特許 7406564 電池

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-19

(45)【発行日】2023-12-27

(54)【発明の名称】電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/0585 20100101AFI20231220BHJP

   H01M 10/0562 20100101ALI20231220BHJP

   H01M 10/052 20100101ALI20231220BHJP

   H01M 4/70 20060101ALI20231220BHJP

【ＦＩ】

H01M10/0585

H01M10/0562

H01M10/052

H01M4/70 A

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2021546493

(86)(22)【出願日】2020-02-18

(86)【国際出願番号】 JP2020006322

(87)【国際公開番号】W WO2021053847

(87)【国際公開日】2021-03-25

【審査請求日】2023-01-16

(31)【優先権主張番号】P 2019168658

(32)【優先日】2019-09-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109210

【弁理士】

【氏名又は名称】新居 広守

(74)【代理人】

【識別番号】100137235

【弁理士】

【氏名又は名称】寺谷 英作

(74)【代理人】

【識別番号】100131417

【弁理士】

【氏名又は名称】道坂 伸一

(72)【発明者】

【氏名】古賀 英一

【審査官】小森 重樹

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０６１９５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－２０６７５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２２７６０９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１５６０６２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ １０／０５８５

Ｈ０１Ｍ １０／０５６２

Ｈ０１Ｍ １０／０５２

Ｈ０１Ｍ ４／７０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電極層と、
前記電極層と対向して配置された対極層と、
前記電極層と前記対極層との間に位置する固体電解質層と、
を備え、
前記電極層は、
集電体と、
前記集電体と前記固体電解質層との間に位置し、前記集電体及び前記固体電解質層よりも平面視における面積が小さい活物質層と、
を有し、
前記平面視において、前記活物質層が位置する領域を第１領域とし、前記第１領域の外側の領域を第２領域とした場合、
前記固体電解質層は、前記平面視における前記活物質層の外側を覆い、前記第２領域において前記集電体と接しており、
前記集電体又は前記固体電解質層は、前記第２領域において、前記平面視でライン状の少なくとも１つの構造欠陥部を有し、
前記少なくとも１つの構造欠陥部は、ライン状の割れ目である、
電池。

【請求項2】

電極層と、
前記電極層と対向して配置された対極層と、
前記電極層と前記対極層との間に位置する固体電解質層と、
を備え、
前記電極層は、
集電体と、
前記集電体と前記固体電解質層との間に位置し、前記集電体及び前記固体電解質層よりも平面視における面積が小さい活物質層と、
を有し、
前記平面視において、前記活物質層が位置する領域を第１領域とし、前記第１領域の外側の領域を第２領域とした場合、
前記固体電解質層は、前記平面視における前記活物質層の外側を覆い、前記第２領域において前記集電体と接しており、
前記集電体又は前記固体電解質層は、前記第２領域において、前記平面視でライン状の少なくとも１つの構造欠陥部を有し、
前記少なくとも１つの構造欠陥部は、ライン状に配列された複数の孔である、
電池。

【請求項3】

電極層と、
前記電極層と対向して配置された対極層と、
前記電極層と前記対極層との間に位置する固体電解質層と、
を備え、
前記電極層は、
集電体と、
前記集電体と前記固体電解質層との間に位置し、前記集電体及び前記固体電解質層よりも平面視における面積が小さい活物質層と、
を有し、
前記平面視において、前記活物質層が位置する領域を第１領域とし、前記第１領域の外側の領域を第２領域とした場合、
前記固体電解質層は、前記平面視における前記活物質層の外側を覆い、前記第２領域において前記集電体と接しており、
前記集電体又は前記固体電解質層は、前記第２領域において、前記平面視でライン状の少なくとも１つの構造欠陥部を有し、
前記集電体は、
前記活物質層と接する集電体層と、
前記集電体層の前記活物質層と対向する面とは反対側の面と接する基板と、
を有し、
前記少なくとも１つの構造欠陥部は、前記基板に形成されている、
電池。

【請求項4】

前記少なくとも１つの構造欠陥部は、前記基板の前記集電体層と対向する面とは反対側の面に形成されている、
請求項３記載の電池。

【請求項5】

前記集電体は、さらに、
前記第１領域に位置し、前記基板の前記集電体層と対向する面とは反対側の面と接する補助基板を有する、
請求項３又は４記載の電池。

【請求項6】

前記少なくとも１つの構造欠陥部は、ライン状の溝である、
請求項３から５のいずれか１項に記載の電池。

【請求項7】

前記少なくとも１つの構造欠陥部は、複数の構造欠陥部を含み、
前記各構造欠陥部は、前記平面視において、前記第１領域の外周に沿って形成されている、
請求項１から６のいずれか１項に記載の電池。

【請求項8】

前記少なくとも１つの構造欠陥部は、前記平面視において、前記第１領域の外周を囲うように形成されている、
請求項１から７のいずれか１項に記載の電池。

【請求項9】

前記少なくとも１つの構造欠陥部の端部の少なくとも一方は、前記平面視において、前記集電体又は前記固体電解質層の外周と一致する、
請求項１から８のいずれか１項に記載の電池。

【請求項10】

前記少なくとも１つの構造欠陥部は、前記固体電解質層に形成されている、
請求項１から９のいずれか１項に記載の電池。

【請求項11】

前記少なくとも１つの構造欠陥部は、前記固体電解質層の前記集電体と対向する面に形成されている、
請求項１０記載の電池。

【請求項12】

前記固体電解質層は、リチウムイオン伝導性を有する固体電解質を含む、
請求項１から１１のいずれか１項に記載の電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電池に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、集電体に溝が設けられた全固体電池が開示されている。また、特許文献２には、集電体に切れ目が形成されている非水電解質電池が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１０－０８０２１４号公報

【文献】特開２００１－２６６８９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来技術においては、信頼性の高い電池が求められている。

【0005】

そこで、本開示は、電池の信頼性を向上することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一形態に係る電池は、
電極層と、
前記電極層と対向して配置された対極層と、
前記電極層と前記対極層との間に位置する固体電解質層と、
を備え、
前記電極層は、
集電体と、
前記集電体と前記固体電解質層との間に位置し、前記集電体及び前記固体電解質層よりも平面視における面積が小さい活物質層と、
を有し、
前記平面視において、前記活物質層が位置する領域を第１領域とし、前記第１領域の外側の領域を第２領域とした場合、
前記固体電解質層は、前記平面視における前記活物質層の外側を覆い、前記第２領域において前記集電体と接しており、
前記集電体又は前記固体電解質層は、前記第２領域において、前記平面視でライン状の少なくとも１つの構造欠陥部を有する。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、電池の信頼性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施の形態１に係る電池の概略構成を示す図である。

【図2】図２は、実施の形態１の変形例１に係る電池の概略構成を示す図である。

【図3】図３は、実施の形態１の変形例２に係る電池の概略構成を示す図である。

【図4】図４は、実施の形態１の変形例３に係る電池の概略構成を示す図である。

【図5】図５は、実施の形態１の変形例４に係る電池の概略構成を示す図である。

【図6】図６は、実施の形態１の変形例５に係る電池の概略構成を示す図である。

【図7】図７は、実施の形態１のその他の変形例に係る構造欠陥部の例を示す断面図である。

【図8】図８は、実施の形態２に係る積層電池の例を示す断面図である。

【図9】図９は、実施の形態２に係る積層電池の別の例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

（本開示の概要）
本開示の一態様における電池は、
電極層と、
前記電極層と対向して配置された対極層と、
前記電極層と前記対極層との間に位置する固体電解質層と、
を備え、
前記電極層は、
集電体と、
前記集電体と前記固体電解質層との間に位置し、前記集電体及び前記固体電解質層よりも平面視における面積が小さい活物質層と、
を有し、
前記平面視において、前記活物質層が位置する領域を第１領域とし、前記第１領域の外側の領域を第２領域とした場合、
前記固体電解質層は、前記平面視における前記活物質層の外側を覆い、前記第２領域において前記集電体と接しており、
前記集電体又は前記固体電解質層は、前記第２領域において、前記平面視でライン状の少なくとも１つの構造欠陥部を有する。

【0010】

これにより、電池の集電体又は固体電解質層が、平面視における活物質層の外側の第２領域に構造欠陥部を有する。そのため、電池に外的な衝撃又は応力が加わった場合に、電池は、活物質層が位置する第１領域よりも先に、選択的に、第２領域に位置する構造欠陥部で破損し、折れ曲がりやすい。よって、外部からの応力が活物質層に及びにくくなるため、活物質層の破損が抑制される。その結果、活物質層を含む発電要素の部位は保護され、電極層の活物質層が対極層と接触することによる電池の短絡及び焼損が抑制される。よって、電池の信頼性が向上する。

【0011】

また、例えば、前記少なくとも１つの構造欠陥部は、ライン状の溝であってもよい。

【0012】

これにより、溝の深さ、ライン状に形成された溝の長さ、及び本数などによって、構造欠陥部において破損する際の、強度、形状及び方向などが容易に調整される。

【0013】

また、例えば、前記少なくとも１つの構造欠陥部は、ライン状に配列された複数の孔であってもよい。

【0014】

これにより、複数の孔の、形状、深さ及び数などによって、構造欠陥部において破損する際の、強度、形状及び方向などが容易に調整される。

【0015】

また、例えば、前記少なくとも１つの構造欠陥部は、ライン状の割れ目であってもよい。

【0016】

これにより、構造欠陥部の形成のために、割れ目を入れるだけでよいことから、材料を削り出す必要がなく、容易に構造欠陥部を形成することができる。

【0017】

また、例えば、前記少なくとも１つの構造欠陥部は、前記平面視において、前記第１領域の外周に沿って複数形成されていてもよい。

【0018】

これにより、構造欠陥部が複数形成されているため、電池に外的な衝撃又は応力が加わった場合に、電池は、より選択的に構造欠陥部で折れ曲がりやすくなる。

【0019】

また、例えば、前記少なくとも１つの構造欠陥部は、前記平面視において、前記第１領域の外周を囲うように形成されていてもよい。

【0020】

これにより、平面視において活物質層が構造欠陥部に囲まれるため、電池への広範囲の外部応力方向に対して、電池は、選択的に構造欠陥部において折れ曲がりやすくなる。

【0021】

また、例えば、前記少なくとも１つの構造欠陥部の端部の少なくとも一方は、前記平面視において、前記集電体又は前記固体電解質層の外周と一致していてもよい。

【0022】

これにより、構造欠陥部が、集電体又は固体電解質層の外周まで延びるように形成されているため、電池に外的な衝撃又は応力が加わった場合に、電池は、構造欠陥部の端部を起点として、破損しやすくなり、より選択的に構造欠陥部で折れ曲がりやすくなる。

【0023】

また、例えば、前記集電体は、前記活物質層と接する集電体層と、前記集電体層の前記活物質層と対向する面とは反対側の面と接する基板と、を有し、前記少なくとも１つの構造欠陥部は、前記基板に形成されていてもよい。

【0024】

これにより、集電体が基板を有しているため、基板により電池が構造面で強固になる。よって、電池の信頼性がより向上する。

【0025】

また、例えば、前記少なくとも１つの構造欠陥部は、前記基板の前記集電体層と対向する面とは反対側の面に形成されていてもよい。

【0026】

これにより、外部からの応力等により、構造欠陥部において基板が折れ曲がった場合に、基板の折れ曲がり部の先端が電池の外部方向側に向きやすい。そのため、基板が折れ曲がって割れた場合の、基板破片の電池内部への侵入が抑制される。よって、さらに電池の短絡が抑制され、電池の信頼性がより向上する。

【0027】

また、例えば、前記集電体は、さらに、前記第１領域に位置し、前記基板の前記集電体層と対向する面とは反対側の面と接する補助基板を有してもよい。

【0028】

これにより、第１領域に位置する活物質層が、補助基板によってより確実に保護される。そのため、電池に外的な衝撃又は応力が加わった場合に、構造欠陥部でより選択的に折れ曲がりやすくなる。よって、電池の信頼性がより向上する。

【0029】

また、例えば、前記少なくとも１つの構造欠陥部は、前記固体電解質層に形成されていてもよい。

【0030】

これにより、電池が基板を有さない場合であっても、電池に外的な衝撃又は応力が加わった場合に、電池は、活物質層が位置する第１領域よりも先に、選択的に、第２領域における固体電解質に形成された構造欠陥部で破損し、折れ曲がる。よって、外部からの応力が活物質層に及びにくくなるため、活物質層の破損が抑制される。その結果、活物質層を含む発電要素の部位は保護され、電極層の活物質層が対極層と接触することによる電池の短絡及び焼損が抑制される。よって、電池の信頼性を向上できる。また、電池が構造欠陥部を形成容易な基板を有する必要がなくなる。よって、発電に寄与しない基板を有していなくてよいため、電池のエネルギー密度を高めることができる。

【0031】

また、例えば、前記少なくとも１つの構造欠陥部は、前記固体電解質層の前記集電体と対向する面に形成されていてもよい。

【0032】

これにより、電池に外的な衝撃又は応力が加わった場合に、固体電解質層の集電体と対向する面に形成された構造欠陥部を起点にして破損されやすくなるため、電池は、より選択的に、構造欠陥部で折れ曲がりやすくなる。よって、電池の信頼性がより向上する。

【0033】

また、例えば、前記固体電解質層は、リチウムイオン伝導性を有する固体電解質を含んでもよい。

【0034】

これにより、固体電解質を含むリチウムイオン電池において、電池の信頼性を向上させることができる。

【0035】

以下、実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。

【0036】

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

【0037】

また、本明細書において、平行などの要素間の関係性を示す用語、及び、矩形などの要素の形状を示す用語、並びに、数値範囲は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数％程度の差異をも含むことを意味する表現である。

【0038】

また、各図は、必ずしも厳密に図示したものではない。各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略又は簡略化する。

【0039】

また、本明細書及び図面において、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、三次元直交座標系の三軸を示している。各実施の形態では、ｚ軸方向を電池の厚み方向としている。また、ｚ軸の正の方向をｚ軸方向上側とし、ｚ軸の負の方向をｚ軸方向下側としている。また、本明細書において、「厚み方向」とは、各層が積層された面に垂直な方向のことである。

【0040】

また、本明細書において「平面視」とは、電池における積層方向に沿って電池を見た場合を意味し、本明細書における「厚み」とは、電池及び各層の積層方向の長さである。

【0041】

また、本明細書において「内側」及び「外側」などにおける「内」及び「外」とは、電池における積層方向に沿って電池を見た場合における内、外のことである。

【0042】

また、本明細書において、電池の構成における「上」及び「下」という用語は、絶対的な空間認識における上方向（鉛直上方）及び下方向（鉛直下方）を指すものではなく、積層構成における積層順を基に相対的な位置関係により規定される用語として用いる。また、「上方」及び「下方」という用語は、２つの構成要素が互いに間隔を空けて配置されて２つの構成要素の間に別の構成要素が存在する場合のみならず、２つの構成要素が互いに密着して配置されて２つの構成要素が接する場合にも適用される。

【0043】

（実施の形態１）
［積層電池の概要］
まず、本実施の形態に係る電池について説明する。

【0044】

図１は、本実施の形態に係る電池の概略構成を示す図である。具体的には、図１の（ａ）は、本実施の形態に係る電池１０００の断面図であり、図１の（ｂ）は、電池１０００をｚ軸方向下側から見た平面視図である。図１の（ａ）には、図１の（ｂ）のＩ－Ｉ線で示される位置での断面が示されている。

【0045】

図１に示されるように、電池１０００は、電極層１００と、電極層１００と対向して平行に配置された対極層２００と、電極層１００と対極層２００との間に位置する固体電解質層３００と、を備える。電池１０００は、例えば、全固体電池である。

【0046】

電極層１００は、電極集電体１２０と、電極集電体１２０と固体電解質層３００との間に位置し、電極集電体１２０及び固体電解質層３００よりも平面視における面積が小さい電極活物質層１１０と、を有する。電極集電体１２０は、電極活物質層１１０と接する電極集電体層１５０と、電極集電体層１５０の電極活物質層１１０と対向する面とは反対側の面と接する基板１６０と、を有する。なお、本明細書において、電極集電体１２０及び以下で説明する本開示に係る各種電極集電体は集電体の一例であり、電極活物質層１１０及び以下で説明する本開示に係る各種電極活物質層は活物質層の一例であり、電極集電体層１５０及び以下で説明する本開示に係る各種電極集電体層は集電体層の一例である。

【0047】

対極層２００は、固体電解質層３００を介して、電極層１００に対向して配置され、電極層１００の対極となる層である。対極層２００は、対極集電体２２０と、対極集電体２２０と固体電解質層３００との間に位置し、対極集電体２２０及び固体電解質層３００よりも平面視における面積が小さい対極活物質層２１０と、を有する。対極集電体２２０は、対極活物質層２１０と接する対極集電体層２５０を有する。

【0048】

つまり、電池１０００は、基板１６０、電極集電体層１５０、電極活物質層１１０、固体電解質層３００、対極活物質層２１０及び対極集電体層２５０が、この順で積層された構造を有する。基板１６０、電極集電体層１５０、電極活物質層１１０、固体電解質層３００、対極活物質層２１０及び対極集電体層２５０は、平面視で矩形状である。

【0049】

以下では、平面視において、電極活物質層１１０が位置する領域を第１領域１０とし、第１領域１０の外側の領域を第２領域２０とした場合について説明する。つまり、平面視において、電極活物質層１１０が位置する領域が第１領域１０であり、第１領域１０の外側の領域が第２領域２０である。

【0050】

本実施の形態において、電極層１００及び対極層２００のうち、例えば、一方が正極活物質層と正極集電体層を有する正極集電体とを有する正極層であり、他方が負極活物質層と負極集電体層を有する負極集電体とを有する負極層である。よって、（ａ）電極層１００、電極活物質層１１０、電極集電体１２０及び電極集電体層１５０、並びに、（ｂ）対極層２００、対極活物質層２１０、対極集電体２２０及び対極集電体層２５０のうち、一方が正極層、正極活物質層、正極集電体及び正極集電体層であり、他方が負極層、負極活物質層、負極集電体及び負極集電体層である。以下では、正極活物質層及び負極活物質層を、単に、「活物質層」と称する場合がある。また、正極集電体及び負極集電体を、単に、「集電体」と称する場合がある。また、正極集電体層及び負極集電体層を、単に、「集電体層」と称する場合がある。

【0051】

電極活物質層１１０の下面は電極集電体１２０の電極集電体層１５０と接しており、電極活物質層１１０の上面は固体電解質層３００と接している。電極活物質層１１０は、固体電解質層３００を挟んで、対極活物質層２１０と対向し、電極活物質層１１０、対極活物質層２１０及び固体電解質層３００は電池１０００における発電要素部となる。また、電極活物質層１１０は、側面も固体電解質層３００と接している。電極活物質層１１０は、平面視において、対極活物質層２１０と同じ位置である。また、電極活物質層１１０は、平面視において、固体電解質層３００、電極集電体層１５０、基板１６０及び対極集電体層２５０よりも面積が小さい。電極活物質層１１０は、平面視において、固体電解質層３００、電極集電体層１５０、基板１６０及び対極集電体層２５０の内側に位置する。

【0052】

対極活物質層２１０の上面は対極集電体２２０の対極集電体層２５０と接しており、対極活物質層２１０の下面は固体電解質層３００と接している。また、対極活物質層２１０は、側面も固体電解質層３００と接している。対極活物質層２１０は、平面視において、電極活物質層１１０と同じ位置である。また、対極活物質層２１０は、平面視において、固体電解質層３００、電極集電体層１５０、基板１６０及び対極集電体層２５０よりも面積が小さい。対極活物質層２１０は、平面視において、固体電解質層３００、電極集電体層１５０、基板１６０及び対極集電体層２５０の内側に位置する。

【0053】

上述のように、電池１０００において、電極活物質層１１０及び対極活物質層２１０のうち、例えば、一方が正極活物質層であり、他方が負極活物質層である。

【0054】

正極活物質層は、少なくとも正極活物質を含む。つまり、正極活物質層は、主に、正極活物質などの正極材料から構成される層である。正極活物質は、負極よりも高い電位で結晶構造内にリチウム（Ｌｉ）又はマグネシウム（Ｍｇ）などの金属イオンが挿入又は離脱され、それに伴って酸化又は還元が行われる物質である。正極活物質の種類は、電池の種類に応じて適宜選択することができ、公知の正極活物質が用いられうる。正極活物質は、リチウムと遷移金属元素とを含む化合物が挙げられ、例えば、リチウムと遷移金属元素を含む酸化物、及び、リチウムと遷移金属元素とを含むリン酸化合物などが挙げられる。リチウムと遷移金属元素を含む酸化物としては、例えば、ＬｉＮｉ_ｘＭ_１－ｘＯ_２（ここで、Ｍは、Ｃｏ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ及びＷのうち少なくとも１つの元素であり、ｘは、０＜ｘ≦１である）などのリチウムニッケル複合酸化物、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ_２）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ_２）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ_２Ｏ_４）等の層状酸化物及びスピネル構造を持つマンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ_２Ｏ_４、Ｌｉ_２ＭｎＯ_３、ＬｉＭＯ_２）などが用いられる。リチウムと遷移金属元素とを含むリン酸化合物としては、例えば、オリビン構造を持つリン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ_４）などが用いられる。また、正極活物質には、硫黄（Ｓ）、硫化リチウム（Ｌｉ_２Ｓ）などの硫化物を用いることもでき、その場合、正極活物質粒子に、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）などをコーティング、又は、添加したものを正極活物質として用いることができる。なお、正極活物質には、これらの材料の１種のみが用いられてもよいし、これらの材料のうちの２種以上が組み合わされて用いられてもよい。

【0055】

上述のとおり、正極活物質層は、少なくとも正極活物質を含んでいればよい。正極活物質層は、正極活物質と他の添加材料との合剤から構成される合剤層であってもよい。添加材料としては、例えば、無機系固体電解質又は硫化物系固体電解質などの固体電解質、アセチレンブラックなどの導電助材、ポリエチレンオキシド又はポリフッ化ビニリデンなどの結着用バインダーなどが用いられうる。正極活物質層は、正極活物質と固体電解質などの他の添加材料とを所定の割合で混合することにより、正極活物質層内でのイオン導電性を向上させることができるとともに、電子伝導性をも向上させることができる。

【0056】

正極活物質層の厚みは、例えば、５μｍ以上３００μｍ以下である。

【0057】

負極活物質層は、少なくとも負極活物質を含む。つまり、負極活物質層は、主に、負極活物質などの負極材料から構成される層である。負極活物質は、正極よりも低い電位で結晶構造内にリチウム（Ｌｉ）又はマグネシウム（Ｍｇ）などの金属イオンが挿入又は離脱され、それに伴って酸化又は還元が行われる物質をいう。負極活物質の種類は、電池の種類に応じて適宜選択することができ、公知の負極活物質が用いられうる。負極活物質は、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、黒鉛炭素繊維又は樹脂焼成炭素などの炭素材料、及び、固体電解質と合剤化される合金系材料などが用いられうる。合金系材料としては、例えば、ＬｉＡｌ、ＬｉＺｎ、Ｌｉ_３Ｂｉ、Ｌｉ_３Ｃｄ、Ｌｉ_３Ｓｂ、Ｌｉ_４Ｓｉ、Ｌｉ_４．４Ｐｂ、Ｌｉ_４．４Ｓｎ、Ｌｉ_０．１７Ｃ、ＬｉＣ_６などのリチウム合金、チタン酸リチウム（Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２）などのリチウムと遷移金属元素との酸化物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）及び酸化ケイ素（ＳｉＯ_ｘ）などの金属酸化物などが用いられうる。なお、負極活物質には、これらの材料の１種のみが用いられてもよいし、これらの材料のうちの２種以上が組み合わされて用いられてもよい。

【0058】

上述のとおり、負極活物質層は、少なくとも負極活物質を含んでいればよい。負極活物質層は、負極活物質と他の添加材料との合剤から構成される合剤層であってもよい。添加材料としては、例えば、無機系固体電解質又は硫化物系固体電解質などの固体電解質、アセチレンブラックなどの導電助材、及び、ポリエチレンオキシド又はポリフッ化ビニリデンなどの結着用バインダーなどが用いられうる。負極活物質層は、負極活物質と固体電解質などの他の添加材料とを所定の割合で混合することにより、負極活物質層内でのイオン導電性を向上させることができるとともに、電子伝導性をも向上させることできる。

【0059】

負極活物質層の厚みは、例えば、５μｍ以上３００μｍ以下である。

【0060】

電極集電体１２０は、電極活物質層１１０から電流を取り出すために用いられる集電体であり、対極集電体２２０は、対極活物質層２１０からの電流を取り出すために用いられる集電体である。

【0061】

電極集電体１２０は、導電性を有する電極集電体層１５０及び電極集電体層１５０を支持する基板１６０で構成されている。外部と接続するためのリード線等は、電極集電体層１５０に取り付けられてもよく、基板１６０に取り付けられてもよい。詳細は後述するが、電極集電体１２０は、第２領域２０において、平面視でライン状の構造欠陥部７００を有する。具体的には、構造欠陥部７００は、基板１６０に形成されている。

【0062】

対極集電体２２０は、導電性を有する対極集電体層２５０のみから構成されている。

【0063】

電極集電体層１５０と基板１６０と対極集電体層２５０とは、平面視において同じ位置である。

【0064】

上述のように、電池１０００において、電極集電体層１５０及び対極集電体層２５０のうち、例えば、一方が正極集電体層であり、他方が負極集電体層である。正極集電体層及び負極集電体層は、導電性を有する材料で形成されていればよく、特に限定されない。集電体層は、例えば、ステンレス、ニッケル、アルミニウム、鉄、チタン、銅、パラジウム、金及び白金、又は、これらの２種以上の合金などからなる箔状体、板状体若しくは網目状体などが用いられてもよい。集電体層の材料は、製造プロセス、使用温度、及び使用圧力で溶融及び分解しないこと、並びに、集電体層にかかる電池動作電位及び導電性を考慮して適宜選択されればよい。また、集電体層の材料は、要求される引張強度及び耐熱性に応じても選択されうる。集電体層は、高強度電解銅箔、又は、異種金属箔を積層したクラッド材であってもよい。集電体層の厚さは、例えば、１０μｍ以上１００μｍ以下である。

【0065】

基板１６０は、板状の基板である。基板１６０の材料は、例えば、アルミナなどのセラミックス、又は、樹脂などである。基板１６０の主材料がセラミックスであるセラミックス基板である場合、セラミックス基板の材料としては、アルミナを主成分とした材料、ムライト、ジルコニア、窒化物系セラミックス及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）などが使用されうる。また、基板１６０には、主材料が樹脂である樹脂基板、又は、樹脂基板にセラミックス基板を貼り合わせた基板を使用することも出来る。

【0066】

基板１６０は、一般的な基板とは異なり、外部の応力によって、破損して折れ曲がりやすく、その結果、分割されやすい機構を有する基板である。基板１６０には、破損しやすい箇所である構造欠陥部７００としてライン状の溝が形成されている。つまり、基板１６０は、選択的に構造欠陥部７００で折れ曲がりやすい。構造欠陥部７００は、平面視において、ライン状の溝である。構造欠陥部７００は、平面視において、ミシン目状の孔などのライン状の複数の孔であってもよい。

【0067】

基板１６０の上面及び下面は導電性を有していてもよい。基板１６０の上面と下面とが、例えば、ビアホール又はスルーホールを基板に形成した導体を介して電気的に接続することにより、基板１６０は端子電極として機能する。また、基板１６０の側面も導電性を有していてもよい。また、基板１６０は、導体で形成されていてもよい。

【0068】

電池１０００においては、基板１６０の電極集電体層１５０と対向する面は、電極集電体層１５０と接合されている。言い換えると、基板１６０の上面が、電極集電体層１５０のｚ軸方向の下面と接合されている。なお、図１において、電極集電体１２０が基板１６０を有しているが、対極集電体２２０が基板１６０を有していてもよい。また、電極集電体１２０及び対極集電体２２０がいずれも基板１６０を有していてもよい。

【0069】

図示されていないが、基板１６０と電極集電体層１５０との接合部には、低抵抗の導体が用いられてもよい。例えば、基板１６０と電極集電体層１５０との接合に用いられる導体としては、銀などの導電性金属粒子を含む導電性樹脂（導体ペースト）を硬化したものが用いられる。導電性樹脂としては、電池１０００の使用温度範囲及び製造プロセスにおいて、導電性及び接合性が確保できる材料であればよい。また、基板１６０と電極集電体層１５０とは、半田又は導電性のテープで接合されていてもよい。また、基板１６０と電極集電体層１５０とは、電極集電体層１５０に用いられる材料により接合されていてもよい。また、基板１６０と電極集電体層１５０とは、熱溶着又は圧着などにより直接接合されてもよい。基板１６０と電極層１００との接合部は、使用環境下で要求される、最大レートで電流を流したときに、寿命特性及び電池特性に影響を与えない耐久性を有する構成（厚み）及び材料であればよい。

【0070】

基板１６０には、電極集電体層１５０と比較して、両者の接合時の加圧で変形しにくい材料が用いられてもよい。つまり、基板１６０は、電極集電体層１５０よりも硬くてもよい。この構成により、接合圧力を加えたときに、基板平面に沿って電極集電体層１５０が変形されて密着し、電池１０００に外部応力が加わった場合に、剥離することなく、接合した状態が維持されやすいため、電池１０００は、基板１６０の構造欠陥部７００で選択的に折れ曲がりやすくなる。

【0071】

また、電池１０００において、基板１６０の材料は、電極集電体層１５０と同じ材料を含んでいてもよい。また、基板１６０の電極集電体層１５０と対向する面には、電極集電体層１５０と同じ材料のパターンが形成されていてもよい。これにより、基板１６０と電極集電体層１５０との熱膨張係数差の調整ができるため、冷熱サイクルによる基板１６０と電極集電体層１５０と接合界面の剥離等が抑制され、接合信頼性をより高めることができる。これにより、冷熱サイクルを経ても、基板１６０と電極集電体層１５０とが剥離することなく、接合した状態を維持されやすく、電池１０００に外部応力が加わった場合に、基板１６０の構造欠陥部７００で選択的に折れ曲がりやすくなる。

【0072】

さらに、基板１６０の機能及び構造欠陥部７００について、より詳細に説明する。基板１６０は、通常は、電池１０００を保護し、電池１０００を構造的に強化している。また、基板１６０には、外部からの応力で破損しやすい構造欠陥部７００として平面視でライン状に溝が形成されている。より詳細には、基板１６０の電極集電体層１５０と対向する面とは反対側の面には、溝加工された折り曲げ及び分割用の構造欠陥部７００が、第１領域１０の外周に沿って、ライン状に複数形成されている。そのため、基板１６０は、外部からの応力により、構造欠陥部７００で破損し、折れ曲がりやすい。

【0073】

このように、基板１６０の電極集電体層１５０と対向する面とは反対側の面に構造欠陥部７００が形成されていることにより、電池１０００に外的な応力が加わった場合、基板１６０は、電池１０００の電極活物質層１１０及び対極活物質層２１０が破損するよりも先に、第２領域２０に形成された構造欠陥部７００で、電池１０００の内部に入り込まない方向に、選択的に折れ曲がり、分割されやすい。これにより、外部からの応力が電極活物質層１１０及び対極活物質層２１０に及びにくくなるため、電極活物質層１１０及び対極活物質層２１０の破損が抑制される。その結果、電極活物質層１１０と対極活物質層２１０とが接触することによる短絡が抑制されることとなる。

【0074】

構造欠陥部７００は、平面視における基板１６０の外周まで、両方の端部が延びるように形成されている。言い換えると、構造欠陥部７００の端部は、いずれも、平面視において、電極集電体層１５０、基板１６０及び固体電解質層３００の外周と一致している。これにより、外部から応力が加えられた場合に、構造欠陥部７００の端部を起点として、基板１６０が破損しやすくなる。なお、構造欠陥部７００は、平面視における基板１６０の外周まで、一方の端部が延びるように形成されていてもよい。

【0075】

構造欠陥部７００は、例えば、第１領域１０における電池１０００の抗折強度よりも、第２領域２０における基板１６０の抗折強度が小さくなるように形成されている。また、構造欠陥部７００は、第１領域１０における電池１０００の抗折強度よりも、第２領域２０における電池１０００の抗折強度が小さくなるように形成されていてもよい。また、構造欠陥部７００は、電池１０００の電極活物質層１１０、対極活物質層２１０及び固体電解質層３００からなる発電要素部の抗折強度よりも、第２領域２０における基板１６０の抗折強度が小さくなるように形成されていてもよい。

【0076】

抗折強度の値は、セラミックスの一般的な３点曲げ等の抗折強度測定を行うことにより測定され、それぞれの箇所の抗折強度は、値の相対関係に基づいて設定される。したがって、例えば、個別に基板１６０と電池１０００の発電要素部との抗折強度を測定して、抗折強度を設定する。このように、電池１０００に外的な応力が加わった場合に、選択的に折り曲げたい箇所と、保護したい箇所は設定される。

【0077】

また、構造欠陥部７００は、図１に示されるように、複数形成されてもよい。これにより、構造欠陥部７００での破損の位置、及び、基板１６０の構造欠陥部７００における抗折強度の調整が可能である。図１では、構造欠陥部７００は、平面視において、第１領域１０の矩形を構成する各辺に沿って、２つずつ形成されているが、これに限らず、１つずつ形成されてもよく、２つ以上形成されてもよい。また、構造欠陥部７００は、第１領域１０の矩形を構成する全ての辺に沿って形成されていなくてもよく、少なくとも１つの辺に沿って形成されていてもよい。

【0078】

また、構造欠陥部７００は、図１に示されるように、平面視において、第１領域１０の外周に沿って形成されていてもよい。これにより、構造欠陥部が第１領域１０の外周に沿っているため、電池が構造欠陥部７００で折れ曲がった際の影響が、電極活物質層１１０及び対極活物質層２１０に及びにくい。また、構造欠陥部７００は、図１に示されるように、平面視において、第１領域１０の外周を囲うように形成されていてもよい。これにより、発電要素部の電極活物質層１１０及び対極活物質層２１０が構造欠陥部７００に囲まれるため、電池１０００への広範囲の外部応力方向に対して、電池１０００は、構造欠陥部７００で折れ曲がりやすくなり、発電要素部を保護することができる。

【0079】

構造欠陥部７００である溝の断面の形状は、Ｖ字状、Ｕ字状、半円状又は凹形状（角ばったＵ字形状）等に加工されうる。溝の断面形状、溝の深さ、ライン状に形成された溝の長さ、及び本数などによって、構造欠陥部７００において破損する際の、強度、形状及び方向などが容易に調整される。

【0080】

構造欠陥部７００である溝は、基板１６０の平坦面が局所的に凹んだ箇所である。溝の幅は、例えば、５μｍ以上１００μｍ以下である。また、溝の深さは、例えば、基板１６０の厚みに対して５％以上５０％以下である。溝の幅及び深さが、当該範囲にあることで、電池１０００は、構造欠陥部７００で、選択的に折れ曲がりやすい。

【0081】

構造欠陥部７００は、平面視でライン状の溝に限られず、例えば、ライン状に孔加工されたライン状に配列された複数の孔であってもよい。また、構造欠陥部７００は、ライン状の割れ目であってもよい。構造欠陥部７００は、基板１６０を構成する材料の不連続な場所が列状に並でいる箇所である。列状に並んだ不連続な場所は、連続的に列状に並んでいてもよく、連続していない箇所があってもよい。

【0082】

なお、構造欠陥部７００を構成する溝は、基板１６０の電極活物質層１１０と対向する面とは反対側の面、すなわち基板１６０の下面以外にも、基板１６０の電極活物質層１１０と対向する面、すなわち基板１６０の上面にも形成されていてもよい。その場合、基板１６０の下面に形成される溝が、基板１６０の上面に形成される溝よりも深くてもよい。また、例えば、基板１６０の下面の溝が断面Ｖ字状で形成され、基板１６０の上面の溝が断面凹形状で形成されるなど、基板１６０の上下面で異なる形状で溝が形成されてもよい。

【0083】

構造欠陥部７００の形成方法としては、例えば、ダイシングカッター又はダイヤモンドカッターによって形成する方法が挙げられる。また、構造欠陥部７００の形成方法は、レーザー加工によって溝又は孔を形成する方法であってもよい。

【0084】

以上のように、基板１６０に構造欠陥部７００が形成されることにより、電池１０００に強い外的な衝撃又は応力が加わった場合に、電池１０００は、選択的に、第２領域２０において基板１６０に形成された構造欠陥部７００で破損し、折れ曲がりやすい。つまり、平面視における電極活物質層１１０及び対極活物質層２１０などを含む発電要素部の外側で、電池１０００が折れ曲がりやすい。これにより、電極活物質層１１０及び対極活物質層２１０の破損が抑制され、電極活物質層１１０と対極活物質層２１０との接触による電池１０００の短絡及び焼損が抑制される。よって、高い安全性の電池１０００を実現できる。特に、電池の破損の生じやすい大面積及び薄層化した電池であっても高い安全性が実現できる。

【0085】

固体電解質層３００は、平面視における電極活物質層１１０及び対極活物質層２１０の外側を覆い、第２領域２０において、電極集電体１２０及び対極集電体２２０と接している。具体的には、固体電解質層３００は、第１領域１０に位置する第１固体電解質層４００と、第２領域２０に位置する第２固体電解質層５００と、を有する。固体電解質層３００は、リチウムイオン等のイオンを伝導する層である。

【0086】

第１固体電解質層４００は、電極活物質層１１０及び対極活物質層２１０の間に位置し、電極活物質層１１０及び対極活物質層２１０と接している。第１固体電解質層４００は、平面視において、電極活物質層１１０及び対極活物質層２１０と同じ位置である。

【0087】

第２固体電解質層５００は、平面視における電極活物質層１１０及び対極活物質層２１０の外側を覆い、第２領域２０において、電極集電体１２０及び対極集電体２２０と接している。

【0088】

なお、第１固体電解質層４００と第２固体電解質層５００とは、分離して形成されていてもよく、一体となって固体電解質層３００を形成していてもよい。また、第１固体電解質層４００と第２固体電解質層５００とは、同じ材料で構成されていてもよく、異なる材料で構成されていてもよい。

【0089】

固体電解質層３００は、少なくとも固体電解質を含む。固体電解質層３００は、リチウムイオン伝導性を有する固体電解質を含んでいてもよい。具体的には、第１固体電解質層４００及び第２固体電解質層５００は、いずれも固体電解質を含んでいてもよい。なお、固体電解質層３００のうち、第１固体電解質層４００は固体電解質を含む層であり、第２固体電解質層５００は固体電解質を含まない層であてもよい。その場合、例えば、第２固体電解質層５００は、樹脂等の封止部材で構成されていてもよい。封止部材としては、例えば、公知の電池用の封止部材が用いられる。

【0090】

固体電解質は、イオン導電性を有する公知の電池用の固体電解質であればよく、例えば、リチウムイオン及びマグネシウムイオンなどの金属イオンを伝導する固体電解質が用いられうる。固体電解質は、伝導イオン種に応じて適宜選択すればよく、例えば、硫化物系固体電解質、酸化物系固体電解質、またはハロゲン化物固体電解質などの無機系固体電解質が用いられうる。硫化物系固体電解質としては、例えば、Ｌｉ_２Ｓ－Ｐ_２Ｓ_５系、Ｌｉ_２Ｓ－ＳｉＳ_２系、Ｌｉ_２Ｓ－Ｂ_２Ｓ_３系、Ｌｉ_２Ｓ－ＧｅＳ_２系、Ｌｉ_２Ｓ－ＳｉＳ_２－ＬｉＩ系、Ｌｉ_２Ｓ－ＳｉＳ_２－Ｌｉ_３ＰＯ_４系、Ｌｉ_２Ｓ－Ｇｅ_２Ｓ_２系、Ｌｉ_２Ｓ－ＧｅＳ_２－Ｐ_２Ｓ_５系、Ｌｉ_２Ｓ－ＧｅＳ_２－ＺｎＳ系などのリチウム含有硫化物が用いられうる。これらの硫化物系固体電解質は、リチウムイオン伝導性を有する。酸化物系固体電解質としては、例えば、Ｌｉ_２Ｏ－ＳｉＯ_２、Ｌｉ_２Ｏ－ＳｉＯ_２－Ｐ_２Ｏ_５などのリチウム含有金属酸化物、Ｌｉ_ｘＰ_ｙＯ_１－ｚＮ_ｚなどのリチウム含有金属窒化物、リン酸リチウム（Ｌｉ_３ＰＯ_４）、及び、リチウムチタン酸化物などのリチウム含有遷移金属酸化物などが用いられうる。これらの酸化物系固体電解質は、リチウムイオン伝導性を有する。固体電解質としては、これらの材料の１種のみが用いられてもよいし、これらの材料のうちの２種以上が組み合わされて用いられてもよい。

【0091】

固体電解質層３００は、上記固体電解質に加えて、ポリエチレンオキシド又はポリフッ化ビニリデンなどの結着用バインダーなどを含んでもよい。

【0092】

固体電解質層３００の厚みは、例えば、５μｍ～１５０μｍである。

【0093】

固体電解質層３００は、固体電解質の粒子の凝集体として構成されていてもよい。また、固体電解質層３００は、固体電解質の焼結組織で構成されていてもよい。

【0094】

以上の構成によれば、電池１０００は、第２領域２０において、平面視でライン状の構造欠陥部７００を有する電極集電体１２０を備える。具体的には、構造欠陥部７００は、第２領域２０において、電極集電体１２０が有する基板１６０に形成されている。これにより、外的な応力が電池１０００に加わった場合でも、電池１０００は、選択的に、電極活物質層１１０及び対極活物質層２１０の外側に位置する第２領域２０において基板１６０に形成された構造欠陥部７００で折れ曲がりやすくなる。そのため、外的な応力が電極活物質層１１０及び対極活物質層２１０に及びにくくなり、電極活物質層１１０及び対極活物質層２１０の破損が抑制される。その結果、電極活物質層１１０と対極活物質層２１０との接触による電池の短絡及び焼損が抑制される。よって、電池１０００の信頼性が向上する。特に、電池の破損の生じやすい大面積及び薄層化した電池の信頼性を向上することができるため、高エネルギー密度、かつ、高い信頼性の大容量電池を実現できる。

【0095】

すなわち、以上の構成によれば、大面積及び薄層化した電池が、外部から大きな応力が加わって破損してしまう場合、発電要素部の外側の第２領域２０で選択的に折れ曲がって、分割されやすい。これにより、電池の短絡を抑制することができる。これにより、高い安全性を有し、大型かつ薄型の電池が実現できる。

【0096】

上記では、電極集電体層１５０と基板１６０とが接して配置される場合について、説明したが、対極集電体層２５０と基板１６０とが接して配置される場合でも同様の機構により、上述の効果が得られる。つまり、図１においては、電極集電体１２０が構造欠陥部７００を有していたが、対極集電体２２０が構造欠陥部７００を有していてもよい。

【0097】

本実施の形態に係る電池１０００の構成と、特許文献１及び特許文献２に記載の電池の構成と、を比較すると、下記の差異がある。

【0098】

特許文献１には、上記集電体層に対応する集電体に溝が設けられている。しかしながら、基板を有しておらず、金属からなる集電体に設けられた溝では、固体電解質及び活物質層よりも薄く、さらに、集電体が塑性変形性を有するため、溝部分が、他の部分と比べて顕著に折れ曲がりやすくならず、電池は、選択的に溝部分で折れ曲がることができない。また、溝は、平面視において、発電要素部と重なる位置に形成されている。このため、強い外部応力が印加された場合に、溝部分で折れ曲がったとしても、発電要素部が破損してしまう。その結果、活物質層同士が接触し、電池が短絡及び焼損する危険性がある。

【0099】

特許文献２には、上記集電体層に対応する集電体に切れ目が形成されている非水電解質電池が開示されている。この切れ目は、その部位で任意に屈曲性を与えるためのものである。つまり、この切れ目は、屈曲性を有さない全固体電池における、発電要素部を保護するための構造欠陥部７００とは本質的に異なるものである。このため、全固体電池の集電体に切れ目を設けても、発電要素部を破損させる危険性があり、応力に対する信頼性にやはり課題がある。

【0100】

これらに対して、本実施の形態に係る電池１０００によれば、上述のような問題が生じることはない。また、特許文献１及び特許文献２には、本実施の形態に記載の、構造欠陥部７００によって、電池１０００の電極活物質層１１０及び対極活物質層２１０を含む発電要素部を保護するような構成は、開示も示唆もされていない。

【0101】

［変形例１］
以下では、実施の形態１の変形例１について説明する。なお、以下の変形例１の説明において、実施の形態１との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。

【0102】

図２は、実施の形態１の変形例１に係る電池の概略構成を示す図である。具体的には、図２の（ａ）は、本変形例に係る電池１１００の断面図であり、図２の（ｂ）は、電池１１００をｚ軸方向下側から見た平面視図である。図２の（ａ）には、図２の（ｂ）のＩＩ－ＩＩ線で示される位置での断面が示されている。

【0103】

図２に示されるように、実施の形態１の変形例１に係る電池１１００は、実施の形態１における電池１０００と比較して、対極集電体２２０の代わりに対極集電体２２１を備え、対極集電体２２１にも構造欠陥部７０１が形成されている点が異なる。対極集電体２２１は、構造欠陥部７０１が形成された基板２６０を有する。

【0104】

電池１１００は、電極層１００と、電極層１００と対向して平行に配置された対極層２０１と、電極層１００と対極層２０１との間に位置する固体電解質層３００とを備える。対極層２０１は、対極活物質層２１０と、対極集電体２２１とを有する。対極集電体２２１は、対極活物質層２１０と接する対極集電体層２５０と、対極集電体層２５０の対極活物質層２１０と対向する面とは反対側の面と接する基板２６０とを有する。つまり、電池１１００は、基板１６０、電極集電体層１５０、電極活物質層１１０、固体電解質層３００、対極活物質層２１０、対極集電体層２５０及び基板２６０が、この順で積層された構造を有する。

【0105】

対極活物質層２１０の上面は対極集電体２２１の対極集電体層２５０と接しており、対極活物質層２１０の下側面が固体電解質層３００と接している。

【0106】

対極集電体２２１は、導電性を有する対極集電体層２５０及び対極集電体層２５０を支持する基板２６０で構成されている。電極集電体１２０は、第２領域２０において、ライン状の構造欠陥部７０１を有する。具体的には、構造欠陥部７０１は、基板２６０に形成されている。構造欠陥部７０１は、平面視において、構造欠陥部７００と同じ位置に形成されている。

【0107】

なお、基板２６０の材料、基板２６０と対極集電体層２５０との接合、及び、構造欠陥部７０１等の対極集電体２２１の詳細については、実施の形態１における電極集電体１２０の電極集電体層１５０及び基板１６０についての説明と同様であることから、説明を省略する。

【0108】

以上のように、電池１１００においては、電極集電体１２０が基板１６０を有し、対極集電体２２１が基板２６０を有する。これにより、電池１１００における上下面が基板１６０及び基板２６０によって保護されるため、電池１１００の信頼性がより高まる。また、基板２６０にも構造欠陥部７０１が形成されていることから、外的な応力が対極集電体２１１側から電池１１００に加わった場合でも、電池１１００は、電極活物質層１１０及び対極活物質層２１０の外側に位置する第２領域２０において、選択的に折れ曲がりやすくなる。そのため、外的な応力が電極活物質層１１０及び対極活物質層２１０に及びにくくなり、電極活物質層１１０及び対極活物質層２１０の破損が抑制される。その結果、電極活物質層１１０及び対極活物質層２１０の接触による電池１１００の短絡及び焼損が抑制される。よって、電池１１００の信頼性が向上する。

【0109】

［変形例２］
以下では、実施の形態１の変形例２について説明する。なお、以下の変形例２の説明において、実施の形態１及び実施の形態１の変形例１との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。

【0110】

図３は、実施の形態１の変形例２に係る電池の概略構成を示す図である。具体的には、図３の（ａ）は、本変形例に係る電池１２００の断面図であり、図３の（ｂ）は、電池１２００をｚ軸方向下側から見た平面視図である。図３の（ａ）には、図３の（ｂ）のＩＩＩ－ＩＩＩ線で示される位置での断面が示されている。

【0111】

図３に示されるように、実施の形態１の変形例２に係る電池１２００は、実施の形態１の変形例１における電池１１００と比較して、電極集電体１２０の代わりに電極集電体１２２を備え、電極集電体１２２が補助基板１７０を有する点が異なる。すなわち、第１領域１０における基板が厚くなっている。

【0112】

電池１２００は、電極層１０２と、電極層１０２と対向して平行に配置された対極層２０１と、電極層１０２と対極層２０１との間に位置する固体電解質層３００と、を備える。

【0113】

電極層１０２は、電極活物質層１１０と電極集電体１２２とを有する。電極集電体１２２は、電極活物質層１１０と接する電極集電体層１５０と、電極集電体層１５０の電極活物質層１１０と対向する面とは反対側の面と接する基板１６０と、第１領域１０に位置し、基板１６０の電極集電体層１５０と対向する面とは反対側の面と接する補助基板１７０と、を有する。つまり、電池１２００は、補助基板１７０、基板１６０、電極集電体層１５０、電極活物質層１１０、固体電解質層３００、対極活物質層２１０、対極集電体層２５０及び基板２６０が、この順で積層された構造を有する。

【0114】

補助基板１７０は、第１領域１０において、基板１６０の下面と接合されている。補助基板１７０は、構造欠陥部を有していない。補助基板１７０は、平面視で矩形状である。補助基板１７０は、平面視において、電極活物質層１１０及び対極活物質層２１０と同じ位置である。構造欠陥部７００及び構造欠陥部７０１は、平面視において、補助基板１７０の外側に位置している。なお、補助基板１７０は、平面視において、補助基板１７０の外側に構造欠陥部７００が形成されていれば、第１領域１０の外側に広がるように位置していてもよい。

【0115】

これにより、第１領域１０に位置する電極活物質層１１０及び対極活物質層２１０がより確実に保護され、電池１２００は、より選択的に第２領域２０に位置する構造欠陥部７００又は７０１で折れ曲がりやすくなる。

【0116】

補助基板１７０と基板１６０とは接着剤等によって接合されてよいし、両者の界面にかみあわさるような凹凸を設けて、ずれが生じないようにしてもよい。また、補助基板１７０と基板１６０とが一体形成されていてもよい。

【0117】

補助基板１７０の材料は、実施の形態１における基板１６０についての説明と同様であることから、説明を省略する。

【0118】

このような構成により、厚みの異なるコーナー箇所に応力が集中し、段差ラインが破損しやすくなる。その結果、外部からの電池１２００への応力に対して、電極活物質層１１０、対極活物質層２１０及び第１固体電解質層４００を含む領域である発電要素領域は保護されることなる。

【0119】

［変形例３］
以下では、実施の形態１の変形例３について説明する。なお、以下の変形例３の説明において、実施の形態１及び実施の形態１の各変形例との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。

【0120】

図４は、実施の形態１の変形例３に係る電池の概略構成を示す図である。具体的には、図４の（ａ）は、本実施の形態に係る電池１３００の断面図であり、図４の（ｂ）は、電池１３００をｚ軸方向下側から見た平面視図である。図４の（ａ）には、図４の（ｂ）のＩＶ－ＩＶ線で示される位置での断面が示されている。

【0121】

図４に示されるように、実施の形態１の変形例３に係る電池１３００は、実施の形態１における電池１０００と比較して、電極集電体１２０及びの代わりに基板を有さない電極集電体１２３を備え、第２固体電解質層５００の代わりに構造欠陥部７０３が形成された第２固体電解質層５３０を備える点が異なる。

【0122】

電池１３００は、電極層１０３と、電極層１０３と対向して平行に配置された対極層２００と、電極層１０３と対極層２００との間に位置する固体電解質層３３０と、を備える。

【0123】

電極層１０３は、電極活物質層１１０と電極集電体１２３とを有する。電極集電体１２３は、電極活物質層１１０と接する電極集電体層１５０を有する。電極集電体１２３は、基板を有さず、電極集電体層１５０で構成される。つまり、電池１３００は、電極集電体層１５０、電極活物質層１１０、固体電解質層３３０、対極活物質層２１０及び対極集電体層２５０が、この順で積層された構造を有する。

【0124】

固体電解質層３３０は、平面視における電極活物質層１１０及び対極活物質層２１０の外側を覆い、第２領域２０において、電極集電体１２３及び対極集電体２２０と接している。固体電解質層３３０は、ライン状の構造欠陥部７０３を有する。具体的には、固体電解質層３３０は、第１領域１０に位置する第１固体電解質層４００と、第２領域２０に位置する第２固体電解質層５３０と、を有し、構造欠陥部７０３は、第２固体電解質層５３０に形成されている。

【0125】

第２固体電解質層５３０は、平面視における電極活物質層１１０及び対極活物質層２１０の外側を覆い、第２領域２０において、電極集電体１２３及び対極集電体２２０と接している。第２固体電解質層５３０は、第２領域２０において、ライン状の構造欠陥部７０３を有する。

【0126】

構造欠陥部７０３は、第２固体電解質層５３０の電極集電体１２３（つまり、電極集電体層１５０）及び対極集電体２２０（つまり、対極集電体層２５０）と対向する面に、複数形成されている。言い換えると、構造欠陥部７０３は、第２固体電解質層５３０と電極集電体層１５０との界面及び第２固体電解質層５３０と対極集電体層２５０との界面に接して形成されている。第２固体電解質層５３０における、電極集電体１２３側の構造欠陥部７０３と対極集電体２２０側の構造欠陥部７０３とは、平面視において、同じ位置に形成されている。構造欠陥部７０３は、実施の形態１における構造欠陥部７００と同様に、ライン状の溝に限られず、例えば、ライン状に配列された複数の孔、又は、ライン状の割れ目であってもよい。構造欠陥部７０３は、第２固体電解質層５３０を構成する材料の不連続な場所がライン状に並でいる箇所である。これにより、電極集電体１２３が、実施の形態１における基板１６０を有さない場合でも、電池１３００に外部からの応力が加えられた場合に、電池１３００は、選択的に、第２領域２０に位置する構造欠陥部７０３で折れ曲がりやすい。よって、第１領域１０に位置する電極活物質層１１０及び対極活物質層２１０が保護される。その結果、電極活物質層１１０と対極活物質層２１０とが接触することによる短絡が抑制される。

【0127】

なお、電池１３００では、第２固体電解質層５３０の内部に、構造欠陥部７０３として溝、孔又は割れ目が形成されていてもよい。

【0128】

構造欠陥部７０３は、第１領域１０における電池１３００の抗折強度よりも、第２領域における電池１３００の抗折強度が低くなるように形成されている。

【0129】

構造欠陥部７０３は、例えば、印刷塗工した固体電解質の膜に、トムソン刃などで表面から溝を形成することにより形成される。また、構造欠陥部７０３は、第２領域２０に位置する第２固体電解質層５３０を選択的に、予め応力を加えることにより、構造欠陥を形成し、第１領域１０に位置する第１固体電解質層４００よりも構造欠陥密度を高めることにより、形成されてもよい。これにより、構造欠陥部７０３は、第１領域１０における電池１３００よりも、第２領域２０における電池１３００の抗折強度が低くなるように形成される。構造欠陥は、例えば、溝状のクラック、層状のデラミネーション又はボイド等である。例えば、クラック及びデラミネーションは、固体電解質を印刷塗工後、選択的に第１領域１０よりも第２領域２０を高温度で急速に乾燥すること、乾燥過程で折れ曲がりを加えること、又は、凹凸のある金型若しくはゴムで加圧することによっても形成される。このように、構造欠陥の形状を制御することによって、構造欠陥部７０３の抗折強度をコントロールしてもよい。

【0130】

また、集電体層にも、第２領域２０において孔、溝又は割れ目が形成されていてもよい。第２領域２０において、集電体層と第２固体電解質層５３０との界面に、剥離又は接合不良等の構造欠陥が形成されてもよい。このような構成により、外部からの電池１３００への応力に対して、電極活物質層１１０、対極活物質層２１０及び第１固体電解質層４００を含む領域である発電要素領域は保護されることなる。

【0131】

［変形例４］
以下では、実施の形態１の変形例４について説明する。なお、以下の変形例４の説明において、実施の形態１及び実施の形態１の各変形例との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。

【0132】

図５は、実施の形態１の変形例４に係る電池の概略構成を示す図である。具体的には、図５の（ａ）は、本実施の形態に係る電池１４００の断面図であり、図５の（ｂ）は、電池１４００をｚ軸方向下側から見た平面視図である。図５の（ａ）には、図５の（ｂ）のＶ－Ｖ線で示される位置での断面が示されている。

【0133】

図５に示されるように、実施の形態１の変形例４に係る電池１４００は、実施の形態１における電池１０００と比較して、電極集電体１２０の代わりに電極集電体１２４を備える点が異なる。電極集電体１２４は、基板１６０ではなく、構造欠陥部７０４を有する基板１６４を有する。

【0134】

電池１４００は、電極層１０４と、電極層１０４と対向して平行に配置された対極層２００と、電極層１０４と対極層２００との間に位置する固体電解質層３００と、を備える。

【0135】

電極層１０４は、電極活物質層１１０と電極集電体１２４とを有する。電極集電体１２４は、電極活物質層１１０と接する電極集電体層１５０と、電極集電体層１５０の電極活物質層１１０と対向する面とは反対側の面と接する基板１６４と、を有する。

【0136】

基板１６４は、第２領域２０において、複数の孔がライン状に並んだ構造欠陥部７０４を有する。なお、基板１６４の材料、基板１６４と電極集電体層１５０との接合等の詳細については、実施の形態１における基板１６０についての説明と同様であることから、説明を省略する。

【0137】

構造欠陥部７０４は、基板１６４の第２領域２０において、ライン状に配列された複数の孔である。構造欠陥部７０４を構成する孔は、例えば、図５に示されるような基板１６４の上面から下面に貫通する貫通孔である。構造欠陥部７０４を構成する孔は、貫通していない有底穴形態であってもよい。また、構造欠陥部７０４を構成する孔の形状は、例えば、図５の（ｂ）に示されるような平面視で円形である。構造欠陥部７０４を構成する孔の平面視形状は、矩形、正方形、多角形、星形又は十字架形などの形状であってもよい。また、複数の孔は、平面視で破線状の、短い線が並んだ形状であってもよい。また、複数の孔は、基板１６４に均等にライン状に配置されてもよく、配置の偏りがあってもよい。複数の孔の形状、深さ及び数などによって、基板１６４が構造欠陥部７０４において破損する際の、強度、形状及び方向などが容易に調整される。

【0138】

構造欠陥部７０４の形成方法としては、例えば、レーザー又はドリル等によって形成する方法が挙げられる。

【0139】

以上のように、基板１６４に構造欠陥部７０４が形成されていることから、外的な応力が電池１４００に加わった場合でも、電池１４００は、選択的に、電極活物質層１１０及び対極活物質層２１０の外側に位置する第２領域２０において折れ曲がり、分割されやすくなる。よって、実施の形態１に係る電池１０００と同様に、電池１４００の短絡及び焼損が抑制される。よって、電池１４００の信頼性が向上する。また、構造欠陥部７０４が複数の孔であることにより、基板１６４と電極集電体層１５０との接合部において、例えば、導体ペースト又は半田等の接合剤を用いる場合には、接合剤が複数の孔に侵入し、複数の孔を囲む基板１６４の内側面と電極集電体層１５０とも接合され、接合が強固になる。よって、基板１６４と電極集電体層１５０との剥離が抑制され、より電池１４００の信頼性が向上する。

【0140】

［変形例５］
以下では、実施の形態１の変形例５について説明する。なお、以下の変形例５の説明において、実施の形態１及び実施の形態１の各変形例との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。

【0141】

図６は、実施の形態１の変形例６に係る電池の概略構成を示す図である。具体的には、図６の（ａ）は、本実施の形態に係る電池１５００の断面図であり、図６の（ｂ）は、電池１５００をｚ軸方向下側から見た平面視図である。図６の（ａ）には、図６の（ｂ）のＶＩ－ＶＩ線で示される位置での断面が示されている。

【0142】

図６に示されるように、実施の形態１の変形例５に係る電池１５００は、実施の形態１における電池１０００と比較して、電極集電体１２０の代わりに電極集電体１２５を備える点が異なる。電極集電体１２５は、基板１６０ではなく、構造欠陥部７０５を有する基板１６５を有する。

【0143】

電池１５００は、電極層１０５と、電極層１０５と対向して平行に配置された対極層２００と、電極層１０５と対極層２００との間に位置する固体電解質層３００と、を備える。

【0144】

電極層１０５は、電極活物質層１１０と電極集電体１２５とを有する。電極集電体１２５は、電極活物質層１１０と接する電極集電体層１５０と、電極集電体層１５０の電極活物質層１１０と対向する面とは反対側の面と接する基板１６５と、を有する。

【0145】

基板１６５は、第２領域２０において、構造欠陥部７０５を有する。なお、基板１６５の材料、基板１６５と電極集電体層１５０との接合等の詳細については、実施の形態１における基板１６０についての説明と同様であることから、説明を省略する。

【0146】

構造欠陥部７０５は、第２領域２０において、基板１６５に形成されたライン状の割れ目である。構造欠陥部７０５は、基板１６５の電極集電体層１５０と対向する面とは反対側の面に形成されている。構造欠陥部７０５の割れ目は、基板１６５の電極集電体層１５０と対向する面までは到達していない。割れ目においては、基板１６５の表面が凹んだ空間は、形成されない。

【0147】

構造欠陥部７０５の形成方法としては、例えば、ダイシングカッター又はダイヤモンドカッター等によって形成する方法が挙げられる。また、構造欠陥部７０５は、第２領域２０における基板１６５を選択的に、予め応力を加えることにより形成されてもよい。構造欠陥部７０５は、割れ目であることから、基板１６５の材料を削り出す必要がなく、容易に構造欠陥部７０５を形成できる。

【0148】

以上のように、基板１６５に構造欠陥部７０５が形成されていることから、外的な応力が電池１５００に加わった場合でも、電池１５００は、選択的に、電極活物質層１１０及び対極活物質層２１０の外側に位置する第２領域２０において折れ曲がり、分割されやすくなる。よって、実施の形態１に係る電池１０００と同様に、電池１５００の短絡及び焼損が抑制される。よって、電池１５００の信頼性が向上する。

【0149】

［その他の変形例］
以下では、実施の形態１に係るその他の変形例について説明する。

【0150】

図７は、実施の形態１のその他の変形例に係る構造欠陥部の例を示す断面図である。図７の（ａ）～（ｉ）では、電池における構造欠陥部周辺の基板、電極集電体層、第２固体電解質層のみが示されており、その他の部分については省略されている。

【0151】

例えば、図７の（ａ）に示されるように、構造欠陥部７００ａは、基板１６０ａの電極集電体層１５０と対向する面にライン状に形成された断面がＶ字状の溝である。

【0152】

また、例えば、図７の（ｂ）に示されるように、構造欠陥部７００ｂは、基板１６０ｂにライン状に形成されたＵ字状の溝である。

【0153】

また、例えば、図７の（ｃ）に示されるように、構造欠陥部７００ｃは、基板１６０ｃにライン状に形成された凹形状（角ばったＵ字状）の溝である。

【0154】

また、例えば、図７の（ｄ）に示されるように、構造欠陥部７０５ｄは、基板１６０ｄにライン状に形成され、断面が折れ曲がった線状の割れ目である。

【0155】

また、例えば、図７の（ｅ）に示されるように、構造欠陥部７００ｅは、電極集電体層１５０ｅの基板１６０ｅと対向する面にライン状に形成された断面がＶ字状の溝である。

【0156】

また、例えば、図７の（ｆ）に示されるように、構造欠陥部７０４ｆは、基板１６０ｆの電極集電体層１５０と対向する面とは反対側の面に形成された、ライン状に配列する複数の有底穴である。

【0157】

また、例えば、図７の（ｇ）に示されるように、構造欠陥部７０４ｇは、基板１６０ｇ及び電極集電体層１５０ｇにまたがって貫通するように形成された、ライン状に配列する複数の孔である。

【0158】

また、例えば、図７の（ｈ）に示されるように、構造欠陥部７０４ｈは、基板１６０ｈ、電極集電体層１５０ｈ及び第２固体電解質層５００ｈにまたがって貫通するように形成された、ライン状に配列する複数の孔である。なお、図７の（ｈ）においては図示されていないが、構造欠陥部７０４ｈは、さらに対極集電体２２０にもまたがって貫通するように形成されていてもよい。

【0159】

［電池の製造方法］
次に、本実施の形態に係る電池の製造方法の一例を説明する。以下では、上述した実施の形態の変形例１に係る電池１１００の製造方法を説明する。他の電池１０００、１２００、１３００、１４００及び１５００についても同様である。

【0160】

また、以下の説明では、電極活物質層１１０が正極活物質層であり、電極集電体層１５０が正極集電体層であり、対極活物質層２１０が負極活物質層であり、対極集電体層２５０が負極集電体層である場合について説明する。そのため、電極集電体１２０は正極集電体であり、対極集電体２２０は負極集電体であり、電極層１００は正極層であり、対極層２００は負極層である。

【0161】

まず、正極活物質層と負極活物質層との印刷形成に用いる各ペーストを作製する。正極活物質層及び負極活物質層それぞれの合剤に用いる固体電解質原料として、例えば、平均粒子径が約１０μｍであり、三斜晶系結晶を主成分とするＬｉ_２Ｓ－Ｐ_２Ｓ_５系硫化物のガラス粉末が、準備される。このガラス粉末としては、高いイオン導電性（例えば、２～３×１０^－３Ｓ／ｃｍ）を有するものが、使用されうる。正極活物質として、例えば、平均粒子径が約５μｍであり、層状構造のＬｉ・Ｎｉ・Ｃｏ・Ａｌ複合酸化物（ＬｉＮｉ_０．８Ｃｏ_０．１５Ａｌ_０．０５Ｏ_２）の粉末が、用いられる。上述の正極活物質と上述のガラス粉末とを含有させた合剤を有機溶剤等に分散させた正極活物質層用ペーストが、作製される。また、負極活物質として、例えば、平均粒子径が約１０μｍである天然黒鉛の粉末が、用いられる。上述の負極活物質と上述のガラス粉末とを含有させた合剤を有機溶剤等に分散させた負極活物質層用ペーストが、同様に作製される。

【0162】

次いで、正極集電体層及び負極集電体層として用いられる材質として、例えば、約３０μｍの厚みの銅箔が、準備される。スクリーン印刷法により、正極活物質層用ペースト及び負極活物質層用ペーストが、それぞれの銅箔の片方の表面上に、それぞれ所定形状、及び、約５０μｍ～１００μｍの厚みで、印刷される。この際、正極活物質層用ペースト及び負極活物質層用ペーストは、それぞれ、平面視において集電体層よりも面積が小さくなるように印刷される。正極活物質層用ペースト及び負極活物質層用ペーストは、８０℃～１３０℃で乾燥され、３０μｍ～６０μｍの厚みになる。これにより、正極活物質層と負極活物質層とがそれぞれ形成された集電体層（銅箔）が得られる。

【0163】

次いで、上述のガラス粉末を含有させた合剤を有機溶剤等に分散させた固体電解質層用ペーストが、作製される。正極集電体層上及び負極集電体層上に形成された活物質層のそれぞれの面上に、メタルマスクを用いて、上述の固体電解質層用ペーストが、例えば、約１００μｍの厚みで、印刷される。この際、固体電解質層用ペーストは、活物質層上だけでなく、集電体層上にも印刷される。これにより、固体電解質層３００として、第１固体電解質層４００及び第２固体電解質層５００が形成されることになる。その後、それぞれ固体電解質層用ペーストが印刷された、正極活物質層が形成された正極集電体層及び負極活物質層が形成された負極集電体層は、８０℃～１３０℃で、乾燥される。

【0164】

次いで、正極集電体層上に形成された正極活物質層上に印刷された固体電解質と負極集電体層上に形成された負極活物質層上に印刷された固体電解質とが、互いに接して対向するようにして、積層され、積層された積層体が矩形外形のダイス型に収められる。

【0165】

次いで、加圧金型パンチと積層体との間に、厚み７０μｍ、弾性率５×１０^６Ｐａ程度の弾性体シートが挿入される。この構成により、積層体は、弾性体シートを介して圧力が印加される。その後、加圧金型を圧力３００ＭＰａにて５０℃に加温しながら、９０秒間加圧することで、正極集電体層と正極活物質層と固体電解質層３００と負極活物質層と負極集電体層との積層体が得られる。

【0166】

次いで、真空蒸着により金で被覆された厚み１００μｍのアルミナを含む基板１６０及び２６０（表裏はニッケル下地（２μｍ）の金メッキ（２μｍ）処理がされたアルミナ基板）が準備される。次いで、ダイヤモンドカッターで、ライン状に、深さが約３０μｍであり、表面側の幅が１０μｍである断面Ｖ字状の溝を第２領域２０となる予定の領域に形成する。これにより、基板１６０に構造欠陥部７００が形成され、基板２６０に構造欠陥部７０１が形成される。次いで、銀粒子を含む熱硬化性の導体ペーストが、基板１６０及び２６０における溝を形成した面とは反対側の面に、約１０μｍの厚みでスクリーン印刷される。次いで、基板１６０及び２６０に印刷された導体ペーストが積層体と接するように、基板１６０と基板２６０とで積層体を挟み込み、所定の位置に配置して、基板１６０及び２６０と積層体とを圧着する。この後、基板１６０及び２６０と積層体とが動かないように、大気中で約１００℃～３００℃にて６０分間の熱硬化処理を施し、室温まで冷却する。このようにすることで、電池１１００が得られる。

【0167】

なお、電池の製造の方法及び順序は、上述の例に限られない。

【0168】

なお、上述の製造方法では、正極活物質層用ペースト、負極活物質層用ペースト、固体電解質層用ペースト及び導体ペーストを印刷により塗布する例を示したが、これに限られない。印刷方法としては、例えば、ドクターブレード法、カレンダー法、スピンコート法、ディップコート法、インクジェット法、オフセット法、ダイコート法、スプレー法などを用いてもよい。

【0169】

上述の製造方法では、導体ペーストとして、銀の金属粒子を含む熱硬化性の導体ペーストを例に示したが、これに限らない。導体ペーストとしては、高融点（例えば、４００℃以上）の高導電性金属粒子、低融点（導体ペーストの硬化温度以下であってもよく、例えば、３００℃以下）の金属粒子及び樹脂を含む熱硬化性の導体ペーストが用いられる。高融点の高導電性金属粒子の材料としては、例えば、銀、銅、ニッケル、亜鉛、アルミニウム、パラジウム、金、プラチナ又はこれらの金属を組み合わせた合金が挙げられる。融点が３００℃以下の低融点の金属粒子の材料としては、例えば、スズ、スズ－亜鉛合金、スズ－銀合金、スズ－銅合金、スズ－アルミニウム合金、スズ－鉛合金、インジウム、インジウム－銀合金、インジウム－亜鉛合金、インジウム－スズ合金、ビスマス、ビスマス－銀合金、ビスマス－ニッケル合金、ビスマス－スズ合金、ビスマス－亜鉛合金又はビスマス－鉛合金などが挙げられる。このような低融点の金属粒子を含有する導体ペーストを使用することで、高融点の高導電性金属粒子の融点よりも低い熱硬化温度であっても、導体ペースト中の金属粒子と、集電体層を構成する金属及び／又は基板１６０若しくは２６０の表面の導体との接触部位において、固相及び液相反応が進行する。それにより、導体ペーストと集電体層及び／又は基板１６０若しくは２６０の表面との界面において、固相及び液相反応により合金化した拡散領域が上記接触部位周辺に形成される。形成される合金の例としては、導電性金属粒子に銀又は銀合金を使用し、集電体層に銅を使用した場合には、高導電性合金の銀－銅系合金が挙げられる。さらに、導電性金属粒子と集電体層との組み合わせにより、銀－ニッケル合金又は銀－パラジウム合金なども形成されうる。この構成により、より強固に基板１６０又は２６０と集電体層とが接合されるため、例えば、冷熱サイクル又は衝撃によって接合部が剥離してしまうことが抑制され、基板１６０の構造欠陥部７００又は基板２６０の構造欠陥部７０１で選択的に折れ曲がりやすくなる。

【0170】

なお、高融点の高導電性金属粒子及び低融点の金属粒子の形状は、球状、りん片状、針状等、どのような形状のものであってもよい。また、高融点の高導電性金属粒子及び低融点の金属粒子の粒子サイズは、特に限定されない。例えば、粒子サイズの小さい方が、低温度で合金反応や拡散が進行するため、プロセス設計及び電池特性への熱履歴の影響を考慮し、粒子サイズ及び形状が適宜選択される。

【0171】

また、熱硬化性の導体ペーストに用いられる樹脂は、結着用バインダーとして機能するものであればよく、さらには印刷性及び塗布性など、採用する製造プロセスによって適当なものが選択される。熱硬化性の導体ペーストに用いられる樹脂は、例えば、熱硬化性樹脂を含む。熱硬化性樹脂としては、例えば、（ｉ）尿素樹脂、メラミン樹脂、グアナミン樹脂等のアミノ樹脂、（ｉｉ）ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、フェノールノボラック型、脂環式等のエポキシ樹脂、（ｉｉｉ）オキセタン樹脂、（ｉｖ）レゾール型、ノボラック型等のフェノール樹脂、及び、（ｖ）シリコーンエポキシ、シリコーンポリエステル等のシリコーン変性有機樹脂等が挙げられる。樹脂には、これらの材料の１種のみが用いられてもよいし、これらの材料のうちの２種以上が組み合わされて用いられてもよい。

【0172】

（実施の形態２）
以下では、実施の形態２について説明する。なお、以下の説明において、上述の実施の形態１および各変形例との相違点を中心に説明し、共通点の説明を適宜、省略または簡略化する。図８及び図９は、電池が複数接続された本実施の形態に係る積層電池の概略構成の各種例を示す断面図である。

【0173】

図８は実施の形態２に係る積層電池２０００を示す断面図である。積層電池２０００は、複数、具体的には２つの上述の実施の形態１に係る電池１０００を、電極の向きが同方向になるように積層させた積層電池である。図８に示されるように、積層電池２０００は、２つの電池１０００を備える。積層電池２０００は、積層方向に隣り合う電池１０００のうち、上側の電池１０００の電極層１００と、下側の電池１０００の対極層２００とが接するように積層されている。上側の電池１０００の電極集電体層１５０と下側の電池１０００の対極集電体層２５０との間には、基板１６０が位置している。つまり、積層電池２０００は、下側の電池１０００の基板１６０が、上側の電池１０００と接して積層されている。上述のように電池１０００の基板１６０は、端子電極として機能させてもよく、上面から下面に電流を伝導させることにより、電池１０００は、電気的に直列に接続される。また、基板１６０が導電性を有さない場合は、集電体層同士をリード線等で接続することにより、電池１０００同士を電気的に接続することができる。この場合には、リード線等の接続形態によって、電気的に直列に接続してもよく、並列に接続してもよい。

【0174】

図９は実施の形態２に係る積層電池２１００を示す断面図である。積層電池２１００は、複数、具体的には２つの上述の実施の形態１に係る電池１０００を、方向を反転させて積層させた積層電池である。図９に示されるように、積層電池２１００は、２つの電池１０００を備える。積層電池２１００は、積層方向に隣り合う電池１０００のうち、上側の電池１０００の対極層２００と、下側の電池１０００の対極層２００とが接するように積層されている。上側の電池１０００の対極集電体層２５０と下側の電池１０００の対極集電体層２５０との間には、基板１６０が位置しておらず、２つの電池１０００は、対極集電体層２５０同士が接続されている。このように同極の集電体層同士が接続されることで、電池１０００は、電気的に並列に接続される。積層電池２１００は、最上部及び最下部に基板１６０が積層されている。このように、積層電池２１００における上下面が基板１６０によって保護されるため、積層電池２１００の信頼性がより高まる。

【0175】

なお、積層電池２０００及び２１００が備える電池１０００の数は、３以上であってもよい。積層される電池の数を調整することで、所望の電池特性を得ることができる。また、積層電池２０００及び２１００が備える電池のうち、少なくとも１つが電池１０００であればよく、他の電池は、集電体または固体電解質層に構造欠陥部が形成されていない電池であってもよい。また、積層電池２０００及び２１００において、電池１０００の代わりに、実施の形態１の変形例１から変形例５における電池１１００から電池１５００の少なくとも１つが用いられてもよい。

【0176】

（他の実施の形態）
以上、本開示に係る電池について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本開示の主旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を実施の形態に施したものや、実施の形態における一部の構成要素を組み合わせて構築される別の形態も、本開示の範囲に含まれる。

【0177】

例えば、上記実施の形態では、平面視において、電極活物質層と対極活物質層とが、同じ位置であり、平面視における電極活物質層の位置が第１領域であったが、これに限らない。電極活物質層と対極活物質層とが完全に重ならない場合には、平面視において、電極活物質層が位置する領域を第１領域としてもよい。また、平面視における電極活物質層と対極活物質層とが対向する領域を第１領域としてもよい。平面視における電極活物質層および対極活物質層のいずれか一方が位置する領域を第１領域としてもよい。平面視における電極活物質層および対極活物質層のいずれか一方が位置する領域を第１領域とした場合の第１領域に構造欠陥部が形成されることで、より信頼性が高められる。

【0178】

また、例えば、上記実施の形態では、電池には、構造欠陥部が複数形成されていたが、これに限らない。構造欠陥部は、少なくとも１つ形成されていればよい。

【0179】

また、例えば、上記実施の形態では、構造欠陥部は、平面視でライン状の溝、配列された複数の孔又は割れ目であったが、これに限らない。構造欠陥部は、溝、配列された複数の孔及び割れ目のうち２つ以上が平面視でライン状に並んでいてもよい。

【0180】

また、例えば上記実施の形態では、集電体は集電体層を有していたが、これに限らない。基板が導電性を有し、活物質層から電流を取り出すことができる場合、集電体は、集電体層を有さず、基板のみで構成されていてもよい。その場合、基板と活物質層とが直接接合される。

【0181】

また、上記実施の形態では、構造欠陥部は、平面視で直線のライン状であったが、これに限らない。構造欠陥部は、例えば、ジグザグ状のラインで形成されてもよく、円弧又は波線等の曲線状のラインで形成されてもよい。

【0182】

また、例えば、構造欠陥部は、第２領域において、基板、電極集電体層、対極集電体層及び固体電解質層のうち、２つ以上に形成されていてもよい。

【0183】

また、例えば、構造欠陥部は、本開示の効果を損なわない範囲で第１領域に形成されていてもよい。

【0184】

また、上記の実施の形態は、特許請求の範囲又はその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

【産業上の利用可能性】

【0185】

本開示に係る電池は、例えば、各種の電子機器又は自動車などに用いられる全固体リチウムイオン電池などの二次電池として利用されうる。

【符号の説明】

【0186】

１０ 第１領域
２０ 第２領域
１００、１０２、１０３、１０４、１０５ 電極層
１１０ 電極活物質層
１２０、１２２、１２３、１２４、１２５ 電極集電体
１５０、１５０ｅ、１５０ｇ、１５０ｈ 電極集電体層
１６０、１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃ、１６０ｄ、１６０ｅ、１６０ｆ、１６０ｇ、１６０ｈ、１６４、１６５、２６０ 基板
１７０ 補助基板
２００、２０１ 対極層
２１０ 対極活物質層
２２０、２２１ 対極集電体
２５０ 対極集電体層
３００、３３０ 固体電解質層
４００ 第１固体電解質層
５００、５００ｈ、５３０ 第２固体電解質層
７００、７００ａ、７００ｂ、７００ｃ、７００ｅ、７０１、７０３、７０４、７０４ｆ、７０４ｇ、７０４ｈ、７０５、７０５ｄ 構造欠陥部
１０００、１１００、１２００、１３００、１４００、１５００ 電池
２０００、２１００ 積層電池

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】