特許 7432858 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】2024-02-08

(45)【発行日】2024-02-19

(54)【発明の名称】電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/0585 20100101AFI20240209BHJP

   H01M 10/0562 20100101ALI20240209BHJP

   H01M 50/195 20210101ALI20240209BHJP

【ＦＩ】

H01M10/0585

H01M10/0562

H01M50/195

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2021511122

(86)(22)【出願日】2020-01-16

(86)【国際出願番号】 JP2020001200

(87)【国際公開番号】W WO2020202698

(87)【国際公開日】2020-10-08

【審査請求日】2022-12-01

(31)【優先権主張番号】P 2019069045

(32)【優先日】2019-03-29

(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】100107641

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 耕一

(74)【代理人】

【識別番号】100168273

【弁理士】

【氏名又は名称】古田 昌稔

(72)【発明者】

【氏名】小林 信幸

(72)【発明者】

【氏名】筒井 靖貴

【審査官】結城 佐織

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－２２０１０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－５９４８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２１６３７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－７７１０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２０７８７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１０６３７２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ １０／０５８５

Ｈ０１Ｍ １０／０５６２

Ｈ０１Ｍ ５０／１９５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電池であって、
発電要素、および
絶縁性材料及びゼオライト粒子を含む封止部材
を具備し、
ここで、
前記発電要素は、
正極と、
負極と、
前記正極と前記負極との間に配置された固体電解質層と、
を具備し、
前記ゼオライト粒子の平均粒径が１μｍ以下である、
電池。

【請求項2】

前記固体電解質層は、硫化物固体電解質を含む、
請求項１に記載の電池。

【請求項3】

前記絶縁性材料は、樹脂を含む、
請求項１又は２に記載の電池。

【請求項4】

前記樹脂は、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、及びエポキシ樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種の樹脂である、
請求項３に記載の電池。

【請求項5】

前記封止部材は、前記発電要素の周囲を封止している、
請求項１から４のいずれか一項に記載の電池。

【請求項6】

前記封止部材は、第１部分及び第２部分を含み、
前記第１部分は前記発電要素に接し、
前記第２部分は前記第１部分を被覆し、かつ
前記第１部分及び前記第２部分から選ばれる少なくとも１つが前記ゼオライト粒子を含む、
請求項１から５のいずれか一項に記載の電池。

【請求項7】

前記発電要素を収容しているケースをさらに備え、かつ
前記封止部材は、前記ケースのシール部分に配置されている、
請求項１から４のいずれか一項に記載の電池。

【請求項8】

前記発電要素に電気的に接続され、前記シール部分を通じて前記ケースの外部に延びている取り出し電極をさらに備え、かつ
前記封止部材は、前記シール部分において前記ケースと前記取り出し電極との間の隙間を封止している、
請求項７に記載の電池。

【請求項9】

前記封止部材は、水分及び硫化物からなる群から選択される少なくとも１つを含む、
請求項１から８のいずれか一項に記載の電池。

【請求項10】

前記ゼオライト粒子は、ＳｉＯ_２およびＡｌ_２Ｏ_３を含み、かつ
前記ゼオライト粒子に含まれる前記ＳｉＯ_２の前記ゼオライト粒子に含まれる前記Ａｌ_２Ｏ_３に対するモル比は、１よりも大きい、
請求項１から９のいずれか一項に記載の電池。

【請求項11】

前記ゼオライト粒子は、Ａｇを含む、
請求項１から１０のいずれか一項に記載の電池。

【請求項12】

前記ゼオライト粒子は、Ｚｎを含む、
請求項１から１１のいずれか一項に記載の電池。

【請求項13】

前記ゼオライト粒子の平均粒径が０．１μｍ以下である、
請求項１から１２のいずれか一項に記載の電池。

【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、ゼオライトを含むガス吸着層を有する双極型二次電池モジュールが記載されている。

【0003】

特許文献２には、密封部材に含まれる吸湿材として、粒子径が３μｍ以上１０μｍ以下のゼオライト粉末が使用された硫化物固体電池が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００８－１４０６３３号公報

【文献】特開２０１３－２５７９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来の電池は、ゼオライト粒子の粒子径が比較的大きいため、ガス吸着能力及び吸湿能力が十分でない。そのため、電池の内部に水分などが浸入することをより確実に防ぐための技術が望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示は、
発電要素、および
絶縁性材料及びゼオライト粒子を含む封止部材
を具備し、
ここで、
前記発電要素は、
正極と、
負極と、
前記正極と前記負極との間に配置された固体電解質層と、
を具備し、
前記ゼオライト粒子の平均粒径が１μｍ以下である、
電池を提供する。

【発明の効果】

【0007】

本開示の技術によれば、電池の内部に水分などが浸入することをより確実に防ぐことができる。これにより、電池の耐環境性能が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態１に係る電池の断面図である。

【図2】図２は、実施形態２に係る電池の断面図である。

【図3】図３は、図２の部分拡大図である。

【図4】図４は、実施形態３に係る電池の断面図である。

【図5】図５は、図４の部分拡大図である。

【図6】図６は、実施形態４に係る電池の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

（本開示に係る一態様の概要）
本開示の第１態様に係る電池は、
発電要素、および
絶縁性材料及びゼオライト粒子を含む封止部材
を具備し、
ここで、
前記発電要素は、
正極と、
負極と、
前記正極と前記負極との間に配置された固体電解質層と、
を具備し、
前記ゼオライト粒子の平均粒径が１μｍ以下である。

【0010】

第１態様によれば、電池の内部に水分などが浸入することをより確実に防ぐことができる。これにより、電池の耐環境性能が向上する。

【0011】

本開示の第２態様において、例えば、第１態様に係る電池では、前記固体電解質層は、硫化物固体電解質を含んでいてもよい。このような構成によれば、高い信頼性を有する電池を実現できる。

【0012】

本開示の第３態様において、例えば、第１又は第２態様に係る電池では、前記絶縁性材料は、樹脂を含んでいてもよい。

【0013】

本開示の第４態様において、例えば、第３態様に係る電池では、前記樹脂は、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、及びエポキシ樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種の樹脂であってもよい。

【0014】

第３及び第４態様によれば、集電体同士が接触することによる短絡、及び集電体と電極端子とが接触することによる短絡を防止できる。

【0015】

本開示の第５態様において、例えば、第１から第４態様のいずれか１つに係る電池では、前記封止部材は、前記発電要素の周囲を封止していてもよい。このような構成によれば、固体電解質層を外部環境から隔離できる。

【0016】

本開示の第６態様において、例えば、第１から第５態様のいずれか１つに係る電池では、前記封止部材は、第１部分及び第２部分を含んでいてもよく、前記第１部分は前記発電要素に接していてもよく、前記第２部分は前記第１部分を被覆していてもよく、かつ前記第１部分及び前記第２部分から選ばれる少なくとも１つが前記ゼオライト粒子を含んでいてもよい。このような構成によれば、固体電解質層を外部環境からより十分に隔離できる。

【0017】

本開示の第７態様において、例えば、第１から第４態様のいずれか１つに係る電池は、前記発電要素を収納しているケースをさらに備えていてもよく、かつ前記封止部材は、前記ケースのシール部分に配置されていてもよい。

【0018】

本開示の第８態様において、例えば、第７態様に係る電池は、前記発電要素に電気的に接続され、前記シール部分を通じて前記ケースの外部に延びている取り出し電極をさらに備えていてもよく、かつ前記封止部材は、前記シール部分において前記ケースと前記取り出し電極との間の間隙を封止していてもよい。

【0019】

第７及び第８態様によれば、電池を薄型化できる。

【0020】

本開示の第９態様において、例えば、第１から第８態様のいずれか１つに係る電池では、前記封止部材は、水分及び硫化物からなる群から選択される少なくとも１つを含んでいてもよい。このような構成によれば、電池の使用によって発生した硫化物ガスをより十分に吸着できる。

【0021】

本開示の第１０態様において、例えば、第１から第９態様のいずれか１つに係る電池では、前記ゼオライト粒子は、ＳｉＯ_２およびＡｌ_２Ｏ_３を含んでもよく、かつ前記ゼオライト粒子に含まれる前記ＳｉＯ_２の前記ゼオライト粒子に含まれる前記Ａｌ_２Ｏ_３に対するモル比は、１よりも大きくてもよい。このような構成によれば、ゼオライト粒子の細孔内に存在する金属カチオンの量を減少させることができるため、低極性の硫化物ガスの吸着量をより十分に増加させることができる。

【0022】

本開示の第１１態様において、例えば、第１から第１０態様のいずれか１つに係る電池では、前記ゼオライト粒子は、Ａｇを含んでいてもよい。

【0023】

本開示の第１２態様において、例えば、第１から第１１態様のいずれか１つに係る電池では、前記ゼオライト粒子は、Ｚｎを含んでいてもよい。

【0024】

第１１及び第１２態様によれば、硫化物ガスをより十分に吸着できる。

【0025】

本開示の第１３態様において、例えば、第１から第１２態様のいずれか１つに係る電池では、前記ゼオライト粒子の平均粒径が０．１μｍ以下であってもよい。

【0026】

第１３態様によれば、電池の内部に水分などが浸入することをより確実に防ぐことができる。これにより、電池の耐環境性能が向上する。

【0027】

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。

【0028】

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

【0029】

図１は、本実施形態１に係る積層電池１００の断面図である。本実施形態において、電池１００は、積層電池である。そのため、本明細書では、「電池１００」を「積層電池１００」と呼ぶことがある。

【0030】

図１に示すように、電池１００は、複数のセル３０、正極端子１６及び負極端子１７を備える。本明細書では、「セル」を「固体電池セル」と呼ぶことがある。複数のセル３０は、電気的に並列に接続されている。複数のセル３０のそれぞれは、互いに向かい合う１対の端面を２組有する。電池１００において、複数のセル３０が積層されている。

【0031】

複数のセル３０の数は、特に限定されず、２０以上１００以下であってもよく、２以上１００以下であってもよく、２以上１０以下であってもよい。本実施形態では、電池１００は、複数のセル３０ａ，３０ｂ及び３０ｃを備えている。複数のセル３０ａ，３０ｂ及び３０ｃがこの順番で積層されている。

【0032】

正極端子１６及び負極端子１７は、それぞれ、複数のセル３０と電気的に接続されている。正極端子１６及び負極端子１７のそれぞれの形状は、例えば、板状である。正極端子１６及び負極端子１７は、互いに対向している。正極端子１６と負極端子１７との間に、複数のセル３０が位置している。本明細書では、正極端子１６及び負極端子１７を単に「電極端子」又は「端子」と呼ぶことがある。

【0033】

複数のセル３０のそれぞれは、正極集電体１１、正極層１２、負極集電体１３、負極層１４、固体電解質層１５及び第１封止部材２０を有している。正極集電体１１、正極層１２、固体電解質層１５、負極層１４及び負極集電体１３は、この順番で積層されている。本明細書では、正極集電体１１及び負極集電体１３を単に「集電体」と呼ぶことがある。

【0034】

正極集電体１１は、例えば、板状の形状を有している。正極集電体１１は、正極層１２及び正極端子１６のそれぞれに電気的に接続されている。正極集電体１１は、正極層１２及び正極端子１６のそれぞれに直接接していてもよい。例えば、正極集電体１１の主面が正極層１２に直接接していてもよい。「主面」は、正極集電体１１の最も広い面積を有する面を意味する。正極集電体１１の端部（端面）が正極端子１６に直接接していてもよい。正極集電体１１と負極端子１７とは、間隙を介して互いに電気的に分離している。正極集電体１１と負極端子１７との最短距離は、特に限定されず、２０μｍ以上１００μｍ以下であってもよく、１μｍ以上１００μｍ以下であってもよく、１μｍ以上１０μｍ以下であってもよい。

【0035】

正極層１２は、例えば、平面視で矩形の形状を有する。正極層１２は、正極集電体１１の上に配置されている。正極層１２は、例えば、正極集電体１１の主面を部分的に被覆している。正極層１２は、正極集電体１１の主面の重心を含む領域を被覆していてもよい。本明細書では、「正極集電体及び正極層」を「正極」と呼ぶことがある。

【0036】

負極集電体１３は、例えば、板状の形状を有している。負極集電体１３は、負極層１４及び負極端子１７のそれぞれに電気的に接続されている。負極集電体１３は、負極層１４及び負極端子１７のそれぞれに直接接していてもよい。例えば、負極集電体１３の主面が負極層１４に直接接していてもよい。負極集電体１３の端部（端面）が負極端子１７と直接接していてもよい。負極集電体１３と正極端子１６とは、間隙を介して互いに電気的に分離している。負極集電体１３と正極端子１６との最短距離は、特に限定されず、２０μｍ以上１００μｍ以下であってもよく、１μｍ以上１００μｍ以下であってもよく、１μｍ以上１０μｍ以下であってもよい。

【0037】

平面視において、負極集電体１３と正極端子１６との間隙は、例えば、正極集電体１１と負極端子１７との間隙に重ならない。

【0038】

負極層１４は、例えば、平面視で矩形の形状を有する。負極層１４は、負極集電体１３の上に配置されている。負極層１４は、例えば、負極集電体１３の主面を部分的に被覆している。負極層１４は、負極集電体１３の主面の重心を含む領域を被覆していてもよい。本明細書では、「負極集電体及び負極層」を「負極」と呼ぶことがある。

【0039】

固体電解質層１５は、正極集電体１１と負極集電体１３との間に配置されている。言い換えると、固体電解質層１５は、正極層１２と負極層１４との間に配置されている。固体電解質層１５は、正極層１２及び負極層１４のそれぞれに接していてもよい。

【0040】

第１封止部材２０は、正極、負極及び固体電解質層１５によって構成された発電要素の周囲を封止している。第１封止部材２０は、平面視で固体電解質層１５よりも外側に位置している。第１封止部材２０は、正極集電体１１及び負極集電体１３のそれぞれに接していてもよい。正極集電体１１の一部は、第１封止部材２０に埋め込まれていてもよい。負極集電体１３の一部は、第１封止部材２０に埋め込まれていてもよい。第１封止部材２０は、固体電解質層１５に接していてもよい。詳細には、第１封止部材２０は、固体電解質層１５の側面全体に接していてもよい。第１封止部材２０は、正極端子１６及び負極端子１７のそれぞれに接していてもよい。電池１００において、固体電解質層１５は、例えば、端子１６及び１７に接していない。このような構成によれば、第１封止部材２０は、電池１００の内部の発電要素を保護できる。また、固体電解質層を外部環境から隔離できる。そのため、高い信頼性を有する電池１００を提供できる。本明細書では、「発電要素」を「セル」と呼ぶことがある。

【0041】

電池１００において、セル３０ａは、第１封止部材２０ａを有している。セル３０ｂは、第１封止部材２０ｂを有している。セル３０ｃは、第１封止部材２０ｃを有している。負極集電体１３ａと正極端子１６との間隙において、第１封止部材２０ａは、第１封止部材２０ｂに接していてもよい。正極集電体１１ｂと負極端子１７との間隙において、第１封止部材２０ｂは、第１封止部材２０ｃに接していてもよい。

【0042】

第１封止部材２０は、発電要素の外側に位置していてもよい。発電要素の外側とは、電気特性に影響を与えないセル３０の部分であり、例えば、正極層１２及び負極層１４によって囲まれた部分の外側を意味する。ただし、セル３０における短絡を防止し、耐衝撃性を向上するために、第１封止部材２０は、発電要素の内側に位置していてもよい。発電要素の内側とは、例えば、正極層１２及び負極層１４によって囲まれた部分の内側を意味する。

【0043】

［積層電池の構成］
以下、電池１００の各構成についてより具体的に説明する。

【0044】

まず、本発明の一実施形態の積層電池１００の各構成について説明する。

【0045】

正極層１２は、正極活物質を含む正極活物質層として機能する。正極層１２は、正極活物質を主成分として含んでいてもよい。主成分とは、正極層１２に重量比で最も多く含まれた成分を意味する。正極活物質は、負極よりも高い電位において、その結晶構造内にリチウム（Ｌｉ）イオン、マグネシウム（Ｍｇ）イオン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。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。正極活物質としては、リチウムと遷移金属元素とを含む化合物が用いられうる。この化合物としては、例えば、リチウムと遷移金属元素とを含む酸化物、及び、リチウムと遷移金属元素とを含むリン酸化合物が用いられうる。リチウムと遷移金属元素とを含む酸化物としては、例えば、リチウムニッケル複合酸化物、層状酸化物、スピネル構造を有するマンガン酸リチウムが用いられうる。リチウムニッケル複合酸化物としては、例えば、ＬｉＮｉ_xＭ_1-xＯ₂で表されるリチウムニッケル複合酸化物が用いられうる。ここで、Ｍは、Ｃｏ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ及びＷからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素である。ｘは、０＜ｘ≦１を満たす。層状酸化物としては、例えば、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ₂）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ₂）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ₂Ｏ₄）が用いられうる。スピネル構造を有するマンガン酸リチウムとしては、例えば、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄、Ｌｉ₂ＭｎＯ₃、ＬｉＭＯ₂などが用いられうる。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、オリビン構造を持つリン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ₄）などが用いられうる。正極活物質には、硫黄（Ｓ）、硫化リチウム（Ｌｉ₂Ｓ）などの硫化物を用いることもできる。硫化物を含む粒子に、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ₃）などをコーティング又は添加することにより得られた粒子を正極活物質として用いることもできる。正極活物質は、１種又は２種以上を組み合わせて使用してもよい。

【0046】

上述のとおり、正極層１２は、正極活物質を含んでいれば特に限定されない。正極層１２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。他の添加材料としては、固体電解質、導電助剤、及びバインダーなどが用いられうる。固体電解質としては、例えば、無機系固体電解質が挙げられる。導電助剤としては、例えば、アセチレンブラックが挙げられる。バインダーとしては、ポリエチレンオキシド及びポリフッ化ビニリデンが挙げられる。正極層１２において、正極活物質と他の添加材料とを所定の割合で混合することによって、正極層１２内でのリチウムイオン導電性を向上させることができるとともに、電子伝導性も向上させることができる。

【0047】

正極層１２の厚さは、例えば、５μｍ以上３００μｍ以下である。

【0048】

負極層１４は、負極活物質などの負極材料を含む負極活物質層として機能する。負極層１４は、負極材料を主成分として含んでいてもよい。負極活物質は、正極よりも低い電位において、その結晶構造内にリチウム（Ｌｉ）イオン、マグネシウム（Ｍｇ）イオンなどの金属イオンが挿入又は脱離され、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。負極活物質としては、炭素材料、固体電解質と合剤化されるべき合金系材料が用いられうる。炭素材料としては、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、黒鉛炭素繊維、樹脂焼成炭素が用いられうる。固体電解質と合剤化されるべき合金系材料としては、例えば、リチウム合金、リチウムと遷移金属元素との酸化物、金属酸化物が用いられうる。リチウム合金としては、例えば、ＬｉＡｌ、ＬｉＺｎ、Ｌｉ₃Ｂｉ、Ｌｉ₃Ｃｄ、Ｌｉ₃Ｓｂ、Ｌｉ₄Ｓｉ、Ｌｉ_4.4Ｐｂ、Ｌｉ_4.4Ｓｎ、Ｌｉ_0.17Ｃ、ＬｉＣ₆が用いられうる。リチウムと遷移金属元素との酸化物としては、例えば、チタン酸リチウム（Ｌｉ₄Ｔｉ₅Ｏ₁₂）が用いられうる。金属酸化物としては、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ_x）が用いられうる。負極活物質は、１種又は２種以上を組み合わせて使用してもよい。

【0049】

上述のとおり、負極層１４は、負極活物質を含んでいれば特に限定されない。負極層１４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。他の添加材料としては、固体電解質、導電助剤、及びバインダーなどが用いられうる。固体電解質としては、例えば、無機系固体電解質が挙げられる。導電助剤としては、例えば、アセチレンブラックが挙げられる。バインダーとしては、ポリエチレンオキシド及びポリフッ化ビニリデンが挙げられる。負極層１４において、負極活物質と他の添加材料とを所定の割合で混合することによって、負極層１４内でのリチウムイオン導電性を向上させることができるとともに、電子伝導性も向上させることができる。

【0050】

負極層１４の厚さは、例えば、５μｍ以上３００μｍ以下である。

【0051】

固体電解質層１５は、固体電解質を含む。固体電解質は、イオン導電性を有していれば特に限定されず、公知の電池用の電解質を用いることができる。固体電解質としては、例えば、Ｌｉイオン、Ｍｇイオンなどの金属イオンを伝導する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できる。固体電解質としては、例えば、硫化物固体電解質、酸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。硫化物固体電解質としては、例えば、Ｌｉ₂Ｓ－Ｐ₂Ｓ₅、Ｌｉ₂Ｓ－ＳｉＳ₂、Ｌｉ₂Ｓ－Ｂ₂Ｓ₃、Ｌｉ₂Ｓ－ＧｅＳ₂、Ｌｉ₂Ｓ－ＳｉＳ₂－ＬｉＩ、Ｌｉ₂Ｓ－ＳｉＳ₂－Ｌｉ₃ＰＯ₄、Ｌｉ₂Ｓ－Ｇｅ₂Ｓ₂、Ｌｉ₂Ｓ－ＧｅＳ₂－Ｐ₂Ｓ₅、Ｌｉ₂Ｓ－ＧｅＳ₂－ＺｎＳなどのリチウム含有硫化物が用いられうる。酸化物固体電解質としては、リチウム含有金属酸化物、リチウム含有金属窒化物、リチウム含有遷移金属酸化物が用いられうる。リチウム含有金属酸化物として、例えば、Ｌｉ₂Ｏ－ＳｉＯ₂、Ｌｉ₂Ｏ－ＳｉＯ₂－Ｐ₂Ｏ₅が挙げられる。リチウム含有金属窒化物として、例えば、Ｌｉ_xＰ_yＯ_1-zＮ_zが挙げられる。リチウム含有遷移金属酸化物として、例えば、リン酸リチウム（Ｌｉ₃ＰＯ₄）、リチウムチタン酸化物が挙げられる。固体電解質として、これらの材料の１種のみが用いられてもよく、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。

【0052】

固体電解質層１５は、上記の固体電解質に加えて、ポリエチレンオキシド、ポリフッ化ビニリデンなどのバインダーなどを含有しうる。

【0053】

固体電解質層１５の厚さは、例えば、５μｍ以上１５０μｍ以下である。

【0054】

固体電解質は、粒子の形状を有していてもよい。固体電解質は、焼結体であってもよい。

【0055】

次に、正極端子１６及び負極端子１７について説明する。これらの端子１６及び１７は、例えば、低抵抗の導体で構成されている。端子１６及び１７としては、例えば、Ａｇなどの導電性金属粒子を含む導電性樹脂を硬化することにより形成される。端子１６及び１７は、ＳＵＳ板などの導電性の金属板に導電性接着剤を塗布することにより形成されてもよい。導電性接着剤を用いることにより、２つの金属板によって複数のセル３０の積層体を挟持できる。導電性接着剤は、積層電池１００の使用温度の範囲及び積層電池１００の製造プロセスにおいて、導電性及び接合性を維持できる限り、特に限定されない。導電性接着剤の構成、厚さ及び材料も特に限定されない。積層電池１００の使用環境下で要求される最大レートでの電流が導電性接着剤に通電されたときに、導電性接着剤が積層電池１００の寿命特性及び電池特性に影響を与えず、導電性接着剤の耐久性を維持できればよい。端子１６及び１７は、Ｎｉ－Ｓｎなどによってめっき処理されていてもよい。

【0056】

正極集電体１１及び負極集電体１３は、導電性を有する材料で構成されていれば特に限定されない。集電体１１及び１３の材料としては、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、金及び白金が挙げられる。これらの集電体１１及び１３の材料は、単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせた合金として使用してもよい。集電体１１及び１３は、箔状体、板状体、網目状体などであってもよい。集電体１１及び１３の材料は、電池１００の製造プロセス、電池１００の使用温度、及び、電池１００内の圧力によって、集電体１１及び１３が溶融及び分解しなければ特に限定されない。集電体１１及び１３の材料は、集電体１１及び１３に印加される電池１００の動作電位と、集電体１１及び１３の導電性を考慮して適宜選択できる。さらに、集電体１１及び１３の材料は、集電体１１及び１３に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１１及び１３の材料の例としては、銅、アルミ及びそれらを主成分として含む合金が挙げられる。集電体１１及び１３は、高い強度を有する電解銅箔、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１１及び１３の厚さは、例えば、１０μｍ以上１００μｍ以下である。

【0057】

第１封止部材２０は、絶縁性材料及びゼオライト粒子を含む。ゼオライト粒子は、絶縁性材料のマトリクスに分散されている。絶縁性材料としては、例えば、樹脂が挙げられる。樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、及びエポキシ樹脂が挙げられる。第１封止部材２０が絶縁性材料を含むことによって、正極集電体１１と負極集電体１３とが接触することによる短絡を抑制できる。正極集電体１１と負極端子１７とが接触することによる短絡を抑制できる。負極集電体１３と正極端子１６とが接触することによる短絡を抑制できる。

【0058】

ゼオライト粒子は、Ｍ_x/n（Ａｌ₂Ｏ₃）_x（ＳｉＯ₂）_y）・ｗＨ₂Ｏで示される組成を有する。Ｍはｎ価の陽イオンを示す。Ａｌ₂Ｏ₃のモル量ｘに対するＳｉＯ₂のモル量ｙの割合、すなわちモル比（ｙ／ｘ）は、例えば、１≦ｙ／ｘ≦５であってもよい。また、ゼオライト粒子に含まれるＳｉＯ₂のモル量は、Ａｌ₂Ｏ₃のモル量より多くてもよい。例えば、モル比（ｙ／ｘ）は、１＜ｙ／ｘ≦２．５であってもよい。Ａｌ_２Ｏ_３に対するＳｉＯ_２のモル比が１よりも大きいと、ゼオライト粒子の細孔内に存在する金属カチオンの量を減少させることができる。そのため、低極性の硫化物ガスの吸着量をより十分に増加させることができる。その結果、電池の使用によって発生する硫化物ガスによる臭気をより抑制できる。

【0059】

ゼオライト粒子は、Ａｇを含んでいてもよい。ゼオライト粒子は、Ｚｎを含んでいてもよい。Ａｇ及び／又はＺｎがゼオライト粒子に含まれることによって、Ａｇ及び／又はＺｎが硫化物ガスと化学反応できる。その結果、ゼオライト粒子は、硫化物ガスをより十分に吸着できる。

【0060】

第１封止部材２０に含まれるゼオライト粒子の形状及びサイズは特に限定されない。ゼオライト粒子の形状は、例えば、粒子状である。ゼオライト粒子の平均粒径は、例えば、０．０１μｍ以上１μｍ以下であってもよく、０．０１μｍ以上０．１μｍ以下であってもよい。平均粒径は、例えば、粒度分布測定装置を用いて測定されたメジアン径（ｄ５０）でありうる。第１封止部材２０に含まれるゼオライト粒子のサイズが小さいため、ゼオライト粒子は電池の内部で発生した硫化物ガス又は外部からの水分をより多く吸着できる。その結果、電池の使用によって発生する硫化物ガスによる臭気、硫化物ガスによる電極層などの腐食、又は電池の内部に水分が浸入することによる電池の性能の劣化を抑制できる。さらに、第１封止部材２０に含まれるゼオライト粒子のサイズが小さいため、電池を薄型化できる。

【0061】

粒度分布を測定できない場合、ゼオライト粒子の平均粒径は、次の方法によって算出されうる。封止部材に含まれたゼオライトの粒子群を電子顕微鏡で観察し、電子顕微鏡像における特定の粒子の面積を画像処理にて算出する。粒子群のみを直接観察できない場合、粒子が含まれた構造を電子顕微鏡で観察し、電子顕微鏡像における特定の粒子の面積を画像処理にて算出する。算出された面積に等しい面積を有する円の直径をその特定の粒子の直径とみなす。任意の個数（例えば１０個）の粒子の直径を算出し、それらの平均値を粒子の平均粒径とみなす。

【0062】

第１封止部材２０は、水分及び／又は硫化物を含んでいてもよい。封止部材にあらかじめ水分及び／又は硫化物が含まれていることによって、第１封止部材２０は、電池の使用によって発生した硫化物ガスをより十分に吸着できる。その結果、電池の使用によって発生する硫化物ガスによる臭気を抑制できる。

【0063】

第１封止部材２０が発電要素を封止することによって、水などで劣化しやすい固体電解質層１５を外部環境から隔離できる。さらに電池の内部で発生した硫化物ガスの外部への流出が抑制できる。これにより、高いエネルギー密度及び高い信頼性を有し、かつ大容量の積層電池１００の耐環境性を向上させることができる。

【0064】

上述の積層電池１００の構成は、適宜、互いに組み合わされてもよい。

【0065】

［電池の製造方法］
次に、本実施形態に係る電池１００の製造方法の一例を説明する。本実施形態に係る電池１００は、例えば、シート作製法によって作製できる。

【0066】

本明細書では、セル３０を作製する工程を「シート作製工程」と呼ぶことがある。シート作製工程では、例えば、本実施形態に係る電池１００に含まれるセル３０の各構成の前駆体が積層された積層体を作製する。積層体では、例えば、正極集電体１１の前駆体、正極層１２のシート、固体電解質層１５のシート、負極層１４のシート及び負極集電体１３の前駆体がこの順番で積層されている。並列接続されるべきセル３０の数に併せて、所定の数の積層体を作製する。積層体に含まれる部材を形成する順番は、特に限定されない。

【0067】

まず、シート作製工程について説明する。シート作製工程は、セル３０の各構成の前駆体であるシートを作製し、そのシートを積層する工程を含む。

【0068】

正極層１２のシートは、例えば、次の方法で作製できる。まず、正極活物質、合剤としての固体電解質、導電助剤、バインダー及び溶媒を混合し、正極層１２のシートを作製するためのスラリーを得る。本明細書では、正極層１２のシートを作製するためのスラリーを「正極活物質スラリー」と呼ぶことがある。次に、正極活物質スラリーを正極集電体１１の前駆体上に、印刷法などを利用して塗布する。得られた塗布膜を乾燥させることによって、正極層１２のシートが形成される。

【0069】

正極集電体１１の前駆体としては、例えば、約３０μｍの厚さを有する銅箔を用いることができる。正極活物質としては、例えば、約５μｍの平均粒子径を有するとともに、層状構造を有するＬｉ・Ｎｉ・Ｃｏ・Ａｌ複合酸化物（ＬｉＮｉ_0.8Ｃｏ_0.15Ａｌ_0.05Ｏ₂）の粉末を用いることができる。合剤としての固体電解質としては、例えば、約１０μｍの平均粒子径を有するとともに、三斜晶系結晶を主成分として含むＬｉ₂Ｓ－Ｐ₂Ｓ₅系硫化物のガラス粉末を用いることができる。固体電解質は、例えば、２×１０^-3Ｓ／ｃｍ以上３×１０^-3Ｓ／ｃｍ以下の高いイオン導電性を有する。

【0070】

正極活物質スラリーは、例えば、スクリーン印刷法によって、正極集電体１１の前駆体である銅箔の片方の表面上に塗布できる。得られた塗布膜は、例えば、所定形状を有するとともに、約５０μｍ以上１００μｍ以下の厚さを有する。次に、塗布膜を乾燥させることによって、正極層１２のシートが得られる。塗布膜の乾燥は、８０℃以上１３０℃以下の温度で行ってもよい。正極層１２のシートの厚さは、例えば、３０μｍ以上６０μｍ以下である。

【0071】

負極層１４のシートは、例えば、次の方法で作製できる。まず、負極活物質、固体電解質、導電助剤、バインダー及び溶媒を混合し、負極層１４のシートを作製するためのスラリーを得る。本明細書では、負極層１４のシートを作製するためのスラリーを「負極活物質スラリー」と呼ぶことがある。負極活物質スラリーを負極集電体１３の前駆体上に、印刷法などを利用して塗布する。得られた塗布膜を乾燥させることによって、負極層１４のシートが形成される。

【0072】

負極集電体１３の前駆体としては、例えば、約３０μｍの厚さを有する銅箔を用いることができる。負極活物質としては、例えば、約１０μｍの平均粒子径を有する天然黒鉛の粉末を用いることができる。固体電解質としては、例えば、正極層１２のシートの作製方法で例示した固体電解質を用いることができる。

【0073】

負極活物質スラリーは、例えば、スクリーン印刷法によって、負極集電体１３の前駆体である銅箔の片方の表面上に塗布できる。得られた塗布膜は、例えば、所定形状を有するとともに、約５０μｍ以上１００μｍ以下の厚さを有する。次に、塗布膜を乾燥させることによって、負極層１４のシートが得られる。塗布膜の乾燥は、８０℃以上１３０℃以下の温度で行ってもよい。負極層１４のシートの厚さは、例えば、３０μｍ以上６０μｍ以下である。

【0074】

固体電解質層１５のシートは、正極層１２のシートと負極層１４のシートとの間に配置される。固体電解質層１５のシートは、例えば、次の方法で作製できる。まず、固体電解質、導電助剤、バインダー及び溶媒を混合し、固体電解質層１５のシートを作製するためのスラリーを得る。本明細書では、固体電解質層１５のシートを作製するためのスラリーを「固体電解質スラリー」と呼ぶことがある。固体電解質スラリーを正極層１２のシートの上に塗布する。同様に、固体電解質スラリーを負極層１４のシートの上に塗布する。固体電解質スラリーの塗布は、例えば、メタルマスクを用いた印刷法によって行う。得られた塗布膜は、例えば、約１００μｍの厚さを有する。次に、塗布膜を乾燥させる。塗布膜の乾燥は、８０℃以上１３０℃以下の温度で行ってもよい。これにより、正極層１２のシートの上、及び、負極層１４のシートの上のそれぞれに固体電解質層１５のシートが形成される。

【0075】

固体電解質層１５のシートの作製方法は、上述の方法に限定されない。固体電解質層１５のシートは、次の方法によって作製されてもよい。まず、印刷法などを利用して、固体電解質スラリーを基材上に塗布する。基材の上に固体電解質層１５のシートを形成できる限り、基材は特に限定されず、例えば、テフロン（登録商標）またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が用いられ得る。基材の形状は、例えば、フィルム状又は箔状である。次に、基材上に形成された塗布膜を乾燥させることによって固体電解質層１５のシートが得られる。固体電解質層１５のシートは、基材から剥がして用いることができる。

【0076】

正極活物質スラリー、負極活物質スラリー及び固体電解質スラリーに用いられる溶媒は、バインダーを溶解可能であり、かつ電池特性へ悪影響を及ぼさない限り、特に限定されない。溶媒としては、例えば、エタノール、イソプロパノール、ｎ－ブタノール、ベンジルアルコールなどのアルコール類、トルエン、酢酸エチル、酢酸ブチル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、エチレングリコールエチルエーテル、イソホロン、乳酸ブチル、ジオクチルフタレート、ジオクチルアジペート、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）などの有機溶剤及び水を用いることができる。これらの溶媒は、単独で使用してもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。

【0077】

本実施形態では、正極活物質スラリー、負極活物質スラリー及び固体電解質スラリーを塗布する方法として、スクリーン印刷法を例示した。ただし、塗布方法は、これに限られない。塗布方法として、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。

【0078】

正極活物質スラリー、負極活物質スラリー及び固体電解質スラリーには、上述した正極活物質、負極活物質、固体電解質、導電助剤、バインダー及び溶媒の他に、必要に応じて可塑剤などの助剤が混合されていてもよい。スラリーの混合方法は、特に限定されない。スラリーには、必要に応じて、増粘剤、可塑剤、消泡剤、レベリング剤、密着性付与剤などの添加剤が添加されていてもよい。

【0079】

次に、第１封止部材２０を作製する。第１封止部材２０のシートは、正極集電体１１及び負極集電体１３の端部に、ディスペンサーを用いて所定の量の封止材を塗布することによって作製される。

【0080】

次に、正極層１２のシートの上に形成された固体電解質層１５のシートと、負極層１４のシートの上に形成された固体電解質層１５のシートとを重ね合わせる。これにより、正極集電体１１の前駆体、正極層１２、固体電解質層１５、負極層１４及び負極集電体１３の前駆体がこの順番で積層された積層体が得られる。

【0081】

次に、正極集電体１１が得られるように正極集電体１１の前駆体を切断する。詳細には、負極端子１７を配置したときに、正極集電体１１と負極端子１７とが間隙を介して互いに電気的に分離するように、正極集電体１１の前駆体を切断する。正極集電体１１の前駆体の切断は、例えば、レーザーによって行うことができる。正極集電体１１の前駆体を切断することによって、正極集電体１１を形成できる。正極集電体１１負極端子１７との最短距離は、例えば、１０μｍである。正極集電体１１と負極電極端子１７との間の間隙によって、正極集電体１１と負極端子１７とが互いに電気的に分離している。すなわち、正極集電体１１と負極端子１７との間の間隙は、電気的に絶縁している。

【0082】

次に、負極集電体１３が得られるように負極集電体１３の前駆体を切断する。詳細には、正極端子１６を配置したときに、負極集電体１３と正極端子１６とが間隙を介して互いに電気的に分離するように、負極集電体１３の前駆体を切断する。負極集電体１３の前駆体の切断は、例えば、レーザーによって行うことができる。負極集電体１３の前駆体を切断することによって、負極集電体１３を形成できる。負極集電体１３と正極端子１６との最短距離は、例えば、１０μｍである。負極集電体１３と正極端子１６との間の間隙によって、負極集電体１３と正極端子１６とが互いに電気的に分離している。すなわち、負極集電体１３と正極端子１６との間の間隙は、電気的に絶縁している。

【0083】

正極集電体１１の前駆体の切断、及び、負極集電体１３の前駆体の切断の順番は、特に限定されない。正極集電体１１の前駆体を切断したあとに負極集電体１３の前駆体を切断してもよく、負極集電体１３の前駆体を切断したあとに正極集電体１１の前駆体を切断してもよい。正極集電体１１の前駆体の切断、及び、負極集電体１３の前駆体の切断は、正極層１２のシートの上に形成された固体電解質層１５のシートと、負極層１４のシートの上に形成された固体電解質層１５のシートとを重ね合わせる前に行ってもよい。正極集電体１１の前駆体の切断、及び、負極集電体１３の前駆体の切断は、ダイシングなどの手段を用いて行ってもよい。正極集電体１１の前駆体を切断するとともに、その前駆体の一部を除去することによって絶縁部を設けてもよい。負極集電体１３の前駆体を切断するとともに、その前駆体の一部を除去することによって絶縁部を設けてもよい。

【0084】

以上のとおり、正極集電体１１の前駆体を切断し、さらに、負極集電体１３の前駆体を切断することによってセル３０が得られる。

【0085】

次に、所定の数のセル３０を準備する。セル３０の外部に露出した正極集電体１１の主面、及び、セル３０の外部に露出した負極集電体１３の主面のそれぞれに、例えば導電性接着剤を塗布する。導電性接着剤を塗布する方法としては、例えば、スクリーン印刷法が挙げられる。本明細書では、正極集電体１１及び負極集電体１３において、接着性材料が塗布された主面を「接着面」と呼ぶことがある。次に、セル３０の正極集電体１１の接着面を他のセル３０の正極集電体１１の接着面と接着させる、又は、セル３０の負極集電体１３の接着面を他のセル３０の負極集電体１３の接着面と接着させる。これにより、複数のセル３０を積層できる。接着面同士は、例えば、加圧接着によって互いに接着させることができる。接着面同士を接着させるときの温度は、例えば、５０℃以上１００℃以下である。接着面同士を接着させるときに、セル３０に印加する圧力は、例えば、３００ＭＰａ以上４００ＭＰａ以下である。セル３０に圧力を印加する時間は、例えば、９０秒以上１２０秒以下である。接着には、導電性接着剤に代えて、低抵抗の導電性テープを用いることもできる。導電性接着剤に代えて、ペースト状の銀粉又は銅粉を用いることもできる。ペースト状の銀粉又は銅粉が塗布されたセル３０の接着面を他のセル３０の接着面に加圧接着すれば、金属粒子を介して集電体同士をアンカー効果によって機械的に接合できる。接着性及び導電性が得られる方法である限り、複数のセル３０を積層する方法は、特に限定されない。

【0086】

次に、複数のセル３０のそれぞれと、正極端子１６及び負極端子１７とを電気的に接続させる。複数のセル３０のそれぞれと端子１６及び１７とは、例えば、次の方法によって電気的に接続させることができる。まず、複数のセル３０の積層体において、端子１６及び１７が配置されるべき面に、導電性樹脂ペーストを塗布する。導電性樹脂ペーストを硬化させることによって、端子１６及び１７が形成される。これにより、本実施形態に係る電池１００が得られる。導電性樹脂ペーストを硬化させるときの温度は、例えば、約１００℃以上３００℃以下である。導電性樹脂ペーストを硬化させる時間は、例えば、６０分である。導電性樹脂ペーストを硬化させるときの条件は、例えば、８０℃で６０分であってもよい。導電性樹脂ペーストを硬化させるときに、減圧してもよい。

【0087】

導電性樹脂ペーストとしては、例えば、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｔ又はこれらの合金を含む高融点の高導電性金属粒子と、低融点の金属粒子と、樹脂とを含む熱硬化性導電ペーストを用いることができる。高導電性金属粒子の融点は、例えば、４００℃以上である。低融点の金属粒子の融点は、導電性樹脂ペーストの硬化温度以下であってもよく、３００℃以下であってもよい。低融点の金属粒子の材料としては、例えば、Ｓｎ、ＳｎＺｎ、ＳｎＡｇ、ＳｎＣｕ、ＳｎＡｌ、ＳｎＰｂ、Ｉｎ、ＩｎＡｇ、ＩｎＺｎ、ＩｎＳｎ、Ｂｉ、ＢｉＡｇ、ＢｉＮｉ、ＢｉＳｎ、ＢｉＺｎ及びＢｉＰｂが挙げられる。このような低融点の金属粉末を含有する導電性ペーストを使用することによって、低融点の金属粒子の融点よりも低い熱硬化温度で、導電性ペーストと、集電体との接触部位において、固相及び液相反応が進行する。これにより、例えば、導電性ペーストに含まれる金属と、集電体に含まれる金属とを含む合金が形成される。集電体と端子との接続部近傍に、合金を含む拡散層が形成される。導電性粒子としてＡｇ又はＡｇ合金を使用し、集電体にＣｕを使用した場合には、ＡｇＣｕを含む高導電性合金が形成される。さらに、導電性粒子の材料と集電体の材料との組み合わせによって、ＡｇＮｉ、ＡｇＰｄなども形成されうる。このようにして、端子と集電体とは、合金を含む拡散層によって一体的に接合される。このような構成によれば、端子と集電体とは、アンカー効果よりも強固に接続される。そのため、電池１００の各部材での熱サイクルなどによる熱膨張の差、又は、衝撃に起因して、各部材の接続が外れるという問題が生じにくい。

【0088】

高導電性金属粒子及び低融点の金属粒子の形状は、特に限定されず、球状、鱗片状、針状などであってもよい。これらの金属粒子の粒子サイズは、小さければ小さいほど、低温度で合金化反応及び合金の拡散が進行する。そのため、これらの金属粒子の粒子サイズ及び形状は、プロセス設計及び電池特性への熱履歴の影響を考慮して、適宜調節されうる。

【0089】

熱硬化性導電ペーストに用いられる樹脂は、バインダーとして機能する限り特に限定されず、印刷法に対する適性、塗布性など、採用するべき製造プロセスによって適切に選択される。熱硬化性導電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、アミノ樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン変性有機樹脂が挙げられる。アミノ樹脂としては、例えば、尿素樹脂、メラミン樹脂、グアナミン樹脂が挙げられる。エポキシ樹脂としては、例えば、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、脂環式が挙げられる。フェノール樹脂としては、例えば、オキセタン樹脂、レゾール型、ノボラック型が挙げられる。シリコーン変性有機樹脂としては、例えば、シリコーンエポキシ、シリコーンポリエステルが挙げられる。これらの樹脂は、単独で使用してもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。

【0090】

本実施形態の製造方法では、圧粉プロセスで電池１００を作製する例を示している。ただし、焼成プロセスを使用して焼結体の積層体を作製し、さらに、積層体に導電性樹脂ペーストを塗布し、焼け付けを行うことによって端子１６及び１７を作製してもよい。

【0091】

電池１００は、負極集電体１３を共用して複数のセル３０を並列に接続している。正極集電体１１はセルの上面及び下面に位置している。ただし、電池は、正極集電体１１を共用して複数のセル３０を並列に接続してもよい。この場合、負極集電体１３はセルの上面及び下面に位置する。さらに正極集電体１１の大部分が固体電解質層１５に埋設されており、正極集電体１１は、正極端子１６に接するための露出部分を有していてもよい。なお、複数のセルを電気的に直列に接続することによって、全固体電池を得ることもできる。

【0092】

（実施形態２）
図２は、本実施形態２に係る電池２００の断面図である。図３は、図２の部分拡大図である。実施形態１の電池１００と本実施形態の電池２００とで共通する要素には同じ参照符号を付し、それらの説明を省略することがある。

【0093】

図２及び図３に示すように、電池２００では、第１封止部材２０は、第１部分２１及び第２部分２２を含む。つまり、発電要素の周囲を封止している封止部材は、第１部分２１及び第２部分２２を含む。第１部分２１は、正極集電体１１と負極集電体１３との間に配置されている。第１部分２１は、固体電解質層１５を囲んでいる。すなわち、第１部分２１は、正極、負極及び固体電解質層１５によって構成された発電要素の周囲を封止している。第１部分２１は、平面視で固体電解質層１５よりも外側に位置している。第１部分２１は、正極集電体１１及び負極集電体１３のそれぞれに接していてもよい。正極集電体１１の一部は、第１部分２１に埋め込まれていてもよい。負極集電体１３の一部は、第１部分２１に埋め込まれていてもよい。第１部分２１は、固体電解質層１５に接していてもよい。詳細には、第１部分２１は、固体電解質層１５の側面全体に接していてもよい。第１部分２１は、例えば、正極端子１６及び負極端子１７のそれぞれに接していない。

【0094】

第２部分２２は、正極集電体１１と負極集電体１３との間に配置されている。第２部分２２は、第１部分２１を被覆している。すなわち、第１部分２１は電池２００の発電要素に接し、第２部分２２は第１部分２１を被覆している。第２部分２２は、例えば、第１部分２１に接している。第２部分２２は、平面視で第１部分２１よりも外側に位置している。第２部分２２は、正極集電体１１及び負極集電体１３のそれぞれに接していてもよい。正極集電体１１の一部は、第２部分２２に埋め込まれていてもよい。負極集電体１３の一部は、第２部分２２に埋め込まれていてもよい。第２部分２２は、例えば、固体電解質層１５に接していない。第２部分２２は、正極端子１６及び負極端子１７のそれぞれに接していてもよい。このような構成によれば、第１部分２１及び第２部分２２は、電池２００の内部の発電要素をより十分に保護できる。そのため、高い信頼性を有する電池２００を提供できる。

【0095】

第１部分２１及び第２部分２２のそれぞれに含まれる絶縁性材料及びゼオライト粒子の構成は、同じでもよく、異なっていてもよい。例えば、第１部分２１及び第２部分２２から選ばれる少なくとも１つがゼオライト粒子を含んでいてもよい。複数の封止部材によって発電要素を封止することによって、電池の内部で発生した硫化物ガス又は外部からの水分をより十分に吸着できる。その結果、電池の使用によって発生する硫化物ガスによる臭気、硫化物ガスによる電極層などの腐食、又は電池の内部に水分が浸入することによる電池の性能の劣化をより十分に抑制できる。さらに、高いエネルギー密度及び高い信頼性を有し、かつ大容量の積層電池２００の耐環境性を向上させることができる。

【0096】

（実施形態３）
図４は、本実施形態３に係る電池３００の断面図である。図５は、図４の部分拡大図である。実施形態１の電池１００と本実施形態の電池３００とで共通する要素には同じ参照符号を付し、それらの説明を省略することがある。

【0097】

図４及び図５に示すように、正極、負極及び固体電解質層１５によって構成された発電要素を収容しているケース４０をさらに備えていることによって電池３００が構成されている。つまり、複数のセル３０が積層された積層電池がケース４０によって覆われることによって電池３００が構成されている。電池３００に使用されるケース４０の材料としては、樹脂フィルムでラミネートされたアルミニウム箔、金属、及び樹脂などが挙げられる。金属の例としては、ステンレス、鉄、及びアルミニウムが挙げられる。電池３００のケース４０は、例えば、アルミラミネートフィルムでありうる。複数のセル３０が積層された積層電池はアルミラミネートフィルムによって封止されている。アルミラミネートフィルムに含まれる樹脂は、例えば、ゼオライト粒子を含まない。

【0098】

ケース４０はシール部分をさらに有する。ケース４０のシール部分には、第２封止部材２３がさらに配置されていてもよい。第２封止部材２３は、例えば、絶縁性材料及びゼオライト粒子を含む。第２封止部材２３の材料は、第１封止部材２０と同じでもよく、異なっていてもよい。ケース４０のシール部分に第２封止部材２３を使用することによって、電池の使用によって発生する硫化物ガスによる臭気、硫化物ガスによる電極層などの腐食を抑制できる。また、電池の内部に水分が浸入することによる電池の性能の劣化を抑制できる。さらに、電池を薄型化できる。

【0099】

電池３００の内部に配置された発電要素は第１封止部材２０によって封止され、かつ電池３００はケース４０のシール部分において第２封止部材２３で封止されている。その結果、発電要素をより十分に保護できるため、高い信頼性を有する電池３００を提供できる。なお、第２封止部材２３がケース４０のシール部分を封止している場合、発電要素は第１封止部材２０によって封止されていなくてもよい。

【0100】

電池３００は、取り出し電極２６及び２７をさらに備える。取り出し電極２６及び２７は積層電池の発電要素に電気的に接続されている。具体的には、正極側取り出し電極２６は、正極集電体１１に電気的に接続されている。正極側取り出し電極２６は、正極集電体１１の端面に直接接していてもよい。正極側取り出し電極２６は正極集電体１１ａの主面に直接接していてもよい。負極側取り出し電極２７は、負極集電体１３に電気的に接続されている。負極側取り出し電極２７は、負極集電体１３に直接接していてもよい。負極側取り出し電極２７は、負極集電体１３ｂの主面に直接接していてもよい。取り出し電極２６及び２７は、第１封止部材２０に接していてもよい。取り出し電極２６及び２７は、ケース４０に接していてもよい。正極側取り出し電極２６と負極側取り出し電極２７とは、互いに接していない。

【0101】

取り出し電極２６及び２７は、ケース４０のシール部分を通じてケース４０の外部に延びている。第２封止部材２３は、シール部分において、ケース４０と取り出し電極２６及び２７との間の間隙を封止している。ケース４０のシール部分において第２封止部材２３が取り出し電極２６及び２７を封止することによって、電池の使用によって発生する硫化物ガスによる臭気、硫化物ガスによる電極層などの腐食を抑制できる。また、電池の内部に水分が浸入することによる電池の性能の劣化を抑制できる。さらに、電池を薄型化できる。

【0102】

（実施形態４）
図６は、本実施形態４に係る電池４００の断面図である。実施形態３の電池３００と本実施形態の電池４００とで共通する要素には同じ参照符号を付し、それらの説明を省略することがある。

【0103】

図６に示すように、電池４００の内部に配置された発電要素において、第１封止部材２０は、第１部分２１及び第２部分２２を含む。つまり、発電要素の周囲を封止している封止部材は、第１部分２１及び第２部分２２を含む。取り出し電極２６及び２７は、第２部分２２に接していてもよい。発電要素は第１部分２１及び第２部分２２によって封止され、かつ電池４００はケース４０のシール部分において第２封止部材２３で封止されている。その結果、発電要素をより十分に保護できるため、高い信頼性を有する電池４００を提供できる。さらに電池の使用によって発生する硫化物ガスによる臭気、硫化物ガスによる電極層などの腐食を抑制できる。また、電池の内部に水分が浸入することによる電池の性能の劣化を抑制できる。さらに、電池を薄型化できる。なお、第２封止部材２３がケース４０のシール部分を封止している場合、発電要素は第１部分２１及び第２部分２２によって封止されていなくてもよい。

【0104】

（実施例）
以下、実施例によって本開示をさらに詳細に説明する。以下の実施例は一例であり、本開示は以下の実施例に限定されない。

【0105】

（実施例１）
シリコーン樹脂（信越化学社製、Ｘ－４０－２７５６）に、ゼオライト粒子（パナソニック社製、平均粒径（ｄ５０）：１００ｎｍ、ＳｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃＝１．０）を５ｗｔ％添加し、混合して混合液を得た。混合液を、Ａｌ板上に滴下し、バーコーターで塗布することによってアルミラミネートフィルムを作製した。シール部分の膜厚は１５μｍであった。このアルミラミネートフィルムを２枚作製した。次に、アルミラミネートフィルム上に、上記［電池の製造方法］で説明した方法によって作製した積層電池を積層させ、積層電池の上にもう１枚のアルミラミネートフィルムを積層させた。アルミラミネートフィルムを５ｋｇ／ｃｍ²で貼り合わせ、１２０℃で２時間焼成することによって、実施例１に係る全固体電池を作製した。

【0106】

（実施例２）
エポキシ樹脂ＥＰＩＣＬＯＮ（登録商標）（ＤＩＣ株式会社製、ＥＸＡ－４８１６）に、ゼオライト粒子（パナソニック社製、平均粒径（ｄ５０）：１００ｎｍ、ＳｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃＝１．０）を１５ｗｔ％添加し、混合して混合液を得た。混合液を、Ａｌ板上に滴下し、バーコーターで塗布することによってアルミラミネートフィルムを作製した。シール部分の膜厚は２μｍであった。このアルミラミネートフィルムを２枚作製した。次に、アルミラミネートフィルム上に、上記［電池の製造方法］で説明した方法によって作製した積層電池を積層させ、積層電池の上にもう１枚のアルミラミネートフィルムを積層させた。アルミラミネートフィルムを５ｋｇ／ｃｍ²で貼り合わせ、１００℃で１時間焼成することによって、実施例２に係る全固体電池を作製した。

【0107】

（実施例３）
シリコーン樹脂（信越化学社製、Ｘ－４０－２７５６）に、ゼオライト粒子（パナソニック社製、平均粒径（ｄ５０）：５０ｎｍ、ＳｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃＝１．０）を１０ｗｔ％添加し、混合して混合液を得た。混合液を、Ａｌ板上に滴下し、バーコーターで塗布することによってアルミラミネートフィルムを作製した。シール部分の膜厚は５μｍであった。このアルミラミネートフィルムを２枚作製した。次に、アルミラミネートフィルム上に、上記［電池の製造方法］で説明した方法によって作製した積層電池を積層させ、積層電池の上にもう１枚のアルミラミネートフィルムを積層させた。アルミラミネートフィルムを５ｋｇ／ｃｍ²で貼り合わせ、１２０℃で２時間焼成することによって、実施例３に係
全固体電池を作製した。

【0108】

（実施例４）
シリコーン樹脂（信越化学社製、Ｘ－４０－２７５６）に、ゼオライト粒子（パナソニック社製、平均粒径（ｄ５０）：１００ｎｍ、ＳｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃＝２．５）を５ｗｔ％添加し、混合して混合液を得た。混合液を、Ａｌ板上に滴下し、バーコーターで塗布することによってアルミラミネートフィルムを作製した。シール部分の膜厚は５μｍであった。このアルミラミネートフィルムを２枚作製した。次に、アルミラミネートフィルム上に、上記［電池の製造方法］で説明した方法によって作製した積層電池を積層させ、積層電池の上にもう１枚のアルミラミネートフィルムを積層させた。アルミラミネートフィルムを５ｋｇ／ｃｍ²で貼り合わせ、１２０℃で２時間焼成することによって、実施例４に係る全固体電池を作製した。

【0109】

（実施例５）
シリコーン樹脂（信越化学社製、ＫＥ－１０９Ｅ（Ａ／Ｂ））に、ゼオライト粒子（パナソニック社製、平均粒径（ｄ５０）：５０ｎｍ、ＳｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃＝１．０）を１０ｗｔ％添加し、混合して混合液を得た。混合液を、Ａｌ板上に滴下し、バーコーターで塗布することによってアルミラミネートフィルムを作製した。シール部分の膜厚は５μｍであった。このアルミラミネートフィルムを２枚作製した。次に、アルミラミネートフィルム上に、上記［電池の製造方法］で説明した方法によって作製した積層電池を積層させ、積層電池の上にもう１枚のアルミラミネートフィルムを積層させた。アルミラミネートフィルムを５ｋｇ／ｃｍ²で貼り合わせ、１００℃で１時間焼成することによって、実施例５に係る全固体電池を作製した。

【0110】

（比較例１）
エポキシ樹脂ＥＰＩＣＬＯＮ（登録商標）（ＤＩＣ株式会社製、ＥＸＡ－４８１６）に、ゼオライト粒子（東ソー社製、平均粒径（ｄ５０）：４μｍ、ＳｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃＝１．０）を５ｗｔ％添加し、混合して混合液を得た。混合液を、Ａｌ板上に滴下し、バーコーターで塗布することによってアルミラミネートフィルムを作製した。シール部分の膜厚は５０μｍであった。このアルミラミネートフィルムを２枚作製した。次に、アルミラミネートフィルム上に、上記［電池の製造方法］で説明した方法によって作製した積層電池を積層させ、積層電池の上にもう１枚のアルミラミネートフィルムを積層させた。アルミラミネートフィルムを５ｋｇ／ｃｍ²で貼り合わせ、１００℃で１時間焼成することによって、比較例１に係る全固体電池を作製した。

【0111】

（比較例２）
シリコーン樹脂（信越化学社製、Ｘ－４０－２７５６）に、ゼオライト粒子（パナソニック社製、平均粒径（ｄ５０）：４μｍ、ＳｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃＝０．８）を５ｗｔ％添加し、混合して混合液を得た。混合液を、Ａｌ板上に滴下し、バーコーターで塗布することによってアルミラミネートフィルムを作製した。シール部分の膜厚は１００μｍであった。このアルミラミネートフィルムを２枚作製した。次に、アルミラミネートフィルム上に、上記［電池の製造方法］で説明した方法によって作製した積層電池を積層させ、積層電池の上にもう１枚のアルミラミネートフィルムを積層させた。アルミラミネートフィルムを５ｋｇ／ｃｍ²で貼り合わせ、１２０℃で２時間焼成することによって、比較例２に係る全固体電池を作製した。

【0112】

作製した全固体電池について、充放電試験を行った。充放電試験は、充電及び放電の電流値を変化させることによって実施した。放電における電流値が所定の電流値を示したときの電圧値を出力電圧とした。この一連の充電及び放電を１サイクルとし、充放電試験を１００サイクル実施した。１サイクル目の出力電圧及び電池の容量、並びに１００サイクル目の出力電圧及び電池の容量を測定した。１サイクル目の出力電圧と１００サイクル目の出力電圧との差を「出力電圧の変化量」とした。１サイクル目の電池の容量に対する１サイクル目の電池の容量と１００サイクル目の電池の容量との差の比率を「電池の容量の変化量」とした。充放電試験は、温度２５℃、湿度４０％の条件にて実施した。出力電圧及び電池の容量は、充放電電源（松定プレシジョン社製、ＥＣＤ）を用いて測定した。また、充放電試験後において、それぞれの全固体電池の臭気について評価した。臭気は、充放電試験後の全固体電池を直接嗅ぐことによる官能評価を行った。結果を表１に示す。

【0113】

【表1】

【0114】

表１に示すように、実施例１から実施例５の電池では、充放電試験後も臭気はなかった。実施例１から実施例５の電池では、出力電力の変化量は、－０．０１Ｖであった。電池の容量の変化量は、－２％から－５％であった。

【0115】

他方、表１に示すように、比較例１及び比較例２の電池では、全固体電池の充放電試験後に臭気が感じられた。これは、電池の内部で発生した硫化物ガスが電池の外部に流出したためであると考えられる。比較例１の電池では、出力電力の変化量は－０．２Ｖであり、電池の容量の変化量は－４０％であった。比較例２の電池では、出力電力の変化量は－０．２Ｖであり、電池の容量の変化量は－３８％であった。これは、電池の内部に水分が浸入することによって電解質の伝導度が低下し、それに伴って抵抗が増加したためであると考えられる。以上の結果から、ゼオライト粒子の平均粒径が０．１μｍ以下であることで、電池の耐環境性能が向上することが示された。

【産業上の利用可能性】

【0116】

本開示における電池は、例えば、固体電解質を用いた電池に適用できる。

【符号の説明】

【0117】

１１ 正極集電体
１２ 正極層
１３ 負極集電体
１４ 負極層
１５ 固体電解質層
１６ 正極端子
１７ 負極端子
２０ 第１封止部材
２１ 第１部分
２２ 第２部分
２３ 第２封止部材
２６ 正極側取り出し電極
２７ 負極側取り出し電極
３０ セル
４０ ケース
１００，２００，３００，４００ 電池

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】