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(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】2026-04-09
(45)【発行日】2026-04-17
(54)【発明の名称】電池および電池の製造方法
(51)【国際特許分類】
H01M 10/0585 20100101AFI20260410BHJP
H01M 10/0562 20100101ALI20260410BHJP
H01M 10/052 20100101ALI20260410BHJP
H01M 50/531 20210101ALI20260410BHJP
H01M 50/557 20210101ALI20260410BHJP
H01M 50/586 20210101ALI20260410BHJP
H01M 50/591 20210101ALI20260410BHJP
H01M 50/55 20210101ALI20260410BHJP
H01M 50/184 20210101ALI20260410BHJP
H01M 50/534 20210101ALI20260410BHJP
H01M 50/533 20210101ALI20260410BHJP
【ＦＩ】
H01M10/0585
H01M10/0562
H01M10/052
H01M50/531
H01M50/557
H01M50/586
H01M50/591 101
H01M50/55 101
H01M50/184 A
H01M50/534
H01M50/533
【請求項の数】
14
(21)【出願番号】P 2023550385
(86)(22)【出願日】2022-06-28
(86)【国際出願番号】 JP2022025775
(87)【国際公開番号】W WO2023053640
(87)【国際公開日】2023-04-06
【審査請求日】2025-06-18
(31)【優先権主張番号】P 2021158528
(32)【優先日】2021-09-28
(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】本田 和義
(72)【発明者】
【氏名】平野 浩一
(72)【発明者】
【氏名】古賀 英一
(72)【発明者】
【氏名】森岡 一裕
(72)【発明者】
【氏名】河瀬 覚
【審査官】前田 寛之
(56)【参考文献】
【文献】特開２００８－１４０６３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－７２１８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－１２０７１７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平５－３１５１９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－９３２９１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｍ１０／００－１０／３９
Ｈ０１Ｍ５０／５０－５０／５９８
Ｈ０１Ｍ５０／１０－５０／１９８
Ｈ０１Ｇ１１／００－１１／８６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電極層、対極層、および、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、をそれぞれが含む複数の電池セルを有し、前記複数の電池セルが電気的に直列接続されて積層された発電要素と、前記発電要素の側面を、前記発電要素の積層方向における一方端から他方端までを覆う側面絶縁層と、
前記発電要素の前記他方端に位置する対極層に接続され、前記側面絶縁層に沿って配置された側面導電部と、
前記発電要素の前記一方端側の第一主面に配置され、前記側面導電部に接続され、前記他方端に位置する対極層に接続された集電体の厚みより厚い対極集電端子と、
前記対極集電端子と前記第一主面との間に配置された絶縁層と、を備える、
電池。
【請求項2】
前記第一主面に配置され、前記一方端に位置する電極層に接続された電極集電端子をさらに備える、請求項１に記載の電池。
【請求項3】
前記電極集電端子と前記第一主面との間に配置された中間層をさらに備える、請求項２に記載の電池。
【請求項4】
前記対極集電端子および前記電極集電端子の各々の前記第一主面からの高さは、互いに同じである、請求項２に記載の電池。
【請求項5】
前記対極集電端子および前記電極集電端子は、前記第一主面の平面視において、前記側面から離れる方向に沿ってこの順で並んでいる、請求項２に記載の電池。
【請求項6】
前記対極集電端子は、前記第一主面の平面視において、前記電極集電端子を囲んでいる、請求項２に記載の電池。
【請求項7】
前記対極集電端子および前記電極集電端子の各々の少なくとも一部を露出させ、前記発電要素、前記側面絶縁層および前記側面導電部を封止する封止部材をさらに備える、請求項２から６のいずれか一項に記載の電池。
【請求項8】
前記複数の電池セルの各々は、集電体を含み、前記一方端に位置する電極層は、電極集電体を含み、
前記電極集電体の厚みは、前記複数の電池セルの１つに含まれる集電体の厚みより厚い、
請求項１に記載の電池。
【請求項9】
前記側面導電部は、さらに、前記発電要素の前記他方端側の第二主面を覆っている、請求項１から６のいずれか一項に記載の電池。
【請求項10】
前記側面導電部は、金属板である、請求項９に記載の電池。
【請求項11】
前記対極集電端子は、前記金属板の一部である、請求項１０に記載の電池。
【請求項12】
前記側面絶縁層は、樹脂を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の電池。
【請求項13】
前記側面導電部は、前記他方端に位置する対極層に接続された集電体の厚みより厚い、請求項１から６のいずれか一項に記載の電池。
【請求項14】
電極層、対極層、および、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を、それぞれが含む複数の電池セルを準備するステップと、前記電極層、前記対極層および前記固体電解質層の並び順が各電池セルで同一になるように前記複数の電池セルを積層した積層体を形成するステップと、
前記積層体の側面を、前記積層体の一方端から他方端までを絶縁部材で覆うステップと、
前記積層体の前記他方端に位置する対極層に接続された導電部を、前記絶縁部材に沿って配置するステップと、
前記積層体の一方端側の主面に絶縁層を介して、前記導電部に接続された対極集電端子を設けるステップと、を含む、
電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、電池および電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、直列接続された複数の電池セル同士を並列に接続した電池が知られている（例えば、特許文献１および２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１３－１２０７１７号公報
【文献】特開２００８－１９８４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来の電池に対して、電池特性のさらなる向上が求められている。
【0005】
そこで、本開示は、高性能な電池およびその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一態様に係る電池は、電極層、対極層、および、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、をそれぞれが含む複数の電池セルを有し、前記複数の電池セルが電気的に直列接続されて積層された発電要素と、前記発電要素の側面を、前記発電要素の積層方向における一方端から他方端までを覆う側面絶縁層と、前記発電要素の前記他方端に位置する対極層に接続され、前記側面絶縁層に沿って配置された側面導電部と、前記発電要素の前記一方端側の第一主面に配置され、前記側面導電部に接続され、前記他方端に位置する対極層に接続された集電体の厚みより厚い対極集電端子と、前記対極集電端子と前記第一主面との間に配置された絶縁層と、を備える。
【0007】
本開示の一態様に係る電池は、電極層、対極層、および、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を、それぞれが含む複数の電池セルを準備するステップと、前記電極層、前記対極層および前記固体電解質層の並び順が各電池セルで同一になるように前記複数の電池セルを積層した積層体を形成するステップと、前記積層体の側面を、前記積層体の一方端から他方端までを絶縁部材で覆うステップと、前記積層体の前記他方端に位置する対極層に接続された導電部を、前記絶縁部材に沿って配置するステップと、前記積層体の一方端側の主面に絶縁層を介して、前記導電部に接続された対極集電端子を設けるステップと、を含む。
【発明の効果】
【0008】
本開示によれば、高性能な電池およびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
（本開示の概要）
本開示の一態様に係る電池は、電極層、対極層、および、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、をそれぞれが含む複数の電池セルを有し、前記複数の電池セルが電気的に直列接続されて積層された発電要素と、前記発電要素の側面を、前記発電要素の積層方向における一方端から他方端までを覆う側面絶縁層と、前記発電要素の前記他方端に位置する対極層に接続され、前記側面絶縁層に沿って配置された側面導電部と、前記発電要素の前記一方端側の第一主面に配置され、前記側面導電部に接続され、前記他方端に位置する対極層に接続された集電体の厚みより厚い対極集電端子と、前記対極集電端子と前記第一主面との間に配置された絶縁層と、を備える。
本開示の一態様に係る電池は、電極層、対極層、および、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、をそれぞれが含む複数の電池セルを有し、前記複数の電池セルが電気的に直列接続されて積層された発電要素と、前記発電要素の側面を、前記発電要素の積層方向における一方端から他方端までを覆う側面絶縁層と、前記発電要素の前記他方端に位置する対極層に接続され、前記側面絶縁層に沿って配置された側面導電部と、前記発電要素の前記一方端側の第一主面に配置され、前記側面導電部に接続され、前記他方端に位置する対極層に接続された集電体の厚みより厚い対極集電端子と、前記対極集電端子と前記第一主面との間に配置された絶縁層と、を備える。
【0011】
これにより、高性能な電池を実現することができる。例えば、実装性および信頼性に優れた電池を実現することができる。
【0012】
具体的には、対極集電端子が設けられた主面を利用して電池の実装を容易に行うことができる。例えば、発電要素の主面は、発電要素の側面に比べて面積が大きい。面積が大きい面に集電端子が設けられているので、電池の実装を大面積で行うことができ、接続の信頼性を高めることができる。また、例えば、実装基板の配線レイアウトに応じて、対極集電端子の形状および配置を調整することもできるので、接続の自由度も高めることができる。
【0013】
また、正極および負極の接続を同一の主面で行うことができるので、電池の実装をコンパクトにまとめることができる。例えば、実装基板に形成される接続端子のパターン（フットプリントとも称される）を小さくすることができる。また、発電要素の主面と実装基板とを平行に配置した状態での実装が可能になるので、実装基板に対する低背な実装が実現できる。
【0014】
また、他方端に位置する対極層に接続された集電体の厚みに比して電極集電端子の厚みが大きく、導電性が高いので、大電流特性を高めることができる。
【0015】
また、例えば、本開示の一態様に係る電池は、前記第一主面に配置され、前記一方端に位置する電極層に接続された電極集電端子をさらに備えてもよい。
【0016】
これにより、対極集電端子と電極集電端子とが同一の主面に設けられているので、実装性をさらに高めることができる。
【0017】
また、例えば、本開示の一態様に係る電池は、前記電極集電端子と前記第一主面との間に配置された中間層をさらに備えてもよい。
【0018】
これにより、中間層が設けられていることによって、例えば、対極集電端子および電極集電端子の高さを揃える、または、電気的な絶縁を確保するなどの効果を得ることができる。
【0019】
また、例えば、前記対極集電端子および前記電極集電端子の各々の前記第一主面からの高さは、互いに同じであってもよい。
【0020】
これにより、例えば基板などの平面への実装を容易に行うことができ、実装の信頼性も高めることができる。
【0021】
また、例えば、前記対極集電端子および前記電極集電端子は、前記第一主面の平面視において、前記側面から離れる方向に沿ってこの順で並んでいてもよい。
【0022】
これにより、対極集電端子の幅を側面導電部の幅と同等にすることができる。このため、電気抵抗を低くすることができ、大電流の取出しが可能になる。
【0023】
また、例えば、前記対極集電端子は、前記第一主面の平面視において、前記電極集電端子を囲んでいてもよい。
【0024】
これにより、例えば、対極集電端子および電極集電端子をまとめて嵌め入れることができる配線部品などを利用することができる。配線部品と電池との接続を強固に、かつ、簡単に行うことができる。
【0025】
また、例えば、本開示の一態様に係る電池は、前記対極集電端子および前記電極集電端子の各々の少なくとも一部を露出させ、前記発電要素、前記側面絶縁層および前記側面導電部を封止する封止部材をさらに備えてもよい。
【0026】
これにより、外気および水などから発電要素を保護することができるので、電池の信頼性をさらに高めることができる。
【0027】
また、例えば、前記複数の電池セルの各々は、集電体を含み、前記一方端に位置する電極層は、電極集電体を含み、前記電極集電体の厚みは、前記複数の電池セルの１つに含まれる集電体の厚みより厚くてもよい。
【0028】
これにより、対極集電端子が配置された側の電極層の電極集電体を電極集電端子として利用することができる。電極集電端子として利用される電極集電体の厚みが大きく、導電性が高いので、大電流特性を高めることができる。
【0029】
また、例えば、前記側面導電部は、さらに、前記発電要素の前記他方端側の第二主面を覆っていてもよい。
【0030】
これにより、側面導電部が発電要素の側面から主面に回り込んでいるので、側面導電部の接続の信頼性が高くなる。例えば、側面導電部の、主面を覆う部分が発電要素に対して引っかかるので、外部から力が加わった場合でも側面導電部が外れにくくなる。また、側面導電部と対極層との接触面積が大きくなるので、側面導電部と対極層との接続抵抗を低くすることができ、大電流特性を高めることができる。
【0031】
また、例えば、前記側面導電部は、金属板であってもよい。
【0032】
これにより、機械的強度が強く、簡単に形成することができる。
【0033】
また、例えば、前記対極集電端子は、前記金属板の一部であってもよい。
【0034】
これにより、側面導電部と対極集電端子とを一体的に形成することができる。部品点数を削減し、電池の製造に関わる工程数を減らすことができる。
【0035】
また、例えば、前記側面絶縁層は、樹脂を含んでもよい。
【0036】
これにより、電池の耐衝撃性を高めることができる。また、電池の温度変化によって、または、充放電時の膨張収縮によって電池に加わる応力を緩和することができる。
【0037】
また、例えば、前記側面導電部は、前記他方端に位置する対極層に接続された集電体の厚みより厚くてもよい。
【0038】
これにより、他方端に位置する対極層に接続された集電体の厚みに比して、側面導電部の厚みが大きく、導電性が高いので、大電流特性を高めることができる。
【0039】
また、本開示の一態様に係る電池の製造方法は、電極層、対極層、および、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を、それぞれが含む複数の電池セルを準備するステップと、前記電極層、前記対極層および前記固体電解質層の並び順が各電池セルで同一になるように前記複数の電池セルを積層した積層体を形成するステップと、前記積層体の側面を、前記積層体の一方端から他方端までを絶縁部材で覆うステップと、前記積層体の前記他方端に位置する対極層に接続された導電部を、前記絶縁部材に沿って配置するステップと、前記積層体の一方端側の主面に絶縁層を介して、前記導電部に接続された対極集電端子を設けるステップと、を含む。
【0040】
これにより、上述した高性能な電池を製造することができる。
【0041】
以下では、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。
【0042】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的また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および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、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、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。
【0043】
以下では、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。
【0044】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的また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および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、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、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。
【0045】
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、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ており、重複する説明は省略または簡略化する。
【0046】
また、本明細書において、平行または直交などの要素間の関係性を示す用語、および、矩形または直方体などの要素の形状を示す用語、ならびに、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。
【0047】
また、本明細書および図面において、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸は、三次元直交座標系の三軸を示している。ｘ軸およびｙ軸はそれぞれ、電池の発電要素の平面視形状が矩形である場合に、当該矩形の第一辺、および、当該第一辺に直交する第二辺に平行な方向に一致する。ｚ軸は、発電要素に含まれる複数の電池セルの積層方向に一致する。
【0048】
また、本明細書において、「積層方向」は、集電体および活物質層の主面法線方向に一致する。また、本明細書において、「平面視」とは、単独で使用される場合など、特に断りのない限り、発電要素の主面に対して垂直な方向から見たときのことをいう。なお、「第一側面の平面視」などのように、「ある面の平面視」と記載されている場合は、当該「ある面」を正面から見たときのことをいう。
【0049】
また、本明細書において、「上方」および「下方」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）および下方向（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」および「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。以下の説明では、ｚ軸の負側を「下方」または「下側」とし、ｚ軸の正側を「上方」または「上側」とする。
【0050】
また、本明細書において、「Ａを覆う」という表現は、「Ａ」の少なくとも一部を覆うことを意味する。すなわち、「Ａを覆う」とは、「Ａの全てを覆う」場合だけでなく、「Ａの一部のみを覆う」場合も含む表現である。「Ａ」は、例えば、層または端子などの所定の部材の側面および主面などである。
【0051】
また、本明細書において、「第一」、「第二」などの序数詞は、特に断りのない限り、構成要素の数または順序を意味するものではなく、同種の構成要素の混同を避け、構成要素を区別する目的で用いられている。
【0052】
（実施の形態１）
以下では、実施の形態１に係る電池の構成について説明する。
以下では、実施の形態１に係る電池の構成について説明する。
【0053】
図１は、本実施の形態に係る電池１の断面図である。図１に示されるように、電池１は、発電要素１０と、側面絶縁層２０と、側面導電部３０と、対極集電端子４１と、電極集電端子４２と、対極中間層５１と、電極中間層５２と、を備える。電池１は、例えば全固体電池である。
【0054】
【0055】
発電要素１０の平面視形状は、例えば、図２に示されるように矩形である。つまり、発電要素１０の形状は、扁平な直方体である。ここで、扁平とは、厚み（すなわち、ｚ軸方向の長さ）が主面の各辺（すなわち、ｘ軸方向およびｙ軸方向の各々の長さ）または最大幅より短いことを意味する。発電要素１０の平面視形状は、正方形、六角形または八角形などの他の多角形であってもよく、円形または楕円形などであってもよい。なお、図１などの断面図では、発電要素１０の層構造を分かりやすくするため、各層の厚みを誇張して図示している。
【0056】
発電要素１０は、図１および図２に示されるように、４つの側面１１、１２、１３および１４と、２つの主面１５および１６と、を含む。本実施の形態では、側面１１、１２、１３および１４、ならびに、主面１５および１６はいずれも、平坦面である。
【0057】
側面１１および１２は、互いに背向しており、かつ、互いに平行である。側面１３および１４は、互いに背向しており、かつ、互いに平行である。側面１１、１２、１３および１４は、例えば、複数の電池セル１００の積層体を一括して切断することにより形成された切断面である。
【0058】
主面１５は、第一主面の一例である。主面１６は、第二主面の一例である。主面１５および１６は、互いに背向しており、かつ、互いに平行である。主面１５は、発電要素１０の最上面である。主面１６は、発電要素１０の最下面である。主面１５および１６はそれぞれ、側面１１、１２、１３および１４よりも面積が大きい。
【0059】
図１に示されるように、発電要素１０は、複数の電池セル１００を有する。電池セル１００は、最小構成の電池であり、単位セルとも称される。複数の電池セル１００は、電気的に直列接続されて積層されている。本実施の形態では、発電要素１０が有する全ての電池セル１００が電気的に直列接続されている。図１に示される例では、発電要素１０が有する電池セル１００の個数が８個であるが、これに限らない。例えば、発電要素１０が有する電池セル１００の個数は、２個または４個などの偶数個であってもよく、３個または５個などの奇数個であってもよい。
【0060】
複数の電池セル１００の各々は、電極層１１０と、対極層１２０と、固体電解質層１３０と、を含む。電極層１１０は、電極集電体１１１と、電極活物質層１１２と、を有する。対極層１２０は、対極集電体１２１と、対極活物質層１２２と、を有する。複数の電池セル１００の各々では、電極集電体１１１、電極活物質層１１２、固体電解質層１３０、対極活物質層１２２および対極集電体１２１がこの順でｚ軸に沿って積層されている。
【0061】
なお、電極層１１０は、電池セル１００の正極層および負極層の一方である。対極層１２０は、電池セル１００の正極層および負極層の他方である。以下では、電極層１１０が負極層であり、対極層１２０が正極層である場合を一例として説明する。
【0062】
本実施の形態では、複数の電池セル１００のうち、積層方向において隣り合う２つの電池セル１００で集電体が共有されている。すなわち、２つの電池セル１００の一方の電極集電体１１１と、２つの電池セル１００の他方の対極集電体１２１とは、１枚の中間層集電体１４０である。
【0063】
具体的には、中間層集電体１４０の下面には、電極活物質層１１２が積層されている。中間層集電体１４０の上面には、対極活物質層１２２が積層されている。中間層集電体１４０は、バイポーラ集電体とも称される。
【0064】
図１に示される端部層集電体１５１および１５２は、発電要素１０の積層方向における両端に位置している。積層方向における一方端である上端に位置する端部層集電体１５２は、電極集電体１１１である。電極集電体１１１の下面には、電極活物質層１１２が配置されている。積層方向における他方端である下端に位置する端部層集電体１５１は、対極集電体１２１である。対極集電体１２１の上面には、対極活物質層１２２が配置されている。
【0065】
【0066】
図３Ａに示される電極集電体１１１および対極集電体１２１はそれぞれ、図１に示される中間層集電体１４０または端部層集電体１５１もしくは１５２である。電極集電体１１１と対極集電体１２１とはそれぞれ、導電性を有する箔状、板状または網目状の部材である。電極集電体１１１と対極集電体１２１とはそれぞれ、例えば、導電性を有する薄膜であってもよい。電極集電体１１１と対極集電体１２１とを構成する材料としては、例えば、ステンレス（ＳＵＳ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）などの金属が用いられうる。電極集電体１１１と対極集電体１２１とは、異なる材料を用いて形成されていてもよい。
【0067】
電極集電体１１１および対極集電体１２１の各々の厚みは、例えば５μｍ以上１００μｍ以下であるが、これに限らない。電極集電体１１１の主面には、電極活物質層１１２が接触している。なお、電極集電体１１１は、電極活物質層１１２に接する部分に設けられた、導電性材料を含む層である集電体層を含んでもよい。対極集電体１２１の主面には、対極活物質層１２２が接触している。なお、対極集電体１２１は、対極活物質層１２２に接する部分に設けられた、導電性材料を含む層である集電体層を含んでもよい。
【0068】
電極活物質層１１２は、電極集電体１１１の、対極層１２０側の主面に配置されている。電極活物質層１１２は、例えば、電極材料として負極活物質を含む。電極活物質層１１２は、対極活物質層１２２に対向して配置されている。
【0069】
電極活物質層１１２に含有される負極活物質としては、例えば、グラファイト、金属リチウムなどの負極活物質が用いられうる。負極活物質の材料としては、リチウム（Ｌｉ）またはマグネシウム（Ｍｇ）などのイオンを離脱および挿入することができる各種材料が用いられうる。
【0070】
また、電極活物質層１１２の含有材料としては、例えば、無機系固体電解質などの固体電解質が用いられてもよい。無機系固体電解質としては、例えば、硫化物固体電解質または酸化物固体電解質などが用いられうる。硫化物固体電解質としては、例えば、硫化リチウム（Ｌｉ２Ｓ）および五硫化二リン（Ｐ２Ｓ５）の混合物が用いられうる。また、電極活物質層１１２の含有材料としては、例えばアセチレンブラックなどの導電材、または、例えば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てもよい。
【0071】
電極活物質層１１２の含有材料を溶媒と共に練り込んだペースト状の塗料を、電極集電体１１１の主面上に塗工し乾燥させることにより、電極活物質層１１２が作製される。電極活物質層１１２の密度を高めるために、乾燥後に、電極活物質層１１２および電極集電体１１１を含む電極層１１０（電極板とも称される）をプレスしておいてもよい。電極活物質層１１２の厚みは、例えば５μｍ以上３００μｍ以下であるが、これに限らない。
【0072】
対極活物質層１２２は、対極集電体１２１の、電極層１１０側の主面に配置されている。対極活物質層１２２は、例えば活物質などの正極材料を含む層である。正極材料は、負極材料の対極を構成する材料である。対極活物質層１２２は、例えば、正極活物質を含む。
【0073】
対極活物質層１２２に含有される正極活物質としては、例えば、コバルト酸リチウム複合酸化物（ＬＣＯ）、ニッケル酸リチウム複合酸化物（ＬＮＯ）、マンガン酸リチウム複合酸化物（ＬＭＯ）、リチウム－マンガン－ニッケル複合酸化物（ＬＭＮＯ）、リチウム－マンガン－コバルト複合酸化物（ＬＭＣＯ）、リチウム－ニッケル－コバルト複合酸化物（ＬＮＣＯ）、リチウム－ニッケル－マンガン－コバルト複合酸化物（ＬＮＭＣＯ）などの正極活物質が用いられうる。正極活物質の材料としては、ＬｉまたはＭｇなどのイオンを離脱および挿入することができる各種材料が用いられうる。
【0074】
また、対極活物質層１２２の含有材料としては、例えば、無機系固体電解質などの固体電解質が用いられてもよい。無機系固体電解質としては、硫化物固体電解質または酸化物固体電解質などが用いられうる。硫化物固体電解質としては、例えば、Ｌｉ２ＳおよびＰ２Ｓ５の混合物が用いられうる。正極活物質の表面は、固体電解質でコートされていてもよい。また、対極活物質層１２２の含有材料としては、例えばアセチレンブラックなどの導電材、または、例えば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てもよい。
【0075】
対極活物質層１２２の含有材料を溶媒と共に練り込んだペースト状の塗料を、対極集電体１２１の主面上に塗工し乾燥させることにより、対極活物質層１２２が作製される。対極活物質層１２２の密度を高めるために、乾燥後に、対極活物質層１２２および対極集電体１２１を含む対極層１２０（対極板とも称される）をプレスしておいてもよい。対極活物質層１２２の厚みは、例えば５μｍ以上３００μｍ以下であるが、これに限らない。
【0076】
固体電解質層１３０は、電極活物質層１１２と対極活物質層１２２との間に配置される。固体電解質層１３０は、電極活物質層１１２と対極活物質層１２２との各々に接する。固体電解質層１３０は、電解質材料を含む層である。電解質材料としては、一般に公知の電池用の電解質が用いられうる。固体電解質層１３０の厚みは、５μｍ以上３００μｍ以下であってもよく、または、５μｍ以上１００μｍ以下であってもよい。
【0077】
固体電解質層１３０は、固体電解質を含んでいる。固体電解質としては、例えば、無機系固体電解質などの固体電解質が用いられうる。無機系固体電解質としては、硫化物固体電解質または酸化物固体電解質などが用いられうる。硫化物固体電解質としては、例えば、Ｌｉ２ＳおよびＰ２Ｓ５の混合物が用いられうる。なお、固体電解質層１３０は、電解質材料に加えて、例えば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有してもよい。
【0078】
本実施の形態では、電極活物質層１１２、対極活物質層１２２、固体電解質層１３０は平行平板状に維持されている。これにより、湾曲による割れまたは崩落の発生を抑制することができる。なお、電極活物質層１１２、対極活物質層１２２、固体電解質層１３０を合わせて滑らかに湾曲させてもよい。
【0079】
また、本実施の形態では、対極集電体１２１の側面１１側の端面と電極集電体１１１の側面１１側の端面とは、ｚ軸方向から見た場合に一致している。対極集電体１２１および電極集電体１１１の各々の側面１２側の端面においても同様である。
【0080】
より具体的には、電池セル１００では、電極集電体１１１、電極活物質層１１２、固体電解質層１３０、対極活物質層１２２および対極集電体１２１の各々の形状および大きさが同じであり、各々の輪郭が一致している。つまり、電池セル１００の形状は、扁平な直方体状の平板形状である。
【0081】
上述したように、本実施の形態に係る発電要素１０では、図１に示されるように、複数の電池セル１００において、中間層集電体１４０が共有されている。このような発電要素１０は、図３Ａに示される電池セル１００だけでなく、図３Ｂおよび図３Ｃに示される電池セル１００Ｂおよび１００Ｃを組み合わせて積層することで形成される。なお、ここでは、図３Ａに示される電池セル１００を電池セル１００Ａとして説明する。
【0082】
【0083】
【0084】
図４は、本実施の形態に係る発電要素１０を示す断面図である。図４は、図１の発電要素１０のみを抜き出した図である。図４に示されるように、最下層に電池セル１００Ａを配置し、上方に向かって複数の電池セル１００Ｃを同じ向きで順に積層する。これにより、発電要素１０が形成される。
【0085】
なお、発電要素１０を形成する方法は、これに限定されない。例えば、複数の電池セル１００Ｂを同じ向きで順に積層した後、電池セル１００Ａを最上層に配置してもよい。また、例えば、電池セル１００Ａを最上層および最下層のいずれとも異なる位置に配置してもよい。また、複数の電池セル１００Ａを用いてもよい。また、１枚の集電体に対して両面塗工を行うことにより、集電体を共有する２つの電池セル１００のユニットを形成し、形成したユニットを積層してもよい。
【0086】
以上のように、本実施の形態に係る発電要素１０では、全ての電池セル１００が直列接続されており、並列接続された電池セルが含まれていない。このため、高電圧の電池１を実現することができる。
【0087】
［２．側面絶縁層］
次に、側面絶縁層２０について説明する。
次に、側面絶縁層２０について説明する。
【0088】
側面絶縁層２０は、発電要素１０の側面１１を、発電要素１０の下端から上端までを覆っている。例えば、側面絶縁層２０は、側面１１の全面を覆っている。これにより、側面絶縁層２０は、側面導電部３０と、電極活物質層１１２、対極活物質層１２２、固体電解質層１３０および中間層集電体１４０との絶縁を確保することができる。
【0089】
側面絶縁層２０は、電気的に絶縁性を有する絶縁材料を用いて形成されている。例えば、側面絶縁層２０は、樹脂を含む。樹脂は、例えばエポキシ系の樹脂であるが、これに限定されない。なお、絶縁材料として無機材料が用いられてもよい。使用可能な絶縁材料としては、柔軟性、ガスバリア性、耐衝撃性、耐熱性などの様々な特性を基に選定される。
【0090】
なお、側面絶縁層２０は、側面１１の一部を覆っていなくてもよい。例えば、側面絶縁層２０は、発電要素１０の最下層に位置する端部層集電体１５１の端面を覆っていなくてもよい。
【0091】
［３．側面導電部］
次に、側面導電部３０について説明する。
次に、側面導電部３０について説明する。
【0092】
側面導電部３０は、発電要素１０の他方端に位置する対極層１２０に接続され、側面絶縁層２０に沿って配置されている。具体的には、側面導電部３０は、発電要素１０の主面１６を覆っており、発電要素１０の下端に位置する端部層集電体１５１、すなわち、対極集電体１２１に接続されている。側面導電部３０は、発電要素１０の主面１５に配置された対極集電端子４１に接続されている。
【0093】
側面導電部３０は、発電要素１０の側面１１において、電極活物質層１１２、固体電解質層１３０、対極活物質層１２２、中間層集電体１４０および上端の端部層集電体１５２には接触していない。これにより、発電要素１０の短絡を抑制することができる。
【0094】
側面導電部３０は、側面１１のほぼ全域を覆っている。具体的には、側面導電部３０の幅（すなわち、ｙ軸方向の長さ）は、側面１１の幅（すなわち、ｙ軸方向の長さ）とほぼ等しい。これにより、側面導電部３０の導電性を高めることができる。具体的には、側面導電部３０には積層方向に沿って電流が流れるので、電流の流れる方向に直交する断面の断面積が大きくなり、大電流特性を高めることができる。
【0095】
側面導電部３０は、導電性を有する樹脂材料などを用いて形成されている。あるいは、側面導電部３０は、半田などの金属材料を用いて形成されていてもよい。使用可能な導電性の材料としては、柔軟性、ガスバリア性、耐衝撃性、耐熱性、半田濡れ性などの様々な特性を基に選定される。
【0096】
［４．集電端子］
次に、対極集電端子４１および電極集電端子４２について説明する。
次に、対極集電端子４１および電極集電端子４２について説明する。
【0097】
対極集電端子４１は、側面導電部３０に接続されている。対極集電端子４１は、電池１の外部接続端子の１つであり、本実施の形態では、正極の取出し端子である。図１に示されるように、対極集電端子４１は、発電要素１０の主面１５上に、対極中間層５１を介して配置されている。対極集電端子４１は、側面導電部３０の上端部に接触している。
【0098】
電極集電端子４２は、電極集電体１１１である端部層集電体１５２に接続されている。電極集電端子４２は、電池１の外部接続端子の１つであり、本実施の形態では、負極の取出し端子である。図１に示されるように、電極集電端子４２は、発電要素１０の主面１５上に、電極中間層５２を介して配置されている。例えば、電極中間層５２が導電層であり、電極集電端子４２は、電極中間層５２を介して最上層の電極集電体１１１に接続されている。
【0099】
このように、本実施の形態では、対極集電端子４１と電極集電端子４２とは、発電要素１０の同一の主面１５に設けられている。図２に示されるように、対極集電端子４１および電極集電端子４２は、側面１１から側面１２に向かう方向（すなわち、ｘ軸の正方向）に沿ってこの順で並んでいる。具体的には、ｙ軸に平行な仮想線で主面１５を２つの領域に二等分した場合に、ｘ軸の負側の領域に対極集電端子４１が設けられ、ｘ軸の正側の領域に電極集電端子４２が設けられている。
【0100】
例えば、対極集電端子４１の幅（すなわち、ｙ軸方向の長さ）は、側面１１の幅（すなわち、ｙ軸方向の長さ）の半分以上である。対極集電端子４１の幅を側面導電部３０の幅（すなわち、ｙ軸方向の長さ）と同等にすることができる。これにより、側面導電部３０から対極集電端子４１へと電流が流れる方向に対する幅を広くすることができるので、抵抗を低くすることができ、大電流の取出しに効果的である。
【0101】
対極集電端子４１および電極集電端子４２はそれぞれ、導電性を有する材料を用いて形成されている。例えば、対極集電端子４１および電極集電端子４２は、銅、アルミニウム、ステンレスなどの金属からなる金属箔または金属板である。あるいは、対極集電端子４１および電極集電端子４２は、硬化された半田であってもよい。
【0102】
［５．中間層］
次に、対極中間層５１および電極中間層５２について説明する。
次に、対極中間層５１および電極中間層５２について説明する。
【0103】
対極中間層５１は、対極集電端子４１と主面１５との間に配置されている。本実施の形態では、主面１５が電極集電体１１１の主面であるため、対極集電端子４１と主面１５との絶縁を確保しなければならない。このため、対極中間層５１は、絶縁層である。
【0104】
電極中間層５２は、電極集電端子４２と主面１５との間に配置されている。本実施の形態では、主面１５が電極集電体１１１の主面であるため、電極集電端子４２と主面１５との絶縁を確保しなくてもよい。このため、電極中間層５２は、導電層であってもよい。また、電極中間層５２は設けられていなくてもよい。
【0105】
本実施の形態では、対極集電端子４１と主面１５との間には対極中間層５１が必須であるため、対極集電端子４１の主面１５からの高さと、電極集電端子４２の主面１５からの高さとが異なりやすい。電極中間層５２を設けて、その厚さを調整することで、例えば、電極集電端子４２および対極集電端子４１の各々の主面１５からの高さを簡単に同じにすることができる。なお、電極中間層５２を設けることなく、電極集電端子４２の厚さを対極集電端子４１と対極中間層５１との合計厚さとしてもよい。対極集電端子４１および電極集電端子４２の各々の主面１５からの高さを同じにすることにより、基板（図示せず）に対して平行に電池１を容易に実装することができる。
【0106】
対極中間層５１の平面視形状および大きさは、対極集電端子４１と同じであるが、これに限定されない。例えば、対極中間層５１は、平面視において、対極集電端子４１より大きくてもよい。対極中間層５１は、電極中間層５２または電極集電端子４２に接触していてもよい。
【0107】
電極中間層５２の平面視形状および大きさは、電極集電端子４２と同じであるが、これに限定されない。例えば、電極中間層５２は、平面視において、電極集電端子４２より大きくてもよく、小さくてもよい。電極集電端子４２の一部が主面１５に接触していてもよい。
【0108】
対極中間層５１は、例えば、電気的に絶縁性を有する絶縁材料を用いて形成されている。例えば、対極中間層５１は、樹脂を含む。樹脂は、例えばエポキシ系の樹脂であるが、これに限定されない。なお、絶縁材料として無機材料が用いられてもよい。
【0109】
電極中間層５２は、例えば、導電性を有する導電材料を用いて形成されている。電極中間層５２は、例えば、金属または導電性樹脂などを用いて形成することができる。
【0110】
なお、電極中間層５２が絶縁層である場合、対極中間層５１と電極中間層５２とは、１つの絶縁層であってもよい。例えば、主面１５のほぼ全体を覆う絶縁層が対極中間層５１および電極中間層５２として設けられていてもよい。なお、電極中間層５２が絶縁層である場合、電極集電端子４２と最上層の電極集電体１１１とを接触させて電気的な接続を行うことができる。
【0111】
対極中間層５１および電極中間層５２は、絶縁の確保以外にも、耐衝撃性、防錆、防水などの付加的な機能を有してもよい。対極中間層５１および電極中間層５２としては、これらの機能に適した材料を利用することができる。対極中間層５１および電極中間層５２はそれぞれ、複数の異なる材料の積層構造を有してもよい。
【0112】
［６．まとめ］
以上のように、本実施の形態に係る電池１では、複数の電池セル１００が直列積層されているので、高エネルギー密度および高電圧な電池１を実現することができる。また、発電要素１０の主面１５に対極集電端子４１および電極集電端子４２が設けられている。すなわち、発電要素１０からの電流取出しに必要な正極および負極の両方の端子が同一の主面１５に設けられている。例えば、主面１５は、側面１１、１２、１３および１４に比べて面積が大きい。面積の大きい面に端子が設けられているので、電池１の実装を大面積で行うことができ、接続の信頼性を高めることができる。また、実装対象の基板の配線レイアウトに応じて、端子の形状および配置を調整することもできるので、接続の自由度も高めることができる。
以上のように、本実施の形態に係る電池１では、複数の電池セル１００が直列積層されているので、高エネルギー密度および高電圧な電池１を実現することができる。また、発電要素１０の主面１５に対極集電端子４１および電極集電端子４２が設けられている。すなわち、発電要素１０からの電流取出しに必要な正極および負極の両方の端子が同一の主面１５に設けられている。例えば、主面１５は、側面１１、１２、１３および１４に比べて面積が大きい。面積の大きい面に端子が設けられているので、電池１の実装を大面積で行うことができ、接続の信頼性を高めることができる。また、実装対象の基板の配線レイアウトに応じて、端子の形状および配置を調整することもできるので、接続の自由度も高めることができる。
【0113】
また、正極および負極の両方の端子が同一の主面に設けられているので、電池１の実装をコンパクトにまとめることができる。例えば、実装基板に形成される接続端子のパターン（フットプリントとも称される）を小さくすることができる。また、電池１の主面１５と実装基板とを平行に配置した状態での実装が可能になるので、実装基板に対する低背な実装が実現できる。実装には、リフロー半田接続などが利用できる。このように、実装性に優れた電池１を実現することができる。
【0114】
また、側面絶縁層２０が発電要素１０の側面１１を覆うことにより、発電要素１０の下端に位置する対極集電体１２１から発電要素１０の上端まで連続する側面導電部３０を形成することができる。側面導電部３０の幅を側面１１の幅と同等にすることで、電流の流れる方向に直交する断面の断面積を大きく確保することができる。つまり、側面導電部３０には大電流を流すことが可能になるので、大電流特性に優れた電池１を実現することができる。
【0115】
また、下端の対極集電体１２１から上端への引き回しに利用される側面導電部３０が、側面絶縁層２０を介して発電要素１０の側面１１に形成されている。側面絶縁層２０が側面１１に密着し、側面導電部３０が側面絶縁層２０に密着させることで、引き回しに必要な構造をコンパクトにまとめることができる。このため、体積あたりのエネルギー密度を高めることができ、高エネルギー密度の電池１を実現することができる。
【0116】
また、最上層に位置する電極集電体１１１とは異なる部材である電極集電端子４２が設けられているので、最上層の電極集電体１１１への電流集中を抑制することができる。同様に、最下層に位置する対極集電体１２１とは異なる部材である対極集電端子４１が設けられているので、最下層の対極集電体１２１への電流集中を抑制することができる。電極集電体１１１または対極集電体１２１への電流集中が起きた場合、電流によって発生する熱による温度上昇で、電極集電体１１１または対極集電体１２１が剥離するおそれ、および、最上層または最下層の電池セル１００の劣化が促進されるおそれがある。本実施の形態によれば、各電池セル１００からの電流の経路として、対極集電端子４１および電極集電端子４２が利用される。このため、最上層の電極集電体１１１および最下層の対極集電体１２１への電流集中を抑制することができ、電池１の信頼性を高めることができる。
【0117】
また、電池１の発電要素１０の側面１１、１２、１３および１４は、例えば、積層された複数の電池セル１００を一括して切断することによって平坦な側面にすることができる。一括切断を用いることにより、例えば、各層の塗工始終端における膜厚の漸増または漸減などがなく、電極層１１０、対極層１２０および固体電解質層１３０の各面積が正確に定まる。これにより、電池セル１００の容量ばらつきが小さくなるので、電池容量の精度を良くすることができる。
【0118】
（実施の形態２）
続いて、実施の形態２について説明する。
続いて、実施の形態２について説明する。
【0119】
実施の形態２に係る電池では、実施の形態１に係る電池と比較して、対極集電端子および電極集電端子の形状が相違する。以下では、実施の形態１との相違点を中心に説明を行い、共通点の説明を省略または簡略化する。
【0120】
図５は、本実施の形態に係る電池２０１の断面図である。図６は、本実施の形態に係る電池２０１の上面図である。なお、図５は、図６のＶ－Ｖ線における断面を表している。図５および図６に示されるように、電池２０１は、実施の形態１に係る電池１と比較して、対極集電端子４１、電極集電端子４２、対極中間層５１および電極中間層５２の代わりに、対極集電端子２４１、電極集電端子２４２、対極中間層２５１および電極中間層２５２を備える。
【0121】
対極集電端子２４１は、図６に示されるように、主面１５の平面視において、電極集電端子２４２を囲んでいる。対極集電端子２４１と電極集電端子２４２とは、互いに接触しないように、間に隙間が設けられている。対極集電端子２４１は、電極集電端子２４２の全周を囲んでいるが、一部のみを囲んでいてもよい。例えば、対極集電端子２４１は、電極集電端子２４２の、ｙ軸方向の正側および負側、ならびに、ｘ軸方向の負側を囲み、ｘ軸方向の正側を囲んでいなくてもよい。
【0122】
電極集電端子２４２は、主面１５の中心からｘ軸の正側にずれた位置に設けられているが、主面１５の中心に設けられていてもよい。あるいは、電極集電端子２４２は、主面１５のコーナー部分に設けられていてもよい。
【0123】
電極集電端子２４２の平面視形状は、円形であるが、特に限定されない。電極集電端子２４２および対極集電端子２４１はそれぞれ、接続される外部配線（図示せず）の端子形状に応じた形状を有してもよい。
【0124】
図５に示されるように、電極集電端子２４２の主面１５からの高さｈ２は、対極集電端子２４１の主面１５からの高さｈ１よりも高い。これにより、例えば、電極集電端子２４２の、対極集電端子２４１よりも突出した部分の側面を外部配線（図示せず）との接続に利用することができる。電極集電端子２４２と外部配線との接触面積を大きくすることができるので、接触抵抗を低減することができ、また、機械的な接続強度の堅牢性を高めることができる。
【0125】
また、電極集電端子２４２と対極集電端子２４１との高さが異なることにより、電極集電端子２４２と対極集電端子２４１との距離を長く取ることができる。このため、短絡の発生を抑制することができる。
【0126】
対極中間層２５１および電極中間層２５２はそれぞれ、対極集電端子２４１および電極集電端子２４２の形状に応じた形状で形成されている。電極中間層２５２は、設けられていなくてもよい。
【0127】
（実施の形態３）
続いて、実施の形態３について説明する。
続いて、実施の形態３について説明する。
【0128】
実施の形態３に係る電池では、実施の形態１に係る電池と比較して、電極集電端子が設けられていない点が相違する。以下では、実施の形態１との相違点を中心に説明を行い、共通点の説明を省略または簡略化する。
【0129】
【0130】
本実施の形態に係る電池３０１では、最上層の端部層集電体１５２である電極集電体１１１の一部が電極集電端子３４２として機能する。つまり、電極集電端子３４２は、主面１５を構成する部材、すなわち、最上層の電極集電体１１１とみなすこともできる。一方で、対極集電端子４１は、実施の形態１と同様に、主面１５を構成する最上層の電極集電体１１１とは異なる部材である。
【0131】
このように、最上層の電極集電体１１１を電極集電端子３４２として機能させることにより、部品点数を減らすことができる。
【0132】
なお、本実施の形態において、図８に示される電池３０２のように、最上層の電極集電体１１１の厚みを他の中間層集電体１４０の厚みよりも大きくしてもよい。これにより、最上層の電極集電体１１１の抵抗が低くなるので、電流集中による発熱を抑制することができる。あるいは、厚み以外にも、最上層の電極集電体１１１として導電性の高い材料を用いてもよい。
【0133】
（実施の形態４）
続いて、実施の形態４について説明する。
続いて、実施の形態４について説明する。
【0134】
実施の形態４に係る電池では、実施の形態１に係る電池と比較して、側面導電部および対極集電端子が一体的に形成されている点が相違する。以下では、実施の形態１との相違点を中心に説明を行い、共通点の説明を省略または簡略化する。
【0135】
図９は、本実施の形態に係る電池４０１の断面図である。図１０は、本実施の形態に係る電池４０１の上面図である。なお、図９は、図１０のＩＸ－ＩＸ線における断面を表している。図９および図１０に示されるように、電池４０１は、実施の形態１に係る電池１と比較して、側面導電部３０および対極集電端子４１の代わりに、側面導電部４３０および対極集電端子４４１を備える。
【0136】
側面導電部４３０および対極集電端子４４１は、一体的に構成されている。具体的には、側面導電部４３０および対極集電端子４４１は、同じ導電性材料を用いて形成されている。例えば、１枚の金属板を折り曲げることによって、側面導電部４３０および対極集電端子４４１が形成される。より具体的には、１枚の金属板は、発電要素１０の主面１６、側面１１および主面１５を覆うように２ヶ所で折り曲げられている。つまり、金属板によって発電要素１０が積層方向において挟まれている。このうち、主面１５を覆う部分が対極集電端子４４１として機能する。これにより、側面導電部４３０を強い機械的強度で簡単に形成することができる。なお、側面導電部４３０および対極集電端子４４１は、複数枚の金属板を接合または溶接することで一体的に形成されたものであってもよい。
【0137】
図１０に示されるように、側面導電部４３０および対極集電端子４４１はそれぞれ、側面１１よりもｙ軸方向の長さが短いが、これに限定されない。側面導電部４３０および対極集電端子４４１は、側面１３または１４から張り出すように設けられていてもよい。また、側面導電部４３０と側面絶縁層２０との間には、隙間が設けられていてもよい。すなわち、側面導電部４３０は側面絶縁層２０に接触していなくてもよい。
【0138】
（実施の形態５）
続いて、実施の形態５について説明する。
続いて、実施の形態５について説明する。
【0139】
実施の形態５に係る電池では、実施の形態１に係る電池と比較して、封止部材を備える点が相違する。以下では、実施の形態１との相違点を中心に説明を行い、共通点の説明を省略または簡略化する。
【0140】
図１１は、本実施の形態に係る電池５０１の断面図である。図１２は、本実施の形態に係る電池５０１の上面図である。なお、図１１は、図１２のＸＩ－ＸＩ線における断面を表している。図１１および図１２に示されるように、電池５０１は、実施の形態１に係る電池１と比較して、封止部材５６０を備える。
【0141】
封止部材５６０は、対極集電端子４１および電極集電端子４２の各々の少なくとも一部を露出させ、かつ、発電要素１０を封止する。封止部材５６０は、例えば、発電要素１０、側面絶縁層２０および側面導電部３０が露出しないように設けられている。
【0142】
封止部材５６０は、例えば、電気的に絶縁性を有する絶縁材料を用いて形成されている。絶縁材料としては、例えば封止剤などの一般に公知の電池の封止部材の材料が用いられうる。絶縁材料としては、例えば、樹脂材料が用いられうる。なお、絶縁材料は、絶縁性であり、かつ、イオン伝導性を有さない材料であってもよい。例えば、絶縁材料は、エポキシ樹脂とアクリル樹脂とポリイミド樹脂とシルセスキオキサンとのうちの少なくとも１種であってもよい。
【0143】
なお、封止部材５６０は、複数の異なる絶縁材料を含んでもよい。例えば、封止部材５６０は、多層構造を有してもよい。多層構造の各層は、異なる材料を用いて形成され、異なる性質を有してもよい。
【0144】
封止部材５６０は、粒子状の金属酸化物材料を含んでもよい。金属酸化物材料としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化セリウム、酸化鉄、酸化タングステン、酸化ジルコニウム、酸化カルシウム、ゼオライト、ガラスなどが用いられうる。例えば、封止部材５６０は、金属酸化物材料からなる複数の粒子が分散された樹脂材料を用いて形成されていてもよい。
【0145】
金属酸化物材料の粒子サイズは、電極集電体１１１と対極集電体１２１との間隔以下であればよい。金属酸化物材料の粒子形状は、例えば球状、楕円球状または棒状などであるが、これに限定されない。
【0146】
封止部材５６０が設けられることで、電池５０１の信頼性を、機械的強度、短絡防止、防湿など様々な点で向上することができる。
【0147】
なお、ここでは、実施の形態１に係る電池１が封止部材５６０を備える例を示したが、他の実施の形態に係る電池も同様に、封止部材５６０を備えてもよい。例えば、図１３に示される電池５０２のように、実施の形態４に係る電池４０１が封止部材５６０を備えてもよい。図１３は、本実施の形態の別の例に係る電池５０２の断面図である。この場合も、封止部材５６０は、対極集電端子４４１と電極集電端子４２とを露出させ、発電要素１０、側面絶縁層２０および側面導電部４３０を覆っている。封止部材５６０は、側面導電部４３０および対極集電端子４４１を構成する金属板のうち、主面１５側の部分のみを露出させている。
【0148】
（製造方法）
続いて、上述した各実施の形態に係る電池の製造方法について説明する。
続いて、上述した各実施の形態に係る電池の製造方法について説明する。
【0149】
図１４は、各実施の形態に係る電池の製造方法の一例を示すフローチャートである。以下では、実施の形態１に係る電池１の例を説明する。
【0150】
【0151】
次に、複数の電池セル１００を積層する（Ｓ２０）。具体的には、電極層１１０、対極層１２０および固体電解質層１３０の並び順が各電池セルで同一になるように複数の電池セル１００を順に積層した積層体を形成する。本実施の形態では、電池セル１００Ａ、１００Ｂおよび１００Ｃを適宜組み合わせて積層することにより、例えば、図４に示される発電要素１０が形成される。発電要素１０は、積層体の一例である。
【0152】
なお、複数の電池セル１００を積層した後、発電要素１０の側面を平坦化してもよい。例えば、複数の電池セル１００の積層体を一括して切断することにより、各側面が平坦な発電要素１０を形成することができる。切断処理は、例えば、刃物、レーザーまたはジェットなどによって行われる。
【0153】
次に、発電要素１０の側面１１の下端から上端までを側面絶縁層２０で覆う（Ｓ３０）。側面絶縁層２０は、例えば、流動性を有する樹脂材料を塗工して硬化させることによって形成される。塗工は、インクジェット法、スプレー法、スクリーン印刷法またはグラビア印刷法などによって行われる。硬化は、用いる樹脂材料によって、乾燥、加熱、光照射などによって行われる。あるいは、絶縁板または絶縁フィルムを側面１１に接着または接合することで、側面絶縁層２０を形成してもよい。
【0154】
次に、発電要素１０の下端の対極層１２０に接続された側面導電部３０を側面絶縁層２０に沿って配置する（Ｓ４０）。例えば、発電要素１０の主面１６の一部と、側面絶縁層２０とを覆うように、導電性樹脂などの導電ペーストを塗工して硬化させることで、側面導電部３０を形成する。なお、側面導電部３０は、例えば印刷、めっき、蒸着、スパッタ、溶接、はんだ付け、接合、溶射その他の方法によって形成されてもよい。側面導電部３０は、例えば側面絶縁層２０に密着させて形成する。これにより、電池１のエネルギー密度を高めることができる。
【0155】
次に、発電要素１０の主面１５に集電端子を形成する（Ｓ５０）。具体的には、主面１５上に、対極中間層５１を介して対極集電端子４１を形成し、電極中間層５２を介して電極集電端子４２を形成する。対極集電端子４１および電極集電端子４２は、所望の領域に、めっき、印刷または半田付けなどによって金属材料などの導電性材料を配置することによって形成される。
【0156】
なお、対極中間層５１および電極中間層５２は、例えば、流動性を有する樹脂材料を塗工して硬化させることによって形成される。塗工は、インクジェット法、スプレー法、スクリーン印刷法またはグラビア印刷法などによって行われる。硬化は、用いる樹脂材料によって、乾燥、加熱、光照射などによって行われる。
【0157】
以上の工程を経て、図１に示される電池１を製造することができる。
【0158】
なお、ステップＳ１０において準備した複数の電池セル１００を個別に、または、複数の電池セルの積層後に、積層方向に対してプレスする工程が行われてもよい。
【0159】
また、対極中間層５１および電極中間層５２は、ステップＳ３０において、側面絶縁層２０の形成に引き続いて、または、側面絶縁層２０の形成と同時に形成されてもよい。あるいは、対極中間層５１および電極中間層５２は、積層体の形成（Ｓ２０）の後、側面を切断する前に形成されてもよい。
【0160】
また、例えば、側面導電部３０の形成（Ｓ４０）において、折り曲げた金属板を溶接または接合することによって、側面導電部４３０および対極集電端子４４１を一体的に形成してもよい。この場合、金属板の接続を行う前に、対極中間層５１を形成しておく。これにより、図９に示される電池４０１を製造することができる。
【0161】
また、集電端子の形成（Ｓ５０）の後、図１１、図１２および図１３に示される封止部材５６０を形成してもよい。封止部材５６０は、例えば、流動性を有する樹脂材料を塗工して硬化させることによって形成される。塗工は、インクジェット法、スプレー法、スクリーン印刷法またはグラビア印刷法などによって行われる。硬化は、用いる樹脂材料によって、乾燥、加熱、光照射などによって行われる。
【0162】
（他の実施の形態）
以上、１つまたは複数の態様に係る電池および電池の製造方法について、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本実施の形態に施したもの、および、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の範囲内に含まれる。
以上、１つまたは複数の態様に係る電池および電池の製造方法について、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本実施の形態に施したもの、および、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の範囲内に含まれる。
【0163】
また、例えば、上記の実施の形態では、隣り合う電池セル間で１枚の集電体が中間層集電体として共有される例を示したが、集電体は共有されなくてもよい。対極集電体と電極集電体とが重ね合わされて中間層集電体を構成してもよい。
【0164】
また、例えば、側面絶縁層および側面導電部は、発電要素の２つ以上の側面に設けられていてもよい。例えば、発電要素の４つの側面全てに側面絶縁層および側面導電部が設けられていてもよい。
【0165】
また、上記の各実施の形態は、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】
【0166】
本開示は、例えば、電子機器、電気器具装置および電気車両などの電池として利用することができる。
【符号の説明】
【0167】
１、２０１、３０１、３０２、４０１、５０１、５０２ 電池
１０ 発電要素
１１、１２、１３、１４ 側面
１５、１６ 主面
２０ 側面絶縁層
３０、４３０ 側面導電部
４１、２４１、４４１ 対極集電端子
４２、２４２、３４２ 電極集電端子
５１、２５１ 対極中間層
５２、２５２ 電極中間層
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ 電池セル
１１０、１１０Ｂ 電極層
１１１ 電極集電体
１１２ 電極活物質層
１２０、１２０Ｃ 対極層
１２１ 対極集電体
１２２ 対極活物質層
１３０ 固体電解質層
１４０ 中間層集電体
１５１、１５２ 端部層集電体
５６０ 封止部材
１０ 発電要素
１１、１２、１３、１４ 側面
１５、１６ 主面
２０ 側面絶縁層
３０、４３０ 側面導電部
４１、２４１、４４１ 対極集電端子
４２、２４２、３４２ 電極集電端子
５１、２５１ 対極中間層
５２、２５２ 電極中間層
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ 電池セル
１１０、１１０Ｂ 電極層
１１１ 電極集電体
１１２ 電極活物質層
１２０、１２０Ｃ 対極層
１２１ 対極集電体
１２２ 対極活物質層
１３０ 固体電解質層
１４０ 中間層集電体
１５１、１５２ 端部層集電体
５６０ 封止部材
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】