CN111727526A - 固体电池 - Google Patents

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Abstract

固体电池具备：正极端子；负极端子，与该正极端子分开；正极层，以与正极端子邻接而与负极端子分开的方式配置于正极端子与负极端子之间；负极层，以与正极端子分开而与负极端子邻接的方式配置于正极端子与负极端子之间，并与正极层相对；第一固体电解质层，以与正极端子邻接且与负极端子邻接的方式配置于正极层与负极层之间，包含第一固体电解质；以及第二固体电解质层，配置于正极层与负极端子之间以及负极层与正极端子之间中的至少一方，包含第二固体电解质，并且，具有比第一固体电解质层的离子传导率低的离子传导率，第二固体电解质具有低于第一固体电解质的结晶温度的玻璃化转变温度，且具有第一固体电解质的玻璃化转变温度以上的结晶温度。

Description

固体电池
技术领域
本技术涉及具备正极层和负极层还有固体电解质层的固体电池。
背景技术
移动电话等多种多样的电子设备已广泛普及，迫切期望该电子设备能小型化、轻量化以及长寿命化。因此，作为电源，关于能够进行充放电的电池的开发正在如火如荼地进行。
作为电池，取代采用液体状的电解质(电解液)的液体类电池，采用固体状的电解质(固体电解质)的固体类电池(固体电池)受到关注。这是因为，在固体电池中不会发生液体类电池所特有的漏液。
该固体电池具备正极层和负极层还有包含固体电解质的固体电解质层。固体电池的构成会对电池特性产生很大影响，因此，针对该固体电池的构成进行了各种探讨研究。
具体而言，采用喷墨印刷法制造了正极层和负极层隔着固体电解质层交替层叠的固体电池(例如参照专利文献1。)。在该固体电池中，正极层与正极端子邻接，而该正极层与负极端子分开，并且，负极层与负极端子邻接，而该负极层与正极端子分开。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：特开2016-207540号公报
发明内容
关于固体电池的构成已进行了各种探讨研究，但该固体电池的电池特性仍不充分，因而存在改善的余地。
本技术是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于提供能够提高电池特性的固体电池。
本技术的一实施方式的固体电池具备：正极端子；负极端子，与该正极端子分开；正极层，以与正极端子邻接而与负极端子分开的方式配置于正极端子与负极端子之间；负极层，以与正极端子分开而与负极端子邻接的方式配置于正极端子与负极端子之间，并与正极层相对；第一固体电解质层，以与正极端子邻接且与负极端子邻接的方式配置于正极层与负极层之间，并包含第一固体电解质；以及第二固体电解质层，配置于正极层与负极端子之间以及负极层与正极端子之间中的至少一方，包含第二固体电解质，并且，具有比第一固体电解质层的离子传导率低的离子传导率，第二固体电解质具有低于第一固体电解质的结晶温度的玻璃化转变温度，且具有第一固体电解质的玻璃化转变温度以上的结晶温度。
根据本技术的一实施方式的固体电池，由于第二固体电解质的玻璃化转变温度低于第一固体电解质的结晶温度，且该第二固体电解质的结晶温度为第一固体电解质的玻璃化转变温度以上，并且，第二固体电解质层的离子传导率低于第一固体电解质层的离子传导率，因此，可以提高电池特性。
需要指出，本技术的效果未必仅限于这里所说明的效果，也可以是后述的本技术关联的一系列效果中的任意的效果。
附图说明
图1是表示本技术的一实施方式的固体电池的构成的俯视图。
图2是表示沿图1所示的A-A线的固体电池的构成的剖视图。
图3是表示沿图1所示的B-B线的固体电池的构成的剖视图。
图4是表示图2及图3所示的正极层和正极分离层各自的构成的俯视图。
图5是表示图2及图3所示的负极层和负极分离层各自的构成的俯视图。
图6是用于说明正极生片的制造方法的剖视图。
图7是用于说明负极生片的制造方法的剖视图。
图8是用于说明层叠体的制造方法的剖视图。
图9是表示变形例的固体电池的构成的剖视图。
图10是表示变形例中的正极层和正极分离层各自的构成的俯视图。
具体实施方式
下面，参照附图对本技术的一实施方式进行详细说明。需要指出，说明的顺序如下所述。
1.固体电池
1-1.构成
1-2.正极层与负极层的相对关系
1-3.动作
1-4.制造方法
1-5.作用及效果
2.变形例
3.固体电池的用途
<1.固体电池>
对本技术的一实施方式的固体电池进行说明。
这里说明的固体电池是采用了固体电解质的电池，在该固体电池中，利用电极反应物质的嵌入现象及电极反应物质的脱嵌现象获得电池容量。
电极反应物质是指与电极反应(所谓的充放电反应)相关的物质(离子)。电极反应物质的种类并没有特别的限定，例如是碱金属等。下面，对例如电极反应物质为锂(Li)的情况进行说明。
<1-1.构成>
首先，对固体电池的构成进行说明。
[整体构成]
图1表示固体电池的平面构成。图2表示沿图1所示的A-A线的固体电池的剖面构成，而图3表示沿图1所示的B-B线的固体电池的剖面构成。
图4表示图2及图3所示的正极层11和正极分离层14各自的平面构成，与图1对应。图5表示图2及图3所示的负极层12和负极分离层15各自的平面构成，与图1对应。不过，在图4及图5中，为了易于理解正极层11与正极端子20的连结关系及负极层12与负极端子30的连结关系，正极端子20及负极端子30也分别一并用虚线示出。
例如图1～图3所示，固体电池具备层叠体10以及安装于该层叠体10的正极端子20和负极端子30。
(层叠体)
层叠体10配置在正极端子20与负极端子30之间，包含在与该正极端子20与负极端子30彼此相对的方向(X轴方向)交叉的方向(Z轴方向)上层叠的多个层。即、层叠体10例如包括正极层11、负极层12、固体电解质层13、正极分离层14、负极分离层15以及保护层16。这里，固体电解质层13是本技术的一实施方式的“第一固体电解质层”。
具体而言，层叠体10例如具有保护层16、正极层11、负极层12和固体电解质层13以及保护层16在Z轴方向上依次层叠的构造。即、正极层11、负极层12和固体电解质层13例如配置在一对保护层16之间。
不过，正极层11和负极层12在Z轴方向上以最上层和最下层均为固体电解质层13的方式隔着该固体电解质层13交替层叠。这里，例如，负极层12与最上层的固体电解质层13邻接，且负极层12与最下层的固体电解质层13邻接。由此，固体电解质层13介于正极层11与负极层12之间，因此，正极层11和负极层12隔着固体电解质层13而彼此分开。
在与正极层11同一层中，例如在该正极层11的周围设置有正极分离层14。此外，在与负极层12同一层中，例如在该负极层12的周围设置有负极分离层15。
需要指出，层叠体10的层叠数没有特别的限定。即、正极层11、负极层12和固体电解质层13各自的数量没有特别的限定。在图2及图3中，例如为了简化图示内容，示出了正极层11的数量为两个、负极层12的数量为三个、固体电解质层13的数量为六个的情况。
(正极层)
正极层11是能够嵌入锂且能够脱嵌锂的一方的电极。该正极层11与正极端子20邻接而与负极端子30分开，因此，与该正极端子20电连接而与该负极端子30电性分离。
具体而言，正极层11例如具有在Z轴方向上层叠有正极集电层11A和正极活性物质层11B的构造。这里，例如，一个正极集电层11A介于两个正极活性物质层11B之间，因此，正极层11例如具有正极活性物质层11B、正极集电层11A及正极活性物质层11B在Z轴方向上依次层叠的三层构造。
正极集电层11A例如包含导电性材料中的任意一种或两种以上。该正极集电层11A例如既可以是单层，也可以是多层。不过，正极集电层11A例如除了导电性材料之外，也可以还包含粘结剂(正极集电粘结剂)及固体电解质(正极集电固体电解质)等中的任意一种或两种以上。
导电性材料例如是碳材料和金属材料等。具体而言，碳材料例如是石墨和碳纳米管等。金属材料例如是铜(Cu)、镁(Mg)、钛(Ti)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、锌(Zn)、铝(Al)、锗(Ge)、铟(In)、金(Au)、铂(Pt)、银(Ag)及钯(Pd)等，也可以是它们中的两种以上的合金。正极集电粘结剂及正极集电固体电解质各自相关的详情例如与后述的正极粘结剂及主固体电解质各自相关的详情是同样的。
正极活性物质层11B包含能够嵌入锂且能够脱嵌锂的活性物质(正极活性物质)中的任意一种或两种以上，隔着固体电解质层13与负极层12相对。该正极活性物质层11B例如既可以是单层，也可以是多层。不过，正极活性物质层11B例如除了正极活性物质之外，也可以还包含粘结剂(正极粘结剂)、导电剂(正极导电剂)及固体电解质(正极固体电解质)等中的任意一种或两种以上。
正极活性物质例如是含锂化合物。含锂化合物的种类并没有特别的限定，例如是锂过渡金属复合氧化物及锂过渡金属磷氧化合物。锂过渡金属复合氧化物是包含锂和一种或两种以上的过渡金属元素作为构成元素的氧化物的总称，而锂过渡金属磷氧化合物是包含锂和一种或两种以上的过渡金属元素作为构成元素的磷氧化合物的总称。过渡金属元素的种类并没有特别的限定，例如是钴、镍、锰(Mn)及铁等。
锂过渡金属复合氧化物例如是分别由Lix M1O2及Liy M2O4表示的化合物等。锂过渡金属磷氧化合物例如是由Liz M3PO4表示的化合物等。其中，M1、M2及M3分别是一种或两种以上的过渡金属元素。x、y及z各自的值是任意的。
具体而言，锂过渡金属复合氧化物例如是LiCoO2、LiNiO2、LiVO2、LiCrO2及LiMn2O4等。此外，锂过渡金属磷氧化合物例如是LiFePO4及LiCoPO4等。
这里，例如正极分离层14的一部分(后述的分离部14A)介于正极层11与负极端子30之间。因此，如上所述，正极层11隔着正极分离层14(分离部14A)与负极端子30分开。此外，正极层11延伸至正极端子20，因此，如上所述，与该正极端子20邻接。
正极粘结剂例如是合成橡胶及高分子材料等中的任意一种或两种以上。具体而言，合成橡胶例如是丁苯类橡胶、氟类橡胶及三元乙丙橡胶等。高分子材料例如是聚偏二氟乙烯、聚酰亚胺及丙烯酸树脂等。
正极导电剂例如是碳材料、金属氧化物及导电性高分子等中的任意一种或两种以上。具体而言，碳材料例如是石墨、碳黑、乙炔黑、科琴黑及碳纤维等。金属氧化物例如是氧化锡等。导电性高分子例如是硫磺、聚苯胺及聚噻吩等。
需要指出，例如，如上所述，正极活性物质层11B也可以包含正极固体电解质。正极固体电解质相关的详情例如与后述的主固体电解质相关的详情是同样的。
(负极层)
负极层12是能够嵌入锂且能够脱嵌锂的另一方的电极，与正极层11相对。该负极层12与正极端子20分开而与负极端子30邻接，因此，与该正极端子20电性分离而与该负极端子30电连接。
具体而言，负极层12包含能够嵌入锂且能够脱嵌锂的活性物质(负极活性物质)中的任意一种或两种以上。该负极层12例如既可以是单层，也可以是多层。不过，负极层12例如除了负极活性物质之外，也可以还包含粘结剂(负极粘结剂)、导电剂(负极导电剂)及固体电解质(负极固体电解质)等中的任意一种或两种以上。负极粘结剂及负极导电剂各自相关的详情例如与正极粘结剂及正极导电剂各自相关的详情是同样的。
负极活性物质例如是碳材料、金属类材料及含锂化合物等。
具体而言，碳材料例如是石墨、易石墨化性碳、难石墨化性碳、中间相碳微球(MCMB)以及高定向热解石墨(HOPG)等。
金属类材料是包含能够与锂形成合金的金属元素和半金属元素中的任意一种或两种以上作为构成元素的材料的总称。该金属类材料既可以是单质，也可以是合金，还可以是化合物。这里说明的单质的纯度并不一定限定于100％，因此，该单质也可以包含微量的杂质。
金属元素及半金属元素例如是硅(Si)、锡(Sn)、铝、铟、镁、硼(B)、镓(Ga)、锗、铅(Pb)、铋(Bi)、镉(Cd)、银、锌、铪(Hf)、锆(Zr)、钇(Y)、钯及铂等。
具体而言，金属类材料例如是Si、Sn、SiB4、TiSi2、SiC、Si3N4、SiOv(0＜v≤2)、LiSiO、SnOw(0<w≤2)、SnSiO3、LiSnO及Mg2Sn等。
含锂化合物例如是锂过渡金属复合氧化物等。关于锂过渡金属复合氧化物的定义如上所述。具体而言，锂过渡金属复合氧化物例如是Li4Ti5O12等。
这里，例如负极分离层15的一部分(后述的分离部15A)介于负极层12与正极端子20之间。因此，如上所述，负极层12隔着负极分离层15(分离部15A)与正极端子20分开。此外，负极层12延伸至负极端子30，因此，如上所述，与该负极端子30邻接。
需要指出，例如，如上所述，负极层12也可以包含负极固体电解质。负极固体电解质相关的详情例如与后述的主固体电解质相关的详情是同样的。
(固体电解质层)
固体电解质层13是使锂在正极层11与负极层12之间移动的介质。该固体电解质层13例如与正极端子20邻接，且与负极端子30邻接。
具体而言，固体电解质层13包含固体电解质(主固体电解质)中的任意一种或两种以上。该固体电解质层13例如既可以是单层，也可以是多层。不过，固体电解质层13例如除了主固体电解质之外，也可以还包含粘结剂(电解质粘结剂)等中的任意一种或两种以上。电解质粘结剂相关的详情例如与正极粘结剂相关的详情是同样的。这里，主固体电解质是本技术的一实施方式的“第一固体电解质”。
主固体电解质能够在正极层11与负极层12之间传导锂，例如包含结晶性固体电解质及玻璃陶瓷类固体电解质等中的任意一种或两种以上。
结晶性固体电解质是结晶性的电解质。具体而言，结晶性固体电解质例如是无机材料和高分子材料等，该无机材料例如是硫化物和氧化物等。硫化物例如是Li2S-P2S5、Li2S-SiS2-Li3PO4、Li7P3S11、Li3.25Ge0.25P0.75S及Li10GeP2S12等。氧化物例如是Li7La3Zr2 O12、Li6.75La3Zr1.75Nb0.25O12、Li6BaLa2Ta2O12、Li1+x AlxTi2-x(PO4)3及La2/3-xLi3xTiO3等。高分子材料例如是聚氧化乙烯(PEO)等。
玻璃陶瓷类固体电解质是非晶质与结晶混在一起的状态的电解质。该玻璃陶瓷类固体电解质例如是包含锂(Li)、硅(Si)和硼(B)作为构成元素的氧化物等，更具体而言，包含氧化锂(Li2O)、氧化硅(SiO2)和氧化硼(B2O3)等。氧化锂的含量相对于氧化锂、氧化硅和氧化硼的总含量的比例并没有特别的限定，例如为40mol％～73mol％。氧化硅的含量相对于氧化锂、氧化硅和氧化硼的总含量的比例并没有特别的限定，例如为8mol％～40mol％。氧化硼的含量相对于氧化锂、氧化硅和氧化硼的总含量的比例并没有特别的限定，例如为10mol％～50mol％。为了测量氧化锂、氧化硅和氧化硼各自的含量，例如采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)等来分析玻璃陶瓷类固体电解质。
(正极分离层)
正极分离层14配置于正极层11的周围，从而使该正极层11与正极端子20邻接而与负极端子30分开。该正极分离层14例如既可以是单层，也可以是多层。
具体而言，例如，如图4所示，正极分离层14配置为整体性地包围正极层11。由此，正极分离层14例如包括四个分离部14A、14B、14C、14D。
分离部14A例如配置在正极层11与负极端子30之间，并在Y轴方向上延伸。由此，正极层11隔着分离部14A与负极端子30分开。这里，分离部14A是本技术的一实施方式的“第二固体电解质层”。
分离部14B例如配置在正极层11与正极端子20之间，并在Y轴方向上延伸。不过，分离部14B例如为了使正极集电层11A与正极端子20邻接，在Z轴方向上隔着正极集电层11A分离为两层(下层和上层)。由此，在正极层11中，正极集电层11A与正极端子20邻接，而正极活性物质层11B隔着分离部14B与正极端子20分开。这里，分离部14B是本技术的一实施方式的“第三固体电解质层”。
分离部14C例如配置在正极端子20与负极端子30之间，并在X轴方向上延伸。该分离部14C例如在靠近负极端子30的一侧与分离部14A的一端部连结，且在靠近正极端子20的一侧与分离部14B的一端部连结。
分离部14D例如配置在正极端子20与负极端子30之间，并在X轴方向上延伸。该分离部14D例如在靠近负极端子30的一侧与分离部14A的另一端部连结，且在靠近正极端子20的一侧与分离部14B的另一端部连结。
在图4中，为了使正极层11与正极分离层14易于相互区分，对该正极分离层14加了阴影。
该正极分离层14包含固体电解质(正极分离固体电解质)中的任意一种或两种以上。不过，正极分离层14例如除了正极分离固体电解质之外，也可以还包含粘结剂(正极分离粘结剂)等中的任意一种或两种以上。正极分离固体电解质及正极分离粘结剂各自相关的详情例如与主固体电解质及正极粘结剂各自相关的详情是同样的。这里，分离部14A所包含的正极分离固体电解质是本技术的一实施方式的“第二固体电解质”，而分离部14B所包含的正极分离固体电解质是本技术的一实施方式的“第三固体电解质”。
这里，一般情况下，固体电解质的热物性根据玻璃化转变温度Tg和结晶温度Tc确定。玻璃化转变温度Tg和结晶温度Tc例如分别是通过采用热分析装置(升温速度＝10℃/分钟)分析固体电解质来测量(算出)的。因此，固体电解质层13所包含的固体电解质(主固体电解质)的热物性根据玻璃化转变温度Tg1和结晶温度Tc1确定。此外，正极分离层14所包含的固体电解质(正极分离固体电解质)的热物性根据玻璃化转变温度Tg2和结晶温度Tc2确定。
在这种情况下，关于正极分离固体电解质的热物性，被设定为玻璃化转变温度Tg2低于结晶温度Tc1，且结晶温度Tc2为玻璃化转变温度Tg1以上(Tg2＜Tc1及Tc2≥Tg1)。
在玻璃化转变温度Tg1、Tg2及结晶温度Tc1、Tc2方面满足上述适当条件是因为：在如后所述，采用烧结法形成固体电池(特别是层叠体10)时，确保正极分离层14的烧结性，以使其与固体电解质层13的烧结性为相同程度。由此，正极分离层14得以致密化，从而固体电池的电池特性不易降低。
详细而言，在采用烧结法形成层叠体10时，在形成包括正极层11、固体电解质层13及正极分离层14等的层叠前体10Z(参照图8)之后，对该层叠前体10Z进行加热处理。在这种情况下，为了确保固体电解质层13的烧结性，基于玻璃化转变温度Tg1及结晶温度Tc1来设定加热温度。
但是，在玻璃化转变温度Tg1、Tg2及结晶温度Tc1、Tc2方面未满足适当的条件时，即便是通过加热处理使固体电解质层13充分烧结，但正极分离层14未被充分地烧结，因此，该正极分离层14的致密性不足。
如果正极分离层14的致密性、特别是配置于正极层11与负极端子30之间的分离部14A的致密性不足，则在固体电池的充放电时容易发生意外的副反应，从而容易形成包含锂作为构成元素的不可逆反应物(下面，简称为“不可逆反应物”。)。作为发生该副反应的原因，可以考虑几种原因。例如，固体电池的外部环境中包含的水及二氧化碳等与锂的反应。此外，例如，固体电池中使用的导电性粘合剂与锂的反应。例如，如后所述，该导电性粘合剂用于使正极端子20和负极端子30分别粘合于层叠体10。
由此，缘于不可逆反应物的形成，容易产生所谓的不可逆容量，因此，电池容量容易降低。此外，缘于不可逆反应物的存在，正极端子20和负极端子30各自的集电性容易降低，因此，容易阻碍充放电反应。因此，固体电池的电池特性容易降低。
针对于此，在玻璃化转变温度Tg1、Tg2及结晶温度Tc1、Tc2方面满足适当的条件时，通过加热处理，固体电解质层13得以充分烧结，且正极分离层14也被充分烧结，因而确保该正极分离层14的致密性。
由此，不易发生上述副反应，从而不易形成不可逆反应物。因此，由于不易产生不可逆容量，从而电池容量不易降低，且正极端子20和负极端子30各自的集电性不易降低，因此，不易阻碍充放电反应。其结果，固体电池的电池特性不易降低。
此外，正极分离层14的离子传导性被设定为低于固体电解质层13的离子传导性。即、正极分离层14的离子传导率低于固体电解质层13的离子传导率。
在正极分离层14的离子传导率及固体电解质层13的离子传导率方面满足上述适当的条件是因为：在该正极分离层14中离子不易传导，因而固体电池的电池特性更加不易降低。
详细而言，在正极分离层14的离子传导率及固体电解质层13的离子传导率方面未满足适当的条件时，不仅在该固体电解质层13中离子易于传导，而且在该正极分离层14中离子也易于传导。在这种情况下，缘于在正极分离层14中离子也易于传导，从而易于发生上述副反应，因而易于形成不可逆反应物。因此，如上所述，电池容量易于降低，且易于阻碍充放电反应，因而该固体电池的电池特性容易降低。
针对于此，在正极分离层14的离子传导率及固体电解质层13的离子传导率方面满足适当的条件时，在该固体电解质层13中，离子易于传导，而在该正极分离层14中，离子不易传导。在这种情况下，缘于正极分离层14中离子不易传导，从而不易发生上述副反应，因而不易形成不可逆反应物。因此，电池容量不易降低，且不易阻碍充放电反应，因而固体电池的电池特性不易降低。
关于正极分离层14(正极分离固体电解质)，只要满足上述玻璃化转变温度Tg2、结晶温度Tc2及离子传导率的相关条件，则该正极分离层14的构成并没有特别的限定。
具体而言，正极分离层14例如包含具有比主固体电解质的离子传导率低的离子传导率的正极分离电解质。关于正极分离固体电解质的种类，只要具有比主固体电解质的离子传导率低的离子传导率，则没有特别的限定。由此，正极分离层14的离子传导率低于固体电解质层13的离子传导率。
在这种情况下，不利用后述的绝缘性材料就使正极分离层14的离子传导性降低，因此，容易确保该正极分离层14的烧结性及致密性。
或者，正极分离层14例如除了正极分离固体电解质之外，还包含绝缘性材料中的任意一种或两种以上。这是因为：通过正极分离层14包含绝缘性材料，从而该正极分离层14整体的离子传导性降低。由此，正极分离层14的离子传导率低于固体电解质层13的离子传导率。需要指出，只要利用绝缘性材料使正极分离层14整体的离子传导率降低，则正极分离固体电解质的离子传导率没有特别的限定。即、正极分离固体电解质的离子传导率并不限定于低于主固体电解质的离子传导率的情况，也可以是主固体电解质的离子传导率以上。
在这种情况下，利用绝缘性材料，正极分离层14整体的离子传导性得以容易且充分地降低。不过，在利用绝缘性材料时，如果为了充分地降低正极分离层14整体的离子传导性而该正极分离层14中的绝缘性材料的含量过多，则存在该正极分离层14的烧结性及致密性降低的可能性。
更具体而言，在如后所述，采用烧结法形成正极分离层14时，如果绝缘性材料的含量过多，则该正极分离层14不易被烧结，因此，在该正极分离层14中容易产生空隙。如果在正极分离层14中产生空隙，则容易发生上述副反应，从而存在容易形成不可逆反应物的可能性。
关于绝缘性材料的种类及含量等，只要是正极分离层14的离子传导率低于固体电解质层13的离子传导率，则没有特别的限定。具体而言，绝缘性材料例如是氧化铝(Al2O3)、氮化硼(BN)、二氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)、氧化锆(ZrO2)、氮化铝(AlN)、碳化硅(SiC)及钛酸钡(BaTiO3)等。
需要指出，毋庸置疑，在分离部14A～14D中均分别满足上述正极分离层14(正极分离固体电解质)的玻璃化转变温度Tg2、结晶温度Tc2及离子传导率的相关条件。
(负极分离层)
负极分离层15通过配置于负极层12的周围，从而使该负极层12与正极端子20分开而与负极端子30邻接。该负极分离层15例如既可以是单层，也可以是多层。
具体而言，例如，如图5所示，负极分离层15配置为局部地包围负极层12。由此，负极分离层15例如包括三个分离部15A、15B、15C。
分离部15A例如配置在负极层12与正极端子20之间，并在Y轴方向上延伸。由此，负极层12隔着分离部15A与正极端子20分开。这里，分离部15A是本发明的一实施方式的“第二固体电解质层”。
分离部15B例如配置在负极端子30与正极端子20之间，并在X轴方向上延伸。该分离部15B例如在靠近正极端子20的一侧与分离部15A的一端部连结。
分离部15C例如配置在负极端子30与正极端子20之间，并在X轴方向上延伸。该分离部15C例如在靠近正极端子20的一侧与分离部15A的另一端部连结。
在图5中，为了使负极层12与负极分离层15易于相互区分，对该负极分离层15加了阴影。
负极分离层15的构成例如与正极分离层14的构成是同样的。不过，负极分离层15的构成(形成材料的种类等)例如既可以与正极分离层14的构成相同，也可以与正极分离层14的构成不同。
即、负极分离层15包含固体电解质(负极分离固体电解质)中的任意一种或两种以上，并且也可以进一步包含粘结剂(负极分离粘结剂)等中的任意一种或两种以上。负极分离固体电解质及负极分离粘结剂各自相关的详情例如与主固体电解质及正极粘结剂各自相关的详情是同样的。这里，分离部15A所包含的负极分离固体电解质是本技术的一实施方式的“第二固体电解质”。
此外，关于负极分离固体电解质的热物性，满足与上述正极分离固体电解质的热物性的相关条件同样的条件。因此，在根据玻璃化转变温度Tg3及结晶温度Tc3确定负极分离固体电解质的热物性时，设定为玻璃化转变温度Tg3低于结晶温度Tc1、且结晶温度Tc3为玻璃化转变温度Tg1以上(Tg3＜Tc1及Tc3≥Tg1)。
进而，关于负极分离层15的离子传导率，满足与上述正极分离层14的离子传导率的相关条件同样的条件。因此，负极分离层15的离子传导率设定为低于固体电解质层13的离子传导率。
由此，负极分离层15得以致密化，且在该负极分离层15中，离子不易传导，因此，电池容量不易降低，且不易阻碍充放电反应。因此，固体电池的电池特性更加不易降低。
(保护层)
保护层16保护层叠体10的主要部分(正极层11、负极层12及固体电解质层13)。保护层16的构成例如与固体电解质层13的构成是同样的。不过，保护层16的构成(形成材料的种类等)例如既可以与固体电解质层13的构成相同，也可以与固体电解质层13的构成不同。
(正极端子)
正极端子20安装于层叠体10中的一方的侧面。由此，正极端子20与正极层11邻接，因此，与该正极层11电连接。
该正极端子20例如包含导电性材料中的任意一种或两种以上。导电性材料例如是金属材料等。具体而言，金属材料例如是银、金、铂、铝、铜、锡及镍等，也可以是它们的两种以上的合金。
(负极端子)
负极端子30与正极端子20分开，被安装于层叠体10中的另一方的侧面。由此，负极端子30与负极层12邻接，因此，与该负极层12电连接。
负极端子30的构成例如与正极端子20的构成是同样的。即、负极端子30例如包含导电性材料中的任意一种或两种以上。不过，负极端子30的构成(形成材料的种类等)例如既可以与正极端子20的构成相同，也可以与正极端子20的构成不同。
<1-2.正极层与负极层的相对关系>
这里，参照图2及图3，对正极层11与负极层12的相对关系进行说明。
在该固体电池中，层叠体10包括正极分离层14及负极分离层15，因此，如以下所说明的那样设定了正极层11与负极层12的相对关系。图2及图3中分别示出的中心线L是分别在X轴方向及Y轴方向上位于固体电池的中央且在Z轴方向上延伸的虚拟线。
具体而言，例如，如图2所示，优选靠近负极端子30一侧的正极层11的端部T1与靠近该负极端子30一侧的负极层12的端部T2相比位于离该负极端子30更远的一侧。换言之，优选端部T1的位置P1比端部T2的位置P2更靠近中心线L。
这是因为：X轴方向上的正极层11的延伸范围比相同方向上的负极层12的延伸范围窄，因此，在该负极层12中，不会产生所谓的未相对部分。该未相对部分是指负极层12中的不能与正极层11相对的部分，其在X轴方向上的正极层11的延伸范围比相同方向上的负极层12的延伸范围宽时产生。由此，由于在端部T1附近负极层12也与正极层11相对，因此，在该负极层12中确保锂的嵌入目的地。因此，在负极层12中，不易发生锂的局部的嵌入现象，并且，也不易发生该锂的析出现象。
此外，例如，优选靠近正极端子20一侧的正极层11的端部T3与靠近该正极端子30一侧的负极层12的端部T4相比位于离该正极端子20更远的一侧。换言之，优选端部T3的位置P3比端部T4的位置P4更靠近中心线L。这是因为：根据与对上述的端部T1、T2(位置P1、P2)进行说明时同样的理由，在端部T3附近负极层12也与正极层11相对。由此，在负极层12中，不易发生锂的局部的嵌入现象，并且，也不易发生该锂的析出现象。
此外，例如，如图3所示，优选Y轴方向上的一端侧的正极层11的端部T5与该一端侧的负极层12的端部T6相比位于内侧。换言之，优选端部T5的位置P5比端部T6的位置P6更靠近中心线L。这是因为：可获得与对上述的端部T1、T2(位置P1、P2)进行说明时同样的优点。
此外，例如，优选Y轴方向上的另一端侧的正极层11的端部T7与该另一端侧的负极层12的端部T8相比位于内侧。换言之，优选端部T7的位置P7比端部T8的位置P8更靠近中心线L。这是因为：可获得与对上述的端部T1、T2(位置P1、P2)进行说明时同样的优点。
<1-3.动作>
下面，参照图1～图3对固体电池的动作进行说明。
在充电时，例如，从正极层11脱嵌锂，并且，该锂经由固体电解质层13嵌入负极层12。另一方面，在放电时，例如，从负极层12脱嵌锂，并且，该锂经由固体电解质层13嵌入正极层11。
<1-4.制造方法>
下面，对固体电池的制造方法进行说明。
图6示出了正极生片100的剖面构成，以为了说明该正极生片(green sheet)100的制造方法，其与图2相对应。图7示出了负极生片200的剖面构成，以为了说明该负极生片200的制造方法，其与图2相对应。图8示出了用于制造层叠体10的层叠前体10Z的剖面构成，以为了说明该层叠体10的制造方法，其与图2相对应。
为了制造固体电池，例如像以下所说明的那样，进行正极生片100的形成工序、负极生片200的形成工序、层叠体10的形成工序、以及正极端子20和负极端子30各自的形成工序。
[正极生片的形成工序]
首先，将主固体电解质、溶剂和根据需要的电解质粘结剂等混合，从而制备电解质浆料。溶剂的种类并没有特别的限定，例如是乙酸丁酯、N-甲基-吡咯烷酮及甲苯等有机溶剂中的任意一种或两种以上。
然后，如图6所示，通过在基体40的一面涂布电解质浆料，从而形成固体电解质层13。关于基体40的种类，只要是能够支承固体电解质层13的支承体即可，并没有特别的限定，例如是在一面实施了脱模处理的脱模膜等。这里说明的基体40相关的详情在后述的基体50、60的情况下也是同样。
然后，将正极分离固体电解质、溶剂和根据需要的正极分离粘结剂等混合，从而制备正极分离浆料。然后，采用图案形成方法将正极分离浆料涂布于固体电解质层13的表面，从而形成分离部14A、14C、14D。关于图案形成方法的种类，只要是能够成膜为规定的图案的方法即可，并没有特别的限定，例如是丝网印刷法及凹版印刷法等中的任意一种或两种以上。这里说明的图案形成方法相关的详情在以后的说明中也是同样。
然后，将正极活性物质、溶剂和根据需要的正极粘结剂等混合，从而制备正极浆料。溶剂的种类并没有特别的限定，例如是松油醇及N-甲基-吡咯烷酮等有机溶剂中的任意一种或两种以上。
然后，采用图案形成方法将正极活性物质浆料涂布于固体电解质层13的表面，从而形成正极活性物质层11B，并且，采用图案形成方法将正极分离浆料涂布于固体电解质层13的表面，从而形成分离部14B的一部分(下层)。
然后，将导电性材料、溶剂和根据需要的正极集电粘结剂等混合，从而制备正极集电浆料。用于制备正极集电浆料的溶剂的详情例如与用于制备正极活性物质浆料的溶剂的详情是同样的。
然后，采用图案形成方法将正极集电浆料涂布于正极活性物质层11B及分离部14B(下层)的表面，从而形成正极集电层11A。
最后，按照上述顺序，在正极集电层11A之上形成正极活性物质层11B及分离部14B的剩余部分(上层)。由此，两个正极活性物质层11B隔着一个正极集电层11A相互层叠，因此，形成正极层11，并形成包括分离部14A～14D的正极分离层14。因此，以配置于同一层的方式形成正极层11及正极分离层14，从而获得包括该正极层11、固体电解质层13及正极分离层14的正极生片100。
[负极生片的形成工序]
首先，在按照上述顺序制备了电解质浆料之后，如图7所示，在基体50的一面形成固体电解质层13。
然后，按照与正极分离浆料的制备顺序同样的顺序，制备负极分离浆料。然后，采用图案形成方法将负极分离浆料涂布于固体电解质层13的表面，从而形成负极分离层15(分离部15A～15C)。
最后，将负极活性物质、溶剂和根据需要的负极粘结剂等混合，从而制备负极活性物质浆料。用于制备负极活性物质浆料的溶剂的详情例如与用于制备正极活性物质浆料的溶剂的详情是同样的。然后，采用图案形成方法将负极活性物质浆料涂布于固体电解质层13的表面，从而形成负极层12。由此，以配置于同一层的方式形成负极层12及负极分离层15，从而获得包括该负极层12、固体电解质层13及负极分离层15的负极生片200。
[层叠体的形成工序]
首先，按照与电解质浆料的制备顺序同样的顺序制备保护浆料。然后，如图8所示，在基体60的一面涂布保护浆料，从而形成保护层16。
然后，在保护层16之上相互层叠从基体40剥离后的正极生片100与从基体50剥离后的负极生片200。这里，例如为了制造图1～图3所示的固体电池，使两个正极生片100和三个负极生片200交替层叠。
然后，按照上述顺序在作为最上层的负极层12和作为最上层的负极分离层15之上形成固体电解质层13之后，在该固体电解质层13之上形成保护层16。由此，形成包括正极层11、负极层12、固体电解质层13、正极分离层14、负极分离层15及保护层16的层叠前体10Z。
最后，对层叠前体10Z进行加热。在这种情况下，设定加热温度，以使构成层叠前体10Z的一系列的层被烧结。加热时间等其它条件可以任意设定。通过该加热处理，构成层叠前体10Z的一系列的层被烧结，从而该一系列的层被热压接合。因此，形成层叠体10。
[正极端子及负极端子各自的形成工序]
例如采用导电性粘合剂使正极端子20粘合于层叠体10，并且，例如采用导电性粘合剂使负极端子30粘合于层叠体10。由此，分别形成正极端子20及负极端子30，从而完成固体电池。
<1-5.作用及效果>
根据本技术的固体电池，设定为正极分离固体电解质的玻璃化转变温度Tg2低于主固体电解质的结晶温度Tc1、且该正极分离固体电解质的结晶温度Tc2为主固体电解质的玻璃化转变温度Tg1以上。此外，设定为正极分离层14(分离部14A)的离子传导率低于固体电解质层13的离子传导率。
在这种情况下，如上所述，在采用烧结法形成固体电池(层叠体10)时，确保分离部14A的烧结性，以使其与固体电解质层13的烧结性为相同程度，从而使该分离部14A致密化。由此，不易发生意外的副反应，因而不易形成不可逆反应物。
需要指出，这里说明的正极分离层14(分离部14A)的相关优点在负极分离层15(分离部15A)的情况下也同样可以得到。即、设定为负极分离固体电解质的玻璃化转变温度Tg3低于主固体电解质的结晶温度Tc1、且该负极分离固体电解质的结晶温度Tc3为主固体电解质的玻璃化转变温度Tg1以上。此外，设定为分离部15A的离子传导率低于固体电解质层13的离子传导率。由此，更加不易发生意外的副反应，因而更加不易形成不可逆反应物。
因此，电池容量不易降低，且充放电反应不易被阻碍，从而固体电池的电池特性不易降低，因此，可以使该固体电池的电池特性提高。
特别是，如果固体电池具备分离部14A、15A两者，则在该分离部14A、15A两者中不易形成不可逆反应物，从而可以获得更高的效果。
此外，如果正极分离固体电解质的离子传导率低于主固体电解质的离子传导率，则分离部14A的离子传导率充分地低于固体电解质层13的离子传导性，从而可以获得更高的效果。在负极分离固体电解质的离子传导率低于主固体电解质的离子传导率时也同样地获得该优点。
此外，如果分离部14A除了正极分离固体电解质之外还包含绝缘性材料，则该分离部14A的离子传导率易于降低，从而可以获得更高的效果。在这种情况下，如果绝缘性材料包含氧化铝等，则分离部14A的离子传导性充分降低，从而可以获得进一步高的效果。在分离部15A除了负极分离固体电解质之外还包含绝缘性材料时也同样地获得这些优点。
此外，如果正极层11(正极活性物质层11B)的端部T3与负极层12的端部T4相比位于离正极端子20更远的一侧，则不会在该负极层12中产生未相对部分。因此，不易发生锂的局部的嵌入现象，而且也不易发生该锂的析出现象，从而可以获得更高的效果。在这种情况下，如果固体电池还具备正极分离层14(分离部14B)，则在该分离部14B中也不易形成不可逆反应物，从而可以获得进一步高的效果。
<2.变形例>
关于本技术的固体电池的构成，可以进行适当变更。
具体而言，在图2及图4中，由于正极分离层14包括分离部14B，所以正极活性物质层11B与正极端子20分开。但是，例如，也可以如对应于图2的图9及对应于图4的图10所示，正极分离层14未包括分离部14B，因此，正极活性物质层11B与正极端子20邻接。在这种情况下，正极活性物质层11B的端部T3与负极层12的端部T4相比位于离正极端子20更近的一侧，因此，该端部T3的位置P3比端部T4的位置P4更远离中心线L。
在这种情况下，也是在正极分离层14(分离部14A)及负极分离层15(分离部15A)中均不易形成不可逆反应物，因此，根据和图2所示情况同样的理由，可以提高电池特性。不过，为了更加提高电池特性，如图2所示，端部T3位于比端部T4更远离正极端子20的一侧，因此，优选该端部T3的位置P3比端部T4的位置P4更靠近中心线L。
<3.固体电池的用途>
下面，对上述的固体电池的用途进行说明。
关于固体电池的用途，只要是能够将该固体电池用作驱动用的电源以及蓄电用的电力储存源等的机械、设备、器具、装置以及系统(多个设备等的集合体)等，便无特别限定。用作电源的固体电池既可以是主电源，也可以是辅助电源。主电源是无论是否存在其它电源都优先使用的电源。辅助电源例如既可以是代替主电源而使用的电源，也可以是根据需要从主电源切换到的电源。在使用固体电池作为辅助电源的情况下，主电源的种类不限于固体电池。
固体电池的用途例如如下所述：摄像机、数字静态照相机、移动电话、笔记本电脑、无绳电话、立体声耳机、便携式收音机、便携式电视以及便携式信息终端等电子设备(包括便携式电子设备。)；电动剃须刀等便携式生活器具；备用电源及存储卡等存储用装置；电钻及电锯等电动工具；作为可拆装电源搭载于笔记本电脑等的电池组；起搏器及助听器等医疗用电子设备；电动汽车(包括混合动力汽车)等电动车辆；预先储存电力以备紧急之需的家用电池系统等电力储存系统。当然，固体电池的用途也可以是上述用途之外的其它用途。
实施例
对本技术的实施例进行说明。
(实验例1～7)
在制作了图1～图5所示的固体电池之后，对该固体电池的电池特性进行了评价。
[固体电池的制作]
首先，按照以下说明的顺序制作了固体电池。
(正极生片的形成)
首先，准备电解质浆料、正极分离浆料、正极活性物质浆料及正极集电浆料。
在制备电解质浆料时，在混合主固体电解质(作为氧化物玻璃A的60Li2O-10SiO2-30B2O3)、电解质粘结剂(丙烯酸树脂)以及溶剂(乙酸丁酯)之后，采用氧化锆球(直径＝5mm)对混合物进行搅拌(搅拌时间＝4小时)。在这种情况下，主固体电解质与电解质粘结剂的混合比(重量比)设为70:30，且混合物中的固形物的浓度设为30重量％。
制备正极分离浆料时，首先，混合正极分离固体电解质和根据需要的绝缘性材料(氧化铝粉末，日本轻金属株式会社制的AHP300)。
作为正极分离固体电解质，采用了上述的氧化物玻璃A(玻璃化转变温度Tg＝325℃、结晶温度Tc＝393℃)、离子传导率不同于该氧化物玻璃A的氧化物玻璃B(54Li2O-11SiO2-35B2O3，玻璃化转变温度Tg＝382℃、结晶温度Tc＝460℃)以及玻璃化转变温度Tg和结晶温度Tc不同于该氧化物玻璃A的氧化物玻璃C(47Li2O-8SiO2-45B2O3，玻璃化转变温度Tg＝430℃、结晶温度Tc＝500℃)和氧化物玻璃D(74Li2O-5SiO2-21B2O3，玻璃化转变温度Tg＝193℃、结晶温度Tc＝270℃)。正极分离固体电解质(氧化物玻璃A、氧化物玻璃B、氧化物玻璃C及氧化物玻璃D)各自的离子传导率(S/cm)及绝缘性材料的含量(重量％)如表1所示。
然后，在混合了上述混合物、正极分离粘结剂(丙烯酸树脂)以及溶剂(乙酸丁酯)之后，采用氧化锆球(直径＝5mm)对混合物进行搅拌(搅拌时间＝4小时)。在这种情况下，混合物与正极分离粘结剂的混合比(重量比)设为70:30，且混合物中的固形物的浓度设为30重量％。
制备正极活性物质浆料时，在混合正极活性物质(钴酸锂(LiCoO2))、正极固体电解质(氧化物玻璃A)、正极粘结剂(丙烯酸树脂)以及溶剂(松油醇)之后，采用搅拌机(株式会社新基(THINKY)制的自转/公转搅拌器)对混合物进行搅拌(旋转速度＝3000rpm，搅拌时间＝1小时)。在这种情况下，正极活性物质与正极固体电解质的混合比(重量比)设为50:50，且正极活性物质及正极固体电解质与正极粘结剂的混合比(重量比)设为80:20。此外，混合物中的固形物的浓度设为60重量％。
制备正极集电浆料时，在混合导电性材料(石墨)、正极集电固体电解质(氧化物玻璃A)、正极集电粘结剂(丙烯酸树脂)以及溶剂(松油醇)之后，对该混合物进行搅拌。在这种情况下，导电性材料与正极集电固体电解质的混合比(重量比)设为50:50，且导电性材料及正极集电固体电解质与正极集电粘结剂的混合比(重量比)设为80:20。此外，混合物中的固形物的浓度设为60重量％。需要指出，搅拌条件与制备正极活性物质浆料时的搅拌条件是同样的。
然后，在基体40(东丽株式会社制的脱模膜)的一面涂布电解质浆料之后，使该电解质浆料干燥(干燥温度＝80℃、干燥时间＝10分钟)，从而形成固体电解质层13。然后，在采用丝网印刷法将正极分离浆料涂布于固体电解质层13的表面之后，使该正极分离浆料干燥(干燥温度＝80℃、干燥时间＝10分钟)，从而形成正极分离层14的一部分(分离部14A、14C、14D)。
然后，在采用丝网印刷法将正极活性物质浆料及正极分离浆料涂布于固体电解质层13的表面之后，使该正极活性物质浆料及正极分离浆料干燥(干燥温度＝80℃、干燥时间＝5分钟)，从而形成正极活性物质层11B，且形成分离部14B的一部分(下层)。
然后，在采用丝网印刷法将正极集电浆料涂布于正极活性物质层11B及分离部14B(下层)各自的表面之后，使该正极集电浆料干燥(干燥温度＝80℃、干燥时间＝5分钟)，从而形成正极集电层11A。
最后，按照上述顺序，在正极集电层11A之上再次形成正极活性物质层11B及分离部14B(上层)。由此，形成包括分离部14A～14D的正极分离层14，因此，获得包括正极层11、固体电解质层13及正极分离层14的正极生片100。
(负极生片的形成)
首先，准备电解质浆料、负极分离浆料及负极活性物质浆料。不过，电解质浆料的制备顺序如上所述，且负极分离浆料的制备顺序与正极分离浆料的制备顺序是同样的。
制备负极活性物质浆料时，在混合负极活性物质(石墨)、负极固体电解质(氧化物玻璃A)、负极粘结剂(丙烯酸树脂)以及溶剂(松油醇)之后，对该混合物进行搅拌。在这种情况下，负极活性物质与负极固体电解质的混合比(重量比)设为50:50，且负极活性物质及负极固体电解质与负极粘结剂的混合比(重量比)设为80:20。此外，混合物中的固形物的浓度设为60重量％。
然后，按照上述顺序，在基体50(东丽株式会社制的脱模膜)的一面形成固体电解质层13。然后，在采用丝网印刷法将负极分离浆料涂布于固体电解质层13的表面之后，使该负极分离浆料干燥，从而形成负极分离层15。需要指出，负极分离浆料的干燥条件与正极分离浆料的干燥条件是同样的。
最后，在采用丝网印刷法将负极活性物质浆料涂布于固体电解质层13的表面之后，使该负极活性物质浆料干燥，从而形成负极层12。需要指出，负极活性物质浆料的干燥条件与正极活性物质浆料的干燥条件是同样的。由此，获得包括负极层12、固体电解质层13、负极分离层15的负极生片200。
(层叠体的形成)
首先，按照与电解质浆料的制备顺序同样的顺序制备保护浆料。然后，在将保护浆料涂布于基体60(东丽株式会社制的脱模膜)的一面之后，使该保护浆料干燥，从而形成保护层16。保护浆料的干燥条件与电解质浆料的干燥条件是同样的。
然后，在保护层16之上，交替层叠剥离基体40后的24个正极生片100以及剥离基体50后的24个负极生片200(总层叠数＝48层)。在这种情况下，调整层叠顺序，以使最上层为负极生片200。
然后，按照上述顺序分别在作为最上层的负极层12及作为最上层的负极分离层15之上形成固体电解质层13之后，在该固体电解质层13之上再次形成保护层16。由此，形成包括正极层11、负极层12、固体电解质层13、正极分离层14、负极分离层15及保护层16的层叠前体10Z。
最后，在从层叠前体10Z剥离基体60之后，对该层叠前体10Z进行加热。由此，通过分别烧结正极层11、负极层12、固体电解质层13、正极分离层14、负极分离层15及保护层16，从而这一系列的层被彼此热压接合，因此，形成层叠体10。主固体电解质、正极分离固体电解质及负极分离固体电解质各自的玻璃化转变温度Tg(℃)及结晶温度Tc(℃)如表1所示。此外，固体电解质层13、正极分离层14及负极分离层15各自的离子传导率(S/cm)如表1所示。
(正极端子及负极端子各自的形成)
通过采用导电性粘合剂(大研化学工业株式会社制的热固化型银膏)使银板粘合于层叠体10的一侧面，从而形成正极端子20，且通过采用导电性粘合剂(大研化学工业株式会社制的热固化型银膏)使银板粘合于层叠体10的另一侧面，从而形成负极端子30。
由此，正极端子20及负极端子30被安装于层叠体10，从而完成固体电池。
需要指出，为了进行比较，以包括分离部14A、14C、14D而不包括分离部14B的方式形成了正极分离层14。在表1所示的“分开”栏中示出了有无形成分离部14B、即有无正极活性物质层11B的分开。在“分开”为“有”的情况下，由于形成有分离部14B，因此，正极活性物质层11B与正极端子20分开(图2及图4)。另一方面，在“分开”为“无”的情况下，由于未形成有分离部14B，因此，正极活性物质层11B与正极端子20邻接(图9及图10)。
[固体电池的评价]
接着，按照以下说明的顺序，对固体电池的电池特性进行了评价，获得了表1所示的结果。这里，作为电池特性，调查了初次充放电特性。
在调查初次充放电特性时，首先，在使通电用的导线与正极端子20及负极端子30分别连接之后，使固体电池充电，从而测量了该固体电池的充电容量。在充电时，以0.05C的电流充电至电压达到4.35V之后，进一步以4.35V的电压充电至电流达到0.01C。0.05C是以20个小时将电池容量(理论容量)彻底放电的电流值，而0.01C是以100个小时将电池容量彻底放电的电流值。
然后，通过使充电后的固体电池放电，从而测量了该固体电池的放电容量。在放电时，以0.1C的电流放电至电压达到3.0V。0.1C是以10个小时将电池容量彻底放电的电流值。
最后，在基于充电容量的测量结果及放电容量的测量结果计算出初次效率(％)之后，算出该初次效率的降低率(％)。采用初次效率(％)＝(放电容量/充电容量)×100的计算公式计算出该初次效率。此外，为了求得降低率(％)，通过将实验例7中的初次效率的降低量设为100％，从而以百分比表示出实验例1～4各自中的初次效率的降低量。
[表1]
Figure BDA0002633128860000281
如表1所示，初次充放电特性根据固体电池的构成而大幅变动。
下面，将正极分离固体电解质及负极分离固体电解质各自的玻璃化转变温度Tg被设定为低于主固体电解质的结晶温度Tc的条件称为“玻璃化转变温度Tg相关的适当条件”。此外，将正极分离固体电解质及负极分离固体电解质各自的结晶温度Tc被设定为主固体电解质的玻璃化转变温度Tg以上的条件称为“结晶温度Tc相关的适当条件”。
进而，将正极分离层14及负极分离层15各自的离子传导率被设定为低于固体电解质层13的离子传导率的条件称为“离子传导率相关的适当条件”。
具体而言，在满足结晶温度Tc相关的适当条件及离子传导率相关的适当条件、但未满足玻璃化转变温度Tg相关的适当条件时(实验例5)，正极分离层14及负极分离层15均未根本性地烧结，从而未能制作固体电池。因此，未能计算出降低率。
此外，在满足玻璃化转变温度Tg相关的适当条件及离子传导率相关的适当条件、但未满足结晶温度Tc相关的适当条件时(实验例6)，正极分离层14及负极分离层15均被烧结，从而能够制作固体电池。但是，由于固体电池未正常充放电，因此，未能计算出降低率。
进而，在满足玻璃化转变温度Tg相关的适当条件及结晶温度Tc相关的适当条件、但未满足离子传导率相关的适当条件时(实验例7)，正极分离层14及负极分离层15均被烧结，从而能够制作固体电池。此外，由于固体电池正常地充放电，因此，能够计算出降低率。
与之相对地，在满足玻璃化转变温度Tg相关的适当条件及结晶温度Tc相关的适当条件、且还满足离子传导率相关的适当条件时(实验例1～4)，与上述情况(实验例7)相比，降低率大幅减少，因此，初次效率不易大幅降低。
除此之外，在满足玻璃化转变温度Tg相关的适当条件及结晶温度Tc相关的适当条件、且还满足离子传导率相关的适当条件时(实验例1～4)，可以看到以下说明的趋势。第一、如果正极分离层14及负极分离层15分别包含绝缘性材料(实验例2)，则即便正极分离固体电解质及负极分离固体电解质各自的离子传导率与主固体电解质的离子传导率相等，正极分离层14及负极分离层15各自的离子传导率也会低于固体电解质层13的离子传导率，因此，降低率充分减少。第二、在采用了绝缘性材料时(实验例4)，如果该绝缘性材料的含量增加，则降低率更加减少。第三、由于正极分离层14包括分离部14B，因此，如果正极活性物质层11B与正极端子20分开(实验例3)，则降低率更加减少。
由上可知，在分别形成有正极分离层14及负极分离层15的情况下，如果满足玻璃化转变温度Tg相关的适当条件及结晶温度Tc相关的适当条件、且还满足离子传导率相关的适当条件，则初次充放电特性得以改善。因此，提高了固体电池的电池特性。
以上，列举了一实施方式及实施例就本技术进行了说明，但本技术的方面并不限定于一实施方式及实施例中说明的方面，可以进行各种变形。具体而言，虽然就采用锂作为电极反应物质的固体电池进行了说明，但也可以是采用了锂之外的电极反应物质的固体电池。
需要指出，本说明书中描述的效果仅为示例，因而本技术的效果并不限定于本说明书中描述的效果。因此，关于本技术也可以获得其它效果。

Claims (7)

1.一种固体电池，具备：
正极端子；
负极端子，与所述正极端子分开；
正极层，以与所述正极端子邻接而与所述负极端子分开的方式配置于所述正极端子与所述负极端子之间；
负极层，以与所述正极端子分开而与所述负极端子邻接的方式配置于所述正极端子与所述负极端子之间，所述负极层与所述正极层相对；
第一固体电解质层，以与所述正极端子邻接且与所述负极端子邻接的方式配置于所述正极层与所述负极层之间，所述第一固体电解质层包含第一固体电解质；以及
第二固体电解质层，配置于所述正极层与所述负极端子之间以及所述负极层与所述正极端子之间中的至少一方，所述第二固体电解质层包含第二固体电解质，并且，具有比所述第一固体电解质层的离子传导率低的离子传导率，所述第二固体电解质具有低于所述第一固体电解质的结晶温度的玻璃化转变温度，且具有所述第一固体电解质的玻璃化转变温度以上的结晶温度。
2.根据权利要求1所述的固体电池，其中，
所述第二固体电解质层分别配置于所述正极层与所述负极端子之间以及所述负极层与所述正极端子之间。
3.根据权利要求1或2所述的固体电池，其中，
所述第二固体电解质具有比所述第一固体电解质的离子传导率低的离子传导率。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的固体电池，其中，
所述第二固体电解质层还包含绝缘性材料。
5.根据权利要求4所述的固体电池，其中，
绝缘性材料包含氧化铝(Al2O3)、氮化硼(BN)、二氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)、氧化锆(ZrO2)、氮化铝(AlN)、碳化硅(SiC)及钛酸钡(BaTiO3)中的至少一种。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的固体电池，其中，
所述正极层包括：
正极集电层，与所述正极端子邻接；以及
正极活性物质层，以与所述正极端子分开且隔着所述第一固体电解质层与所述负极层相对的方式配置于所述正极集电层之上，
靠近所述正极端子一侧的所述正极活性物质层的端部与靠近所述正极端子一侧的所述负极层的端部相比位于离所述正极端子更远的一侧。
7.根据权利要求6所述的固体电池，其中，
所述固体电池还具备第三固体电解质层，所述第三固体电解质层配置于所述正极活性物质层与所述正极端子之间，所述第三固体电解质层包含第三固体电解质，并且，具有比所述第一固体电解质层的离子传导率低的离子传导率，所述第三固体电解质具有低于所述第一固体电解质的结晶温度的玻璃化转变温度，且具有所述第一固体电解质的玻璃化转变温度以上的结晶温度。
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