板３０とを備える。導電板３０は、発電要素２０に対向する対向部３２と、対向部の縁端に形成された係止部３１とを有する。係止部３１は、側壁部１１２の内周面に圧接されて導電板３０を固定する。対向部３２は、発電要素２０に向かって湾曲して発電要素２０を押圧する内湾曲部３２１と、内湾曲部３２１とは反対方向に湾曲する外湾曲部３２２とを含む。
【選択図】図１
【解決手段】電気化学素子１は、底部１１１及び側壁部１１２を有する凹状容器１１と凹状容器１１の開口を覆う蓋材１２とを有するケース１０と、電極層２１と電極層２２と固体電解質層２３とを積層した積層体を有し、底部１１１と電極層２１とが対向するようにケース１１の内部空間に収容される発電要素２０と、凹状容器１１の開口側において、電極層２２と蓋材１２との間に配置される導電板３０とを備える。導電板３０は、発電要素２０に対向する対向部３２と、対向部の縁端に形成された係止部３１とを有する。係止部３１は、側壁部１１２の内周面に圧接されて導電板３０を固定する。対向部３２は、発電要素２０に向かって湾曲して発電要素２０を押圧する内湾曲部３２１と、内湾曲部３２１とは反対方向に湾曲する外湾曲部３２２とを含む。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
底部及び側壁部を有する凹状容器と前記凹状容器の開口を覆う蓋材とを有するケースと、
前記ケース内に封止され、前記底部側に配置された第１電極層と前記蓋材側に配置された第２電極層と前記第１電極層及び前記第２電極層の間に配置された隔離層とを有する発電要素と、
前記発電要素と前記蓋材との間に配置された導電板とを備え、
前記第１電極層は、前記ケースの内部から外部に通じる第１導通経路と電気的に接続されており、
前記第２電極層は、前記導電板を介して前記ケースの内部から外部に通じる第２導通経路と電気的に接続されており、
前記導電板は、前記発電要素に対向する対向部と、前記対向部の縁端に形成され、前記側壁部の内周面に圧接されて前記導電板を固定する係止部とを含み、
前記対向部は、前記発電要素に向かって湾曲して前記発電要素を押圧する内湾曲部と、前記内湾曲部とは反対方向に湾曲する外湾曲部とを含む、電気化学素子。
前記ケース内に封止され、前記底部側に配置された第１電極層と前記蓋材側に配置された第２電極層と前記第１電極層及び前記第２電極層の間に配置された隔離層とを有する発電要素と、
前記発電要素と前記蓋材との間に配置された導電板とを備え、
前記第１電極層は、前記ケースの内部から外部に通じる第１導通経路と電気的に接続されており、
前記第２電極層は、前記導電板を介して前記ケースの内部から外部に通じる第２導通経路と電気的に接続されており、
前記導電板は、前記発電要素に対向する対向部と、前記対向部の縁端に形成され、前記側壁部の内周面に圧接されて前記導電板を固定する係止部とを含み、
前記対向部は、前記発電要素に向かって湾曲して前記発電要素を押圧する内湾曲部と、前記内湾曲部とは反対方向に湾曲する外湾曲部とを含む、電気化学素子。
【請求項2】
請求項１に記載の電気化学素子であって、
前記側壁部は、前記係止部の蓋材方向への移動を制止する制止部を有する、電気化学素子。
前記側壁部は、前記係止部の蓋材方向への移動を制止する制止部を有する、電気化学素子。
【請求項3】
請求項１に記載の電気化学素子であって、
前記対向部は、平面視で前記係止部の圧接方向に対して線対称に形成された第１スリット及び第２スリットを有し、
前記内湾曲部及び外湾曲部のいずれか一方は、前記第１スリット及び第２スリットの間に形成され、
前記内湾曲部及び外湾曲部のいずれか他方は、前記第１スリット及び第２スリットの外方に形成されている、電気化学素子。
前記対向部は、平面視で前記係止部の圧接方向に対して線対称に形成された第１スリット及び第２スリットを有し、
前記内湾曲部及び外湾曲部のいずれか一方は、前記第１スリット及び第２スリットの間に形成され、
前記内湾曲部及び外湾曲部のいずれか他方は、前記第１スリット及び第２スリットの外方に形成されている、電気化学素子。
【請求項4】
請求項１に記載の電気化学素子であって、
前記対向部は、前記電気化学素子の組立時において前記係止部の圧接方向とは反対方向に前記導電板を撓ませるためのピンを挿入するピン挿入孔を有する、電気化学素子。
前記対向部は、前記電気化学素子の組立時において前記係止部の圧接方向とは反対方向に前記導電板を撓ませるためのピンを挿入するピン挿入孔を有する、電気化学素子。
【請求項5】
請求項４に記載の電気化学素子であって、
前記対向部は、平面視で前記係止部の圧接方向に対して線対称に形成された第１スリット及び第２スリットを有し、
前記内湾曲部及び外湾曲部のいずれか一方は、前記第１スリット及び第２スリットの間に形成され、
前記内湾曲部及び外湾曲部のいずれか他方は、前記第１スリット及び第２スリットの外方に形成され、
前記ピン挿入孔は、電気化学素子の組立完了時において、前記第１スリット及び第２スリットの対称軸上で、かつ、前記第１スリット及び第２スリットの端部同士を結ぶ線よりも外方に形成されている、電気化学素子。
前記対向部は、平面視で前記係止部の圧接方向に対して線対称に形成された第１スリット及び第２スリットを有し、
前記内湾曲部及び外湾曲部のいずれか一方は、前記第１スリット及び第２スリットの間に形成され、
前記内湾曲部及び外湾曲部のいずれか他方は、前記第１スリット及び第２スリットの外方に形成され、
前記ピン挿入孔は、電気化学素子の組立完了時において、前記第１スリット及び第２スリットの対称軸上で、かつ、前記第１スリット及び第２スリットの端部同士を結ぶ線よりも外方に形成されている、電気化学素子。
【請求項6】
底部及び側壁部を有する凹状容器と前記凹状容器の開口を覆う蓋材とを有するケースと、
前記ケース内に封止され、前記底部側に配置された第１電極端子及び前記蓋材側に配置された第２電極端子を含む外装材と、前記外装材の内部に封入され、第１電極層と第２電極層と前記第１電極層及び前記第２電極層の間に配置された隔離層とを含む発電要素とを有する扁平形素子と、
前記扁平形素子と前記蓋材との間に配置された導電板とを備え、
前記第１電極端子は、前記ケースの内部から外部に通じる第１導通経路と電気的に接続されており、
前記第２電極端子は、前記導電板を介して前記ケースの内部から外部に通じる第２導通経路と電気的に接続されており、
前記導電板は、前記発電要素に対向する対向部と、前記対向部の縁端に形成され、前記側壁部の内周面に圧接されて前記導電板を固定する係止部とを含み、
前記対向部は、前記発電要素に向かって湾曲して前記発電要素を押圧する内湾曲部と、前記内湾曲部とは反対方向に湾曲する外湾曲部とを含む、電気化学素子。
前記ケース内に封止され、前記底部側に配置された第１電極端子及び前記蓋材側に配置された第２電極端子を含む外装材と、前記外装材の内部に封入され、第１電極層と第２電極層と前記第１電極層及び前記第２電極層の間に配置された隔離層とを含む発電要素とを有する扁平形素子と、
前記扁平形素子と前記蓋材との間に配置された導電板とを備え、
前記第１電極端子は、前記ケースの内部から外部に通じる第１導通経路と電気的に接続されており、
前記第２電極端子は、前記導電板を介して前記ケースの内部から外部に通じる第２導通経路と電気的に接続されており、
前記導電板は、前記発電要素に対向する対向部と、前記対向部の縁端に形成され、前記側壁部の内周面に圧接されて前記導電板を固定する係止部とを含み、
前記対向部は、前記発電要素に向かって湾曲して前記発電要素を押圧する内湾曲部と、前記内湾曲部とは反対方向に湾曲する外湾曲部とを含む、電気化学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ケース内に発電要素を封止した電気化学素子に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、凹状容器及び凹状容器の開口を覆う蓋材によって形成された内部空間に発電要素が収容された電池が種々開示されている。
【0003】
特開２０１２－６９５０８号公報（特許文献１）は、電気化学特性が安定した電気化学セルを開示している。電気化学セルは、密封容器を有する。密封容器は、ベース部材とリッド部材とからなる。両部材の間には電気化学素子（電極体）が収納される収納空間が形成されている。リッド部材と電気化学素子との間には、電気化学素子を押圧する弾性部材が配設されている。特許文献１は、弾性部材として断面視においてＶ字形に屈曲した板バネ、よじれに起因する弾性復元力を利用するトーションバーユニット、又は、中央部から外周縁部に向かうにしたがって反った凹曲面状に形成されたダイヤフラム状バネなどを用いた実施態様を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１２－６９５０８号公報
【特許文献2】特開２０１０－５６０６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１の電気化学セルにおいて、弾性部材がリッド部材により位置規制された状態で電極体を押圧する実施態様では、電気化学セルを封止する時に、リッド部材が弾性部材を押圧した状態でリッド部材とベース部材とを接合する必要がある。そのため、リッド部材が弾性部材からの反力を受けて傾きやすくなり、リッド部材とベース部材との接合が不均一になるおそれがある。また、弾性部材がリッド部材や電極体に固定されていない場合は、封止時に弾性部材が位置ズレし、良好な電気的接続を維持しにくくなるおそれがある。
【0006】
そこで、本開示は、良好な電気的接続を維持することができる電気化学素子を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、本開示は次のように構成した。すなわち、本開示に係る電気化学素子は、底部及び側壁部を有する凹状容器と凹状容器の開口を覆う蓋材とを有するケースと、ケース内に封止され、底部側に配置された第１電極層と蓋材側に配置された第２電極層と第１電極層及び第２電極層の間に配置された隔離層とを有する発電要素と、発電要素と前記蓋材との間に配置された導電板とを備える。第１電極層は、前記ケースの内部から外部に通じる第１導通経路と電気的に接続されている。第２電極層は、導電板を介してケースの内部から外部に通じる第２導通経路と電気的に接続されている。導電板は、発電要素に対向する対向部と、対向部の縁端に形成され、側壁部の内周面に圧接されて導電板を固定する係止部とを含む。対向部は、発電要素に向かって湾曲して発電要素を押圧する内湾曲部と、内湾曲部とは反対方向に湾曲する外湾曲部とを含む。
【発明の効果】
【0008】
本開示に係る電気化学素子によれば、良好な電気的接続を維持させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
（構成１）
本開示の実施形態に係る電気化学素子は、底部及び側壁部を有する凹状容器と凹状容器の開口を覆う蓋材とを有するケースと、ケース内に封止され、底部側に配置された第１電極層と蓋材側に配置された第２電極層と第１電極層及び第２電極層の間に配置された隔離層とを有する発電要素と、発電要素と前記蓋材との間に配置された導電板とを備える。第１電極層は、前記ケースの内部から外部に通じる第１導通経路と電気的に接続されている。第２電極層は、導電板を介してケースの内部から外部に通じる第２導通経路と電気的に接続されている。導電板は、発電要素に対向する対向部と、対向部の縁端に形成され、側壁部の内周面に圧接されて導電板を固定する係止部とを含む。対向部は、発電要素に向かって湾曲して発電要素を押圧する内湾曲部と、内湾曲部とは反対方向に湾曲する外湾曲部とを含む。
本開示の実施形態に係る電気化学素子は、底部及び側壁部を有する凹状容器と凹状容器の開口を覆う蓋材とを有するケースと、ケース内に封止され、底部側に配置された第１電極層と蓋材側に配置された第２電極層と第１電極層及び第２電極層の間に配置された隔離層とを有する発電要素と、発電要素と前記蓋材との間に配置された導電板とを備える。第１電極層は、前記ケースの内部から外部に通じる第１導通経路と電気的に接続されている。第２電極層は、導電板を介してケースの内部から外部に通じる第２導通経路と電気的に接続されている。導電板は、発電要素に対向する対向部と、対向部の縁端に形成され、側壁部の内周面に圧接されて導電板を固定する係止部とを含む。対向部は、発電要素に向かって湾曲して発電要素を押圧する内湾曲部と、内湾曲部とは反対方向に湾曲する外湾曲部とを含む。
【0011】
このように、係止部が凹状容器の側壁部に圧接されて固定されおり、かつ、内湾曲部が発電要素を凹状容器の底部側へと押圧することにより、導電板は振動等により位置ズレすることなく、発電要素を第１導通経路および第２導通経路とより安定的に導通させることができる。これにより、電気化学素子は、良好な電気的接続を維持させることができる。
【0012】
（構成２）
構成１の電気化学素子において、側壁部は、係止部の蓋材方向への移動を制止する制止部を有してよい。これにより、電気化学素子は、より安定的に良好な電気的接続を維持させることができる。
構成１の電気化学素子において、側壁部は、係止部の蓋材方向への移動を制止する制止部を有してよい。これにより、電気化学素子は、より安定的に良好な電気的接続を維持させることができる。
【0013】
（構成３）
構成１又は２の電気化学素子において、対向部は、平面視で前記係止部の圧接方向に対して線対称に形成された第１スリット及び第２スリットを有してよい。内湾曲部及び外湾曲部のいずれか一方は、第１スリット及び第２スリットの間に形成されてよい。内湾曲部及び外湾曲部のいずれか他方は、第１スリット及び第２スリットの外方に形成されてよい。これにより、内湾曲部及び外湾曲部を容易に形成することができる。
構成１又は２の電気化学素子において、対向部は、平面視で前記係止部の圧接方向に対して線対称に形成された第１スリット及び第２スリットを有してよい。内湾曲部及び外湾曲部のいずれか一方は、第１スリット及び第２スリットの間に形成されてよい。内湾曲部及び外湾曲部のいずれか他方は、第１スリット及び第２スリットの外方に形成されてよい。これにより、内湾曲部及び外湾曲部を容易に形成することができる。
【0014】
（構成４）
構成１～３のいずれかの電気化学素子において、対向部は、前記電気化学素子の組立時において係止部の圧接方向とは反対方向に導電板を撓ませるためのピンを挿入するピン挿入孔を有してよい。これにより、電気化学素子の組立工程において、導電板の取付け時に内湾曲部及び外湾曲部を適切に撓ませて容易に導電板を取り付けることができる。
構成１～３のいずれかの電気化学素子において、対向部は、前記電気化学素子の組立時において係止部の圧接方向とは反対方向に導電板を撓ませるためのピンを挿入するピン挿入孔を有してよい。これにより、電気化学素子の組立工程において、導電板の取付け時に内湾曲部及び外湾曲部を適切に撓ませて容易に導電板を取り付けることができる。
【0015】
（構成５）
構成４の電気化学素子において、ピン挿入孔は、電気化学素子の組立完了時において、第１スリット及び第２スリットの対称軸上で、かつ、第１スリット及び第２スリットの端部同士を結ぶ線よりも外方に形成されてよい。これにより、電気化学素子の組立工程において、導電板の取付け時に内湾曲部及び外湾曲部をより適切に撓ませて容易に導電板を取り付けることができる。
構成４の電気化学素子において、ピン挿入孔は、電気化学素子の組立完了時において、第１スリット及び第２スリットの対称軸上で、かつ、第１スリット及び第２スリットの端部同士を結ぶ線よりも外方に形成されてよい。これにより、電気化学素子の組立工程において、導電板の取付け時に内湾曲部及び外湾曲部をより適切に撓ませて容易に導電板を取り付けることができる。
【0016】
（構成６）
本開示の他の実施形態に係る電気化学素子は、底部及び側壁部を有する凹状容器と凹状容器の開口を覆う蓋材とを有するケースと、ケース内に封止され、底部側に配置された第１電極端子及び蓋材側に配置された第２電極端子を含む外装材と、外装材の内部に封入され、第１電極層と第２電極層と第１電極層及び第２電極層の間に配置された隔離層とを含む発電要素とを有する扁平形素子と、扁平形素子と蓋材との間に配置された導電板とを備えている。第１電極端子は、ケースの内部から外部に通じる第１導通経路と電気的に接続されている。第２電極端子は、導電板を介してケースの内部から外部に通じる第２導通経路と電気的に接続されている。導電板は、発電要素に対向する対向部と、対向部の縁端に形成され、側壁部の内周面に圧接されて導電板を固定する係止部とを含む。対向部は、発電要素に向かって湾曲して発電要素を押圧する内湾曲部と、内湾曲部とは反対方向に湾曲する外湾曲部とを含む。これにより、電気化学素子は、振動等により導電板に位置ズレが生じることなく、良好な電気的接続を維持させることができる。
本開示の他の実施形態に係る電気化学素子は、底部及び側壁部を有する凹状容器と凹状容器の開口を覆う蓋材とを有するケースと、ケース内に封止され、底部側に配置された第１電極端子及び蓋材側に配置された第２電極端子を含む外装材と、外装材の内部に封入され、第１電極層と第２電極層と第１電極層及び第２電極層の間に配置された隔離層とを含む発電要素とを有する扁平形素子と、扁平形素子と蓋材との間に配置された導電板とを備えている。第１電極端子は、ケースの内部から外部に通じる第１導通経路と電気的に接続されている。第２電極端子は、導電板を介してケースの内部から外部に通じる第２導通経路と電気的に接続されている。導電板は、発電要素に対向する対向部と、対向部の縁端に形成され、側壁部の内周面に圧接されて導電板を固定する係止部とを含む。対向部は、発電要素に向かって湾曲して発電要素を押圧する内湾曲部と、内湾曲部とは反対方向に湾曲する外湾曲部とを含む。これにより、電気化学素子は、振動等により導電板に位置ズレが生じることなく、良好な電気的接続を維持させることができる。
【0017】
（第１実施形態）
以下、本開示の第１実施形態について、電気化学素子が全固体電池である場合を例にして、図１～図６を用いて具体的に説明する。まず、図１及び図２に示すように、電気化学素子１は、ケース１０と、ケース１０に収容される発電要素２０及び導電板３０と、ケース１０の外表面に配置される外部端子１３及び外部端子１４とから構成されている。
以下、本開示の第１実施形態について、電気化学素子が全固体電池である場合を例にして、図１～図６を用いて具体的に説明する。まず、図１及び図２に示すように、電気化学素子１は、ケース１０と、ケース１０に収容される発電要素２０及び導電板３０と、ケース１０の外表面に配置される外部端子１３及び外部端子１４とから構成されている。
【0018】
ケース１０は、凹状容器１１と蓋材１２とを有する。凹状容器１１は、セラミックス製である。凹状容器１１は、四角形状の底部１１１と、底部１１１の外周から連続して形成され、内部に発電要素２０を収容するための円筒形状の空間を有する四角筒形状の側壁部１１２とを含んでいる。側壁部１１２は、縦断面視で、底部１１１に対して略垂直に延びるように設けられている。底部１１１の内部には、導体部１１３が形成されている。導体部１１３は、発電要素２０に導電接続されるように発電要素２０と底部１１１との間に延設されており、電極層２１に対応する導通経路を形成している。側壁部１１２の内部には、導体部１１４が形成されている。導体部１１４の一部は、図１に示すように、側壁部１１２の内周面及び後述する制止部１１５の下面に露出して形成されており、電極層２２に対応する導通経路を形成している。なお、凹状容器１１の材質は、特に限定されず、樹脂、ガラス（硼珪酸ガラス、ガラスセラミックスなど）、金属及びセラミック等、種々のものを例示することができ、或いは、樹脂中にセラミックスやガラスの粉末が分散された複合材であってもよい。凹状容器１１を金属材料で構成する場合は、凹状容器１１と発電要素２０との絶縁、或いは、凹状容器１１と後述する扁平形素子５０（図９を参照。）との絶縁を確保するため、凹状容器１１の底部１１１の内面及び側壁部１１２の内周面を樹脂材料又はガラス等の絶縁材で被覆することが好ましい。また、凹状容器１１は、平面視において四角形状に限られず、円形状、楕円形状及び多角形状などであってもよい。発電要素２０を収容するための内部の空間は、円筒形状に限られず、発電要素２０の形状に応じて楕円筒形状、四角筒形状など多角筒形状に形成されてもよい。また、導体部１１４は、側壁部１１２の内部ではなく、側壁部１１２の内面に形成し、さらに底部１１１の内部を貫通させて外部端子１４と導通させてもよい。この場合、発電要素２０の外周面と導体部１１４とが接触しないように、発電要素２０の外周面と導体部１１４との間、例えば、導体部１１４の内表面に絶縁層を形成するのが好ましい。
【0019】
側壁部１１２は、後述する導電板３０の係止部３１を圧接させて導電板３０を固定する。本実施形態において、側壁部１１２は、側壁部１１２の内周面及び上端面を連続的に切欠いた窪み１１２１を有する。導電板３０の係止部３１は、窪み１１２１の嵌め込まれるようにして窪み１１２１の内周面に圧接される。本開示において、係止部３１が圧接される窪み１１２１の内周面は、側壁部１１２の内周面であると言うことができる。このように、窪み１１２１を設けることにより、電気化学素子１の組立時に係止部３１の位置決めが容易になる。また、係止部３１が圧接される側壁部１１２（窪み１１２１）の上端には、制止部１１５が形成されている。制止部１１５は、図１に示すように、径方向内方に向かって張り出した張出部（天壁）である。制止部１１５は、平面視で発電要素２０よりも径方向の外方において、導電板３０の係止部３１が蓋材１２方向へ移動することを制止する。これにより、導電板３０の大きな位置ズレを抑制でき、より安定的に良好な電気的接続を維持させることができる。なお、本実施形態では、図１に示すように、２つの係止部３１に対応するように２つの窪み１１２１が設けられている。また、制止部１１５は、係止部３１の蓋材１２方向への移動を制止できれば上述の張出部であることに限られるものではない。
【0020】
蓋材１２は、凹状容器１１の開口を覆う四角形状の金属製薄板である。蓋材１２は、図１及び図２に示すように、その外周端部の下面と凹状容器１１の上端との間に配された四角枠状のシールリング１５によって凹状容器１１に接合（シーム溶接）されている。これにより、ケース１０の内部空間は完全に密閉される。ケース１０の内部空間は、発電要素２０への影響を考慮して真空雰囲気或いは窒素等の不活性ガス雰囲気であることが好ましい。なお、蓋材１２は、凹状容器１１の開口を覆うことができれば、金属製薄板に限られるものではない。蓋材１２は、四角形状に限られず、凹状容器１１の平面視における形状に応じて、円形状、楕円形状及び多角形状等に種々変更することができる。また、蓋材１２は、平板以外の形状であってもよい。また、蓋材１２は、接着剤によって凹状容器１１と接着されてもよく、ケース１０の内部空間を密閉できれば蓋材１２と凹状容器１１との接合方法は特に限定されない。
【0021】
外部端子１３は、凹状容器１１の底部１１１の外面に配置されている。外部端子１３は、導体部１１３を介して電極層２１に電気的に接続されている。電極層２１は、後述するように正極層として機能する。したがって、導体部１１３は、外部端子１３と正極層とを導通させる導通経路となり、外部端子１３は、正極の端子として機能する。
【0022】
外部端子１４は、凹状容器１１の底部１１１の外面に外部端子１３から離れて配置されている。外部端子１４は、導体部１１４を介して後述する導電板３０の係止部３１と電気的に接続されている。後述するように、導電板３０は、負極層として機能する電極層２２に電気的に接続される。したがって、導体部１１４は、外部端子１４と負極層とを導通させる導通経路となり、導電板３０は、この導通経路と電極層２２とを導通させる接続端子となるため、外部端子１４は、負極の端子として機能する。なお、外部端子１３及び外部端子１４の配置は、上記に限定されず、凹状容器１１の側壁部１１２の外面に配置されてもよく、蓋材１２を導体部１１４として機能させ、外部端子１４を蓋材１２の外面に形成することも可能である。ただし、これら両端子を凹状容器１１の底部１１１の外面に一定の間隔を設けて配置することにより、回路基板の表面への実装が容易になる。
【0023】
ここで、凹状容器１１の製造方法について説明する。まず、セラミックのグリーンシートに金属ペーストを印刷塗布して導体部１１３及び導体部１１４となる印刷パターンを形成する。次に、これらの印刷パターンを形成したグリーンシートを複数積層し、焼成する。形状の異なる複数のグリーンシートを積層することにより、上述した窪み１１２１及び制止部１１５が形成される。これにより、内部に導体部１１３及び導体部１１４を有し、且つ、側壁部１１２の内周面に上述した窪み１１２１及び制止部１１５を有する凹状容器１１を作製することができる。なお、側壁部１１２の内周面に窪み１１２１及び制止部１１５を形成できれば、このような製法に限定されるものではない。また、窪み１１２１を設けずに側壁部１１２の内周面に係止部３１を圧接させる場合は、窪み１１２１を形成する必要はない。なお、外部端子１３及び外部端子１４は、この金属ペーストの印刷パターンによって形成してもよい。
【0024】
発電要素２０は、電極層（正極層）２１と電極層（負極層）２２と固体電解質層２３とを積層した積層体を含んでいる。固体電解質層２３は、隔離層として電極層２１と電極層２２との間に配置されている。すなわち、本実施形態において、隔離層は、固体電解質層２３である。発電要素２０は、円柱形状に形成されている。発電要素２０は、凹状容器１１の底部１１１側（図示の下方）から電極層２１、固体電解質層２３、電極層２２の順で積層されている。すなわち、発電要素２０は、その一方の端部である電極層２１が凹状容器１１の底部１１１側となるように配置され、且つ、その他方の端部である電極層２２が蓋材１２側となるように配置され、ケース１０の内部空間に収容されている。なお、発電要素２０は、円柱形状に限られず、直方体形状や多角柱形状等、種々変更することができる。また、発電要素２０は、複数の積層体を有していてもよい。複数の積層体は、直列に接続されるように積層されていてもよい。
【0025】
電極層２１は、正極活物質として、コバルト酸リチウムと、硫化物系固体電解質と、導電助剤であるグラフェンとを質量比で６５：３０：５の割合で含有した正極合剤を円柱形状に成形した正極ペレットである。なお、電極層２１の正極活物質は、発電要素２０の正極層として機能することができれば、特に限定されるものではなく、例えば、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物、オリビン型複合酸化物等であってもよく、これらを適宜混合したものであってもよい。他の構成材や割合についても、特に限定されるものではない。また、電極層２１のサイズや形状は、円柱形状に限定されるものではなく、電気化学素子１のサイズや形状に応じて種々変更可能である。
【0026】
電極層２２は、リチウムイオン二次電池に用いられる負極活物質として、ＬＴＯ（Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２、チタン酸リチウム）と、硫化物系固体電解質と、グラフェンとを重量比で５０：４０：１０の割合で含有した負極合剤を円柱形状に成形した負極ペレットである。なお、電極層２２の負極活物質は、発電要素２０の負極層として機能することができれば、特に限定されるものではなく、例えば、金属リチウム、リチウム合金のほか、黒鉛、低結晶カーボンなどの炭素材料や、ＳｉＯなどの酸化物等であってもよく、これらを適宜混合したものであってもよい。他の構成材や割合についても、特に限定されるものではない。また、電極層２２のサイズや形状は、円柱形状に限定されるものではなく、電気化学素子１のサイズや形状に応じて種々変更可能である。
【0027】
固体電解質層（隔離層）２３は、硫化物系固体電解質を含む。固体電解質層２３は、円柱形状に成形されている。なお、電極層２１、電極層２２及び固体電解質層２３に含まれる固体電解質は、特に限定はされないが、イオン伝導性の点から硫化物系固体電解質、特にアルジロダイト型の硫化物系固体電解質が好ましく用いられる。硫化物系固体電解質を用いる場合には、正極活物質との反応を防ぐために、正極活物質の表面をニオブ酸化物などのリチウムイオン伝導性材料で被覆することが好ましい。また、固体電解質層２３、電極層２１および電極層２２に含まれる固体電解質は、水素化物系固体電解質や酸化物系固体電解質等であってもよい。また、固体電解質層２３のサイズや形状は、円柱形状に限定されるものではなく、電気化学素子１のサイズや形状に応じて種々変更可能である。
【0028】
【0029】
係止部３１は、対向部３２の縁端に一対形成され、凹状容器１１の側壁部１１２（窪み１１２１）の内周面に圧接されて導電板３０を固定し、導電板３０の位置ズレを抑制する。係止部３１の先端は、側壁部１１２の内周面への圧接方向とは反対方向に折り返されている。これにより、圧接による係止部３１又は側壁部１１２の損傷等を抑制できる。ここで、圧接方向とは、係止部３１から側壁部１１２（窪み１１２１）の内周面へ径方向外方に向かう方向である。なお、係止部３１は、導体部１１４に接触する。また、係止部３１は、対向部３２の縁端から圧接方向に延設されている。すなわち、係止部３１は、対向部３２と面一に形成され、電極層２１に向かって折り曲げられていない。これにより、係止部３１と電極層２１との接触を防止して短絡リスクを低減することができ、その結果、良好な電気的接続を維持することができる。
【0030】
対向部３２は、平面視において、係止部３１よりも幅広に形成されている。すなわち、対向部３２から係止部３１に向かって平面視における幅が徐々に狭くなっている。対向部３２は、内湾曲部３２１と外湾曲部３２２とを有する。内湾曲部３２１は、発電要素２０（負極層）に向かって湾曲している。内湾曲部３２１は、発電要素２０を凹状容器１１の底部１１１に向かって押圧する。外湾曲部３２２は、内湾曲部３２１とは反対方向、すなわち、蓋材１２に向かって湾曲している。図２に示すように、対向部３２は、さらに、スリット３２３とスリット３２４を有する。スリット３２３とスリット３２４とは、図２に示す一対の係止部３１を結ぶ線Ｌ１、すなわち、平面視における圧接方向に対して線対称に形成されている。したがって、線Ｌ１は、スリット３２３とスリット３２４の対称軸と言い換えてもよい。スリット３２３及びスリット３２４は、対向部３２の外縁に沿うように平面視弧状に形成されており、各々の端部は、係止部３１に向かって曲率半径が大きくなるように延びている。内湾曲部３２１は、平面視でスリット３２３とスリット３２４との間に形成されている。外湾曲部３２２は、平面視でスリット３２３とスリット３２４の外方に形成されている。すなわち、外湾曲部３２２は、スリット３２３とスリット３２４の各々の外方に一対形成されている。スリット３２３及びスリット３２４を形成したことにより、内湾曲部３２１及び外湾曲部３２２を容易に形成することができる。また、内湾曲部３２１の外方に一対の外湾曲部３２２を形成したことにより、内湾曲部３２１が発電要素２０を押圧した状態から蓋材１２に向かって反り返ることを抑制することができる。なお、内湾曲部３２１と外湾曲部３２２の位置は入れ替えてもよい。すなわち、外湾曲部３２２が平面視でスリット３２３とスリット３２４との間に形成され、内湾曲部３２１が平面視でスリット３２３とスリット３２４の外方に形成されてもよい。また、スリット３２３及びスリット３２４の形状はこれに限られず、平行に形成される等、後述する導電板３０の取付け手順において、内湾曲部３２１及び外湾曲部３２２を適切に撓ませることができれば種々の変更が可能である。
【0031】
対向部３２は、さらに、一対のピン挿入孔３２５を有する。ピン挿入孔３２５は、電気化学素子１の組立時において係止部３１の圧接方向とは反対方向に導電板３０を撓ませるためのピンＰが挿入される。以下、電気化学素子１の組立工程において、導電板３０を取付ける手順を図３～図６を用いて詳細に説明する。
【0032】
図３に示すように、凹状容器１１の内部空間に発電要素２０が収容された状態で、導電板３０を準備する。そして、導電板３０の一対のピン挿入孔３２５に各々のピンＰを挿入する。
【0033】
次に、図４に示すように、矢印Ａが示す内側への方向、すなわち、上述の圧接方向とは反対方向に各々のピンＰを移動させる。これにより、内湾曲部３２１が図示下方に向かって大きく湾曲し、かつ、外湾曲部３２２が図示上方に向かって大きく湾曲する。その結果、導電板３０の径方向の長さが短くなる。このとき、導電板３０の径方向の長さは、一対の制止部１１５間の幅よりも僅かに短くなるようにピンＰを移動させる。
【0034】
次に、図５に示すように、矢印Ｂが示す下方への方向、すなわち、発電要素２０に向かう方向へ、導電板３０を移動させ、導電板３０を凹状容器１１の内部空間へ挿入する。
【0035】
最後に、図６に示すように、導電板３０の係止部３１が制止部１１５の下面よりも図示下方となるように移動させ、ピンＰをピン挿入孔３２５から取り外す。そうすると、導電板３０がその反発力（図中、矢印Ｃで示す。）によって径方向外方に伸び、これにより、係止部３１が側壁部１１２（窪み１１２１）の内周面に圧接される。このとき、係止部３１は、必ずしも制止部１１５に当接する必要はなく、側壁部１１２（窪み１１２１）の内周面への圧接によって導電板３０を固定できればよい。また、内湾曲部３２１は、取り付け前の状態（図３を参照。）に比べて撓みを大きくすることができる。すなわち、凹状容器１１への取付け前の導電板３０の径方向の長さは、取付け後の導電板３０の径方向の長さよりも大きくすることができる。これにより、導電板３０の対向部３２は、十分に発電要素２０を押圧することができる。また、内湾曲部３２１は、例えば片持ち支持された平面的な板バネに比べて比較的高いバネ定数を有する。そのため、内湾曲部３２１は、片持ち支持された板バネに比べ、同じ変位量であっても大きい押圧力を得ることができる。変位量とは、発電要素２０を押圧している状態と発電要素２０を押圧していない状態との比較において、内湾曲部３２１及び板バネの位置の変化から算出される軸方向の変位である。これにより、凹状容器１１の形状のバラつき又は発電要素２０の厚みのバラつきによって内湾曲部３２１の撓みが多少小さくなった場合であっても、内湾曲部３２１は、発電要素２０を十分に押圧して固定することができる。
【0036】
図２に示すように、ピン挿入孔３２５は、電気化学素子１の組立完了時において、スリット３２３とスリット３２４との対称軸（線Ｌ１）上に形成される。また、ピン挿入孔３２５は、スリット３２３とスリット３２４の端部同士を結ぶ線Ｌ２よりも外方に形成される。これにより、適切に内湾曲部３２１及び外湾曲部３２２をより適切に撓ませることができ（図４を参照。）、かつ、ピン挿入孔３２５にピンＰを挿入した状態で導電板３０を凹状容器１１の内部空間へ容易に挿入することができる。
【0037】
導電板３０を構成する金属は、ニッケル、鉄、銅、クロム、コバルト、チタン、アルミニウム及びこれらの合金等が例示され、板バネとしての機能を発揮させやすくするため、ＳＵＳ３０１－ＣＳＰ、ＳＵＳ３０４－ＣＳＰ、ＳＵＳ３１６－ＣＳＰ、ＳＵＳ４２０Ｊ２－ＣＳＰ、ＳＵＳ６３１－ＣＳＰ及びＳＵＳ６３２Ｊ１－ＣＳＰ等のバネ用ステンレス鋼が好ましく用いられる。
【0038】
また、導電板３０の板材の厚みは、発電要素２０への押圧力を一定以上とするために、０．０５ｍｍ以上とすることが好ましく、０．０７ｍｍ以上とすることがより好ましく、０．１ｍｍ以上とすることが特に好ましい。一方、導電板３０の厚みが厚くなり過ぎてケース１０内の収容容積が大きくなるのを防ぎ、また、導電板３０を変形しやすくして側壁部１１２に容易に係止できるようにするため、導電板３０の厚みは、０．５ｍｍ以下とすることが好ましく、０．４ｍｍ以下とすることがより好ましく、０．３ｍｍ以下とすることが特に好ましい。
【0039】
導電板３０と蓋材１２との間には隙間を形成してもよい。すなわち、導電板３０と蓋材１２とを非接触にしてもよい。これにより、発電要素２０の体積変化によって導電板３０が蓋材１２側へと押された場合であっても、蓋材１２の変形を抑制することができる。また、蓋材１２と凹状容器１１とは、上述の通りシールリング１５を介して溶接される。導電板３０と蓋材１２との間に隙間を設けたことにより、発電要素２０への溶接熱の影響を抑制することができる。さらに、導電板３０と蓋材１２とが接触しないため、凹状容器１１の側壁部１１２の上端面に蓋材１２を接合する際に導電板３０からの押圧の影響を受けなくなり、ケース１０の封止性を向上させることができる。
【0040】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態の電気化学素子１について、図７を用いて具体的に説明する。本実施形態の電気化学素子１において、第１実施形態の電気化学素子１と同じ構成については基本的には説明を省略し、第１実施形態の電気化学素子１とは異なる構成についてのみ説明する。
次に、第２実施形態の電気化学素子１について、図７を用いて具体的に説明する。本実施形態の電気化学素子１において、第１実施形態の電気化学素子１と同じ構成については基本的には説明を省略し、第１実施形態の電気化学素子１とは異なる構成についてのみ説明する。
【0041】
本実施形態の電気化学素子１において、発電要素２０は、多孔質金属層２４を有する。多孔質金属層２４は、電極層２２の表面に配置されており、対向部３２と接触することにより、電極層２２と導電板３０とを導通させている。
【0042】
多孔質金属層２４は、発泡状金属多孔質体のように、空隙率が高く、一方の面から他方の面に貫通する空孔を有する多孔質の金属基体であり、押圧して圧縮することができ、集電体として機能するものである。多孔質金属層２４は、電極層２２の表面を被覆している。電気抵抗を低下させるためには、多孔質金属層２４は、電極層２２と接触しているだけでなく、その一部が電極層２２の負極合剤に埋設されて電極層２２と一体化していることが好ましい。なお、図７に示すように、電極層２１の下面、すなわち、底部１１１側において、電極層２１の表面に多孔質金属層２４を配置してもよく、その一部が電極層２１の正極合剤に埋設されて電極層２１と一体化するように多孔質金属層２４を設けてもよい。
【0043】
多孔質金属層２４の空隙率は、圧縮による発電要素２０の厚みのばらつきなどを調整しやすくするため、８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましい。一方、良好な導電性を確保するために、多孔質金属層２４の空隙率は、９９％以下であることが好ましい。電気化学素子１を組み立てる前の多孔質金属層２４の厚みは、０．１ｍｍ以上であることが好ましく、０．３ｍｍ以上であることがより好ましく、０．５ｍｍ以上であることが特に好ましく、一方、３ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍ以下であることがより好ましく、１．５ｍｍ以下であることが特に好ましい。
【0044】
このように多孔質金属層２４を設けたことにより、発電要素２０の厚み又はケース１０の高さ等のばらつきを十分に吸収することができ、その結果、内部抵抗の値のばらつきを抑制することができる。或いは、多孔質金属層２４が予め第２電極層と一体化されている場合には、対向部３２と発電要素２０との導通箇所の電気抵抗を低減することができる。
【0045】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態の電気化学素子１について、図８を用いて具体的に説明する。本実施形態の電気化学素子１において、第１実施形態の電気化学素子１と同じ構成については基本的には説明を省略し、第１実施形態の電気化学素子１とは異なる構成についてのみ説明する。
次に、第３実施形態の電気化学素子１について、図８を用いて具体的に説明する。本実施形態の電気化学素子１において、第１実施形態の電気化学素子１と同じ構成については基本的には説明を省略し、第１実施形態の電気化学素子１とは異なる構成についてのみ説明する。
【0046】
本実施形態の電気化学素子１は、電極層２２と導電板３０との間に導電シート４０を有する。導電シート４０は、本実施形態において、膨張黒鉛により構成された導電性のカーボンシート、すなわち、黒鉛シートである。黒鉛シートは、以下のように製造される。まず、天然黒鉛に酸処理を施した酸処理黒鉛の粒子を加熱する。そうすると、酸処理黒鉛は、その層間にある酸が気化して発泡することによって膨張する。この膨張化した黒鉛（膨張黒鉛）をフェルト状に成型し、さらに、ロール圧延機を用いて圧延することによりシート体を形成する。導電シート４０は、この膨張黒鉛のシート体を円形状にくり抜くことにより製造される。上述の通り、膨張黒鉛は、酸が気化して酸処理黒鉛が発泡することによって形成される。そのため、黒鉛シートは、多孔質形状に形成されている。したがって、黒鉛シートは、黒鉛自体がもつ導電性とともに、従来の黒鉛製品にはない柔軟性をも有する。なお、黒鉛シートの製造方法はこれに限られず、膨張黒鉛以外の材料で構成されてもよく、どのような方法で黒鉛シートを製造してもよい。
【0047】
黒鉛シートのみかけ密度は、０．３ｇ／ｃｍ３以上が好ましく、より好ましくは０．７ｇ／ｃｍ３以上であり、１．５ｇ／ｃｍ３以下が好ましく、より好ましくは１．３ｇ／ｃｍ３以下とするのがよい。黒鉛シートのみかけ密度が低すぎると黒鉛シートが破損しやすくなり、みかけ密度が高すぎると柔軟性が低下するためである。なお、みかけ密度は、黒鉛シートに限られるものではなく、導電性テープなど他の素材によって形成された導電シート４０においても適用可能である。
【0048】
黒鉛シートの厚みは、０．０５ｍｍ以上が好ましく、より好ましくは０．０７ｍｍ以上とするのがよく、０．５ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは０．２ｍｍ以下とするのがよい。黒鉛シートの厚みが小さすぎると黒鉛シートが破損しやすくなり、厚みが大きすぎると黒鉛シートが発電要素２０を収容するケース１０の内部空間を狭め、収容できる発電要素２０の容積（厚み）が減少するためである。
【0049】
このように、導電板よりも柔軟性の高い、すなわち変形容易な導電シート４０を設けたことにより、上述した導電板３０の対向部３２の押圧力がより均一に発電要素２０に伝わり、発電要素２０の破損を抑制するとともに、電気的接続の安定化を図ることができる。なお、導電シート４０は、図８に示すように、電極層２１と凹状容器１１の底部１１１との間に配置されてもよい。これにより、さらに発電要素２０の破損の抑制及び電気的接続の安定化を図ることができる。
【0050】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態の電気化学素子１について、図９を用いて具体的に説明する。本実施形態の電気化学素子１において、第１実施形態及び第２実施形態の電気化学素子１と同じ構成については基本的には説明を省略し、第１実施形態及び第２実施形態の電気化学素子１とは異なる構成についてのみ説明する。
次に、第４実施形態の電気化学素子１について、図９を用いて具体的に説明する。本実施形態の電気化学素子１において、第１実施形態及び第２実施形態の電気化学素子１と同じ構成については基本的には説明を省略し、第１実施形態及び第２実施形態の電気化学素子１とは異なる構成についてのみ説明する。
【0051】
本実施形態の電気化学素子１は、ケース１０の内部空間に扁平形素子５０を収容している。扁平形素子５０は、図９に示すように、外装缶（電極端子）５１、封口缶（電極端子）５２、上述の発電要素２０及びガスケット５３を有している。
【0052】
外装缶５１は、円形状の平面部５１１と、平面部５１１の外周から連続して形成される円筒状の筒状側壁部５１２とを備える。筒状側壁部５１２は、縦断面視で、平面部５１１に対して略垂直に延びるように設けられている。外装缶５１は、ステンレスなどの金属材料によって形成されている。外装缶５１は、凹状容器１１の底部１１１側に配置されている。
【0053】
封口缶５２は、円形状の平面部５２１と、平面部５２１の外周から連続して形成される円筒状の周壁部５２２とを備える。封口缶５２の開口は、外装缶５１の開口と対向している。封口缶５２は、ステンレスなどの金属材料によって形成されている。封口缶５２は、蓋材１２側に配置されている。外装缶５１と封口缶５２との間には、発電要素２０が収容される。したがって、外装缶５１は、導体部１１３に接続される電極端子として機能し、封口缶５２は、導電板３０に接続されるもう一方の電極端子として機能する。
【0054】
外装缶５１と封口缶５２とは、発電要素２０を内部空間に収容したのち、外装缶５１の筒状側壁部５１２と封口缶５２の周壁部５２２との間にガスケット５３を介してカシメられる。より具体的には、外装缶５１と封口缶５２とは、外装缶５１と封口缶５２の互いの開口を対向させ、外装缶５１の筒状側壁部５１２の内側に封口缶５２の周壁部５２２を挿入したのち、筒状側壁部５１２と周壁部５２２との間にガスケット５３を介してカシメられる。これにより、外装缶５１と封口缶５２によって形成された内部空間は、密閉状態となる。すなわち、外装缶５１及び封口缶５２は、その内部空間に発電要素２０を封入する外装材である。なお、外装缶５１及び封口缶５２は各々、平面視において円形状に限られず、楕円形状又は多角形状等、種々変更することができる。
【0055】
ガスケット５３は、ポリアミド系樹脂、ポリプロピレン樹脂又はポリフェニレンサルファイド樹脂等の樹脂材料によって構成されている。なお、外装缶５１と封口缶５２によって形成された内部空間を密閉状態とする方法は、ガスケット５３を介したカシメに限られず、他の方法によってなされるのであってもよい。例えば、外装缶５１の筒状側壁部５１２と封口缶５２の周壁部５２２との間に熱溶融性樹脂や接着剤などを介在させて接合し、封止するものであってもよい。
【0056】
導電板３０は、凹状容器１１の内部に扁平形素子５０が収容されたのち、上述の取付け手順と同様に取り付けられ、扁平形素子５０を押圧する。これにより、導電板３０は、振動等によって位置ズレすることなく、扁平形素子５０とより安定的に接触し、上述の第１実施形態の電気化学素子１と同様に、良好な電気的接続を維持することができる。
【0057】
本実施形態の電気化学素子１においても、特に図示しないが、扁平形素子５０と導電板３０との間に上述した多孔質金属層２４或いは導電シート４０を配置してもよい。また、扁平形素子５０と凹状容器１１の底部１１１との間に多孔質金属層２４或いは導電シート４０を配置してもよい。
【0058】
扁平形素子５０は、固体電解質層を有する全固体電池に限られるものではなく、リチウムイオン二次電池などの非水電解質電池や、その他扁平形状を有する電池、或いは、リチウムイオンキャパシタ等のキャパシタであってもよい。
【0059】
上述の第１～４の実施形態において、電極層２１を正極層として機能させ、電極層２２を負極層として機能させたが、電極層２１を負極層として機能させ、電極層２２を正極層として機能させてもよい。この場合、外部端子１３が負極の端子として機能し、外部端子１４が正極の端子として機能する。
【0060】
上述の第４実施形態において、扁平形素子５０は、外装缶５１が凹状容器１１の底部１１１側に配置されるようにケース１０の内部空間に収容したが、封口缶５２が凹状容器１１の底部１１１側に配置されるように収容してもよい。すなわち、扁平形素子５０は、図９に示す扁平形素子５０の天地を反転させた状態で、ケース１０の内部空間に収容されてもよい。
【0061】
上述の第１～４の実施形態では、発電要素２０を、電極層２１と電極層２２と固体電解質層２３とを積層した積層体で構成したが、隔離層として、固体電解質層２３に代えてセパレータ（図示せず。）を設け、ケース１０の内部空間に発電要素２０とともに電解液を収容することにより、電気化学素子１をリチウムイオン二次電池、リチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタ等とすることができる。この場合、セパレータ及び電解液は、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンキャパシタ又は電気二重層キャパシタ等で通常に用いられるものである。また、電極層２１と電極層２２は、各種の電気化学素子１で通常に用いられる正極及び負極の合剤層に置き換えればよい。
【0062】
なお、本発明によれば、国連の提唱する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ：Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｇｏａｌｓ）の目標７「エネルギーをみんなにそしてクリーンに」および目標１２「つくる責任 つかう責任」に寄与することができる。
【0063】
以上、実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【0064】
１ 電気化学素子、 １０ ケース、１１ 凹状容器、１２ 蓋材、１３ 外部端子、１４ 外部端子、１５ シールリング、１１１ 底部、１１２ 側壁部、１１２１ 窪み、１１３ 導体部、１１４ 導体部、１１５ 制止部、２０ 発電要素、３０ 導電板、３１ 係止部、３２ 対向部、３２１ 内湾曲部、３２２ 外湾曲部、３２３ スリット、３２４ スリット、３２５ ピン挿入孔、４０ 導電シート、５０ 扁平形素子、５１ 外装缶、５１１ 平面部、５２ 封口缶、５２１ 平面部、５３ ガスケット
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】