CN112582663A - 全固体电池和电池组件 - Google Patents

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佐藤宇人
富泽祥江
川村知荣
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Abstract

本发明提供全固体电池和电池组件。本发明能够使多个全固体电池的配置的自由度提高。全固体电池的特征在于，包括：层叠体，其由多个第1电极和多个第2电极隔着固体电解质层交替地层叠多层而成，且具有彼此相邻的第1侧面和第2侧面；所述第1电极的第1引出部，其露出在所述第1侧面；所述第2电极的第2引出部，其露出在所述第2侧面；第1外部电极，其在所述第1侧面与所述第1引出部连接；和第2外部电极，其在所述第2侧面与所述第2引出部连接。

Description

全固体电池和电池组件
技术领域
本发明涉及全固体电池和电池组件。
背景技术
近年来，二次电池在各种领域被使用。使用电解液的二次电池存在电解液的漏液等问题。因此，进行了电池的各材料由固体构成的全固体电池的开发。
全固体电池具有由电极与固体电解质层交替地形成多层而成的层叠体，在该层叠体的相对的2个侧面中的各个侧面设置有正的外部电极和负的外部电极(例如专利文献1)。提出了在将多个这样的全固体电池搭载在配线基板上的情况下，经由配线基板的配线层将这些全固体电池电连接的方法(例如专利文献2、3)。
但是，在这样利用配线基板的配线层将各全固体电池电连接的方法中，难以在配线基板的空的空间中高密度地配置全固体电池，对全固体电池的配置的自由度产生了限制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-80812号公报
专利文献2：日本特开2015-26555号公报
专利文献3：日本特开2015-220110号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明是鉴于上述技术问题而做出的，其目的在于使多个全固体电池的配置的自由度提高。
用于解决技术问题的手段
本发明的全固体电池的特征在于，包括：层叠体，其由多个第1电极和多个第2电极隔着固体电解质层交替地层叠多层而成，且具有彼此相邻的第1侧面和第2侧面；所述第1电极的第1引出部，其露出在所述第1侧面；所述第2电极的第2引出部，其露出在所述第2侧面；第1外部电极，其在所述第1侧面与所述第1引出部连接；和第2外部电极，其在所述第2侧面与所述第2引出部连接。
在上述全固体电池中，可以是，还包括：所述层叠体的第3侧面，其与所述第1侧面相邻并且与所述第2侧面相对；所述层叠体的第4侧面，其与所述第2侧面相邻并且与所述第1侧面相对；所述第1电极的第3引出部，其露出在所述第3侧面；和所述第2电极的第4引出部，其露出在所述第4侧面，所述第1外部电极在所述第3侧面与所述第3引出部连接，所述第2外部电极在所述第4侧面与所述第4引出部连接。
在上述全固体电池中，可以是，还包括：所述层叠体的第3侧面，其与所述第1侧面相邻并且与所述第2侧面相对；所述层叠体的第4侧面，其与所述第2侧面相邻并且与所述第1侧面相对；所述第1电极的第3引出部，其露出在所述第3侧面；所述第2电极的第4引出部，其露出在所述第4侧面；第3外部电极，其在所述第3侧面与所述第3引出部连接；和第4外部电极，其在所述第4侧面与所述第4引出部连接。
本发明的电池组件的特征在于，包括多个全固体电池，该全固体电池具有：层叠体，其由多个第1电极和多个第2电极隔着固体电解质层交替地层叠多层而成，且具有彼此相邻的第1侧面和第2侧面；所述第1电极的第1引出部，其露出在所述第1侧面；所述第2电极的第2引出部，其露出在所述第2侧面；第1外部电极，其在所述第1侧面与所述第1引出部连接；和第2外部电极，其在所述第2侧面与所述第2引出部连接，多个所述全固体电池中的第1全固体电池的所述第1外部电极与多个所述全固体电池中的第2全固体电池的所述第2外部电极电连接。
在上述电池组件中，可以是，所述第1全固体电池和所述第2全固体电池配置在一个平面内。
在上述电池组件中，可以是，多个所述全固体电池中的各个所述全固体电池还具有：所述层叠体的第3侧面，其与所述第1侧面相邻并且与所述第2侧面相对；所述层叠体的第4侧面，其与所述第2侧面相邻并且与所述第1侧面相对；所述第1电极的第3引出部，其露出在所述第3侧面；所述第2电极的第4引出部，其露出在所述第4侧面；第3外部电极，其在所述第3侧面与所述第3引出部连接；和第4外部电极，其在所述第4侧面与所述第4引出部连接，所述第1全固体电池的所述第2外部电极与所述第2全固体电池的所述第3外部电极连接。
在上述电池组件中，可以是，多个所述全固体电池中的第3全固体电池和第4全固体电池配置在所述平面内，并且，所述第3全固体电池的所述第4外部电极与所述第1全固体电池的所述第4外部电极连接，所述第4全固体电池的所述第4外部电极与所述第2全固体电池的所述第4外部电极连接，所述第3全固体电池的所述第3外部电极与所述第4全固体电池的所述第2外部电极连接。
在上述电池组件中，可以是，所述第1全固体电池和所述第2全固体电池层叠。
在上述电池组件中，可以是，在所述第1全固体电池与所述第2全固体电池之间设置有第3全固体电池，所述第3全固体电池的一个电极与所述第1全固体电池的所述第1外部电极连接，所述第3全固体电池的另一个电极与所述第2全固体电池的所述第2外部电极连接。
发明效果
采用本发明，能够使多个全固体电池的配置的自由度提高。
附图说明
图1是表示第1实施方式的全固体电池的基本结构的示意性截面图。
图2是第1实施方式的全固体电池的外观图。
图3是第1实施方式的全固体电池的分解立体图。
图4A是第1实施方式中将第1电极与第2电极层叠而形成层叠体时的立体图，图4B是第1实施方式的全固体电池的俯视图。
图5A是第1实施方式的电池组件的俯视图，图5B是第1实施方式的另一个例子的电池组件的俯视图。
图6是比较例的全固体电池的分解立体图。
图7是比较例中将第1电极与第2电极层叠而形成层叠体时的立体图。
图8是第2实施方式的全固体电池的分解立体图。
图9A是第2实施方式中将第1电极与第2电极层叠而形成层叠体时的立体图，图9B是第2实施方式的层叠体和各外部电极的俯视图。
图10是第2实施方式的电池组件的俯视图。
图11A是第2实施方式的另一个例子的电池组件的俯视图，图11B是第2实施方式的又一个例子的电池组件的俯视图。
图12A是第2实施方式的另一个例子的全固体电池的立体图，图12B是第2实施方式的另一个例子的全固体电池的俯视图。
图13是第3实施方式的第1全固体电池的分解立体图。
图14是将图13中的第1电极与第2电极层叠而形成层叠体时的立体图。
图15是第3实施方式的第2全固体电池的分解立体图。
图16是将图15中的第1电极与第2电极层叠而形成层叠体时的立体图。
图17是第3实施方式的第3全固体电池的分解立体图。
图18是将图17中的第1电极与第2电极层叠而形成层叠体时的立体图。
图19是表示第3实施方式的电子组件的制造方法的立体图(之一)。
图20是表示第3实施方式的电子组件的制造方法的立体图(之二)。
图21是表示第3实施方式的电子组件的制造方法的立体图(之三)。
图22是表示第3实施方式的电池组件的使用方法的一个例子的立体图。
图23是例示各实施方式的全固体电池的制造方法的流程的图。
附图标记说明
10……第1电极，10a……第1引出部，10b……第3引出部，11……第1电极层，12……第1集电体层，20……第2电极，20a……第2引出部，20b……第4引出部，21……第2电极层，22……第2集电体层，30……固体电解质层，40a～40d……第1～第4外部电极，60……层叠体，60a～60d……第1～第4侧面，60x、60y……侧面，70……配线基板，71、72……端子，100……全固体电池，101～103……第1～第3全固体电池，111～114……第1～第4全固体电池，115、300……全固体电池，121～123……第1～第3全固体电池，200、201、210、220、230……电池组件。
具体实施方式
下面，参照附图对实施方式进行说明。
(第1实施方式)
图1是表示第1实施方式的全固体电池100的基本结构的示意性截面图。如图1中例示的那样，全固体电池100具有：层叠体60；和设置在该层叠体60的侧面的第1外部电极40a和第2外部电极40b。层叠体60具有由多个第1电极10和多个第2电极20隔着固体电解质层30交替地层叠多层而成的结构。在下面的说明中，将层叠体60的外表面中的、与各电极10、20和固体电解质层30的层叠方向平行的外表面称为侧面。
第1电极10具有：第1集电体层12；和设置在该第1集电体层12的两个主面上的导电性的第1电极层11。第2电极20具有：第2集电体层22；和设置在该第2集电体层22的两个主面上的导电性的第2电极层21。在本实施方式中，作为一个例子，将第1电极10作为正极使用，将第2电极20作为负极使用。
此外，也可以是省略第1集电体层12仅由第1电极层11构成第1电极10。同样地，也可以是省略第2集电体层22仅由第2电极层21构成第2电极20。
第1电极10和第2电极20的厚度没有特别限定。例如，第1电极层11的厚度为1μm～100μm左右，第1集电体层12的厚度为1μm～20μm左右。第2电极层21的厚度为1μm～100μm左右，第2集电体层22的厚度为1μm～20μm左右。
第1电极层11和第2电极层21中的至少作为正极使用的第1电极层11含有具有橄榄石型晶体结构的物质作为电极活性物质。优选第2电极层21也含有该电极活性物质。作为这样的电极活性物质，可以列举含有过渡金属和锂的磷酸盐。橄榄石型晶体结构是天然的橄榄石(olivine)具有的晶体，能够在X射线衍射中判别。
作为具有橄榄石型晶体结构的电极活性物质的典型例子，可以使用含有Co的LiCoPO4等。也可以使用在该化学式中过渡金属的Co被置换了的磷酸盐等。在此，Li和PO4的比率可以与价数相应地改变。此外，作为过渡金属，优选使用Co、Mn、Fe、Ni等。
具有橄榄石型晶体结构的电极活性物质，在作为正极发挥作用的第1电极层11中作为正极活性物质发挥作用。例如，在仅第1电极层11中含有具有橄榄石型晶体结构的电极活性物质的情况下，该电极活性物质作为正极活性物质发挥作用。在第2电极层21中也含有具有橄榄石型晶体结构的电极活性物质的情况下，在作为负极发挥作用的第2电极层21中，虽然其作用机理没有完全明确，但是能够发挥放电容量增大以及伴随放电的工作电位上升的效果，可推测这些效果是由于与负极活性物质形成部分的固溶状态而产生的。
可以使第2电极层21还含有负极活性物质。作为这样的负极活性物质，例如有钛氧化物、锂钛复合氧化物、锂钛复合磷酸盐、碳、磷酸钒锂等。
在第1电极层11和第2电极层21的制作中，除了这些活性物质以外，还添加有氧化物类固体电解质材料、导电性材料(导电助剂)等。在本实施方式中，通过使这些材料与粘合剂和增塑剂一起均匀地分散在水或者有机溶剂中，能够获得电极层用膏。在本实施方式中，作为导电助剂，含有碳材料。作为导电助剂，可以还含有金属。作为导电助剂的金属，可以列举Pd、Ni、Cu、Fe或含有它们的合金等。
固体电解质层30只要是氧化物类固体电解质就没有特别限定，例如可以使用具有NASICON构造的磷酸盐类固体电解质。具有NASICON构造的磷酸盐类固体电解质，具有高导电率，并且具有在大气中稳定的性质。磷酸盐类固体电解质例如是含有锂的磷酸盐。该磷酸盐没有特别限定，例如，可以列举与Ti的复合磷酸锂盐(例如，LiTi2(PO4)3)等。或者，也可以是将Ti的一部分或者全部置换为Ge、Sn、Hf、Zr等4价的过渡金属。另外，也可以是为了使Li的含量增加，而将Ti的一部分置换为Al、Ga、In、Y、La等3价的过渡金属。更具体而言，例如，可以列举Li1+xAlxGe2-x(PO4)3、Li1+xAlxZr2-x(PO4)3、Li1+xAlxTi2-x(PO4)3等。例如，优选预先添加了过渡金属的Li-Al-Ge-PO4类材料，该过渡金属是与第1电极层11和第2电极层21中的至少任一者含有的具有橄榄石型晶体结构的磷酸盐所含的过渡金属相同的过渡金属。例如，在第1电极层11和第2电极层21中包含含有Co和Li中的至少任一者的磷酸盐的情况下，优选在固体电解质层30中含有预先添加了Co的Li-Al-Ge-PO4类材料。在该情况下，能够获得抑制电极活性物质含有的过渡金属溶出到电解质中的效果。在第1电极层11和第2电极层21包含含有Co以外的过渡元素和Li的磷酸盐的情况下，优选在固体电解质层30中含有预先添加了该过渡金属的Li-Al-Ge-PO4类材料。
固体电解质层30的厚度没有特别限定，在此，设其厚度为1μm～100μm左右。
图2是全固体电池100的外观图。上述的图1对应于沿着图2的I-I线的截面图。如图2所示，层叠体60在俯视时为大致矩形，具有彼此相邻的第1侧面60a和第2侧面60b。在该第1侧面60a上设置有第1外部电极40a，在第2侧面60b上设置有第2外部电极40b。
图3是全固体电池100的分解立体图。在图3中省略了固体电解质层30。关于这一点，在后述的图4A、图4B中也是同样的。如图3所示，多个第1电极10各自具有向第1侧面60a突出的第1引出部10a。并且，多个第2电极20各自具有向第2侧面60b突出的第2引出部20a。
图4A是将各电极10、20层叠形成层叠体60时的立体图。如图4A所示，第1电极10的第1引出部10a露出在层叠体60的第1侧面60a，第1外部电极40a在该第1侧面60a与第1引出部10a连接。
而且，第2电极20的第2引出部20a露出在层叠体60的第2侧面60b，第2外部电极40b在第2侧面60b与第2引出部20a连接。
图4B是全固体电池100的俯视图。如图4B所示，通过层叠体60的中心C和第1外部电极40a的虚拟直线L1，与通过中心C和第2外部电极40b的虚拟直线L2以大约90度的角度交叉。
下面，对包括这样的全固体电池100的电池组件进行说明。
图5A是本实施方式的电池组件的俯视图。如图5A所示，该电池组件200包括：配线基板70；和配置在配线基板70的上表面的第1全固体电池101和第2全固体电池102。第1全固体电池101和第2全固体电池102均具有与上述的全固体电池100相同的结构，在俯视时排成一列。
另外，在该例子中，第1全固体电池101的第1外部电极40a与第2全固体电池102的第2外部电极40b连接。从而，成为第1全固体电池101与第2全固体电池102串联连接的结构，因此，能够获得仅使用它们中的一个的情况下的2倍的电动势。
图5B是本实施方式的另一个例子的电池组件的俯视图。如图5B所示，在该电池组件201中，与上述的全固体电池100相同的结构的第1～第3全固体电池101～103在配线基板70的上表面呈L字型排列。在该例子中，第1全固体电池101的第1外部电极40a与第2全固体电池102的第2外部电极40b连接，并且第2全固体电池102的第1外部电极40a与第3全固体电池103的第2外部电极40b连接。
从而，成为第1～第3全固体电池101～103串联连接的结构，因此，与图5A的例子相比，能够进一步提高电池组件201的电动势。而且，通过如上所述将第1～第3全固体电池101～103呈L字型排列，还能够有效利用配线基板70的L字型的空的空间。
如上面说明的那样，依照本实施方式的全固体电池100，如图4A所示在层叠体60的相邻的2个侧面60a、60b设置有外部电极40a、40b。从而，不仅能够以图5A那样的直线状的布局来配置全固体电池100，而且能够以图5B那样的L字型的布局来配置全固体电池100，全固体电池100的配置的自由度提高。
而且，能够通过使第1外部电极40a与第2外部电极40b接触而将相邻的全固体电池100连接，因此，能够高密度地配置各全固体电池100。
·比较例
下面，对比较例进行说明。图6是比较例的全固体电池300的分解立体图。在该比较例中，使得第1电极10的第1引出部10a与第2电极20的第2引出部20a朝向彼此相反的方向，且在俯视时将这些引出部10a、20a配置在虚拟直线Q上。
图7是在该比较例中将各电极10、20层叠形成层叠体60时的立体图。如图7所示，第1外部电极40a与第1引出部10a连接，并且第2外部电极40b与第2引出部20a连接。
在这样的全固体电池300中，各外部电极40a、40b在俯视时配置在虚拟直线Q上。因此，当想要将多个全固体电池300的各外部电极40a、40b彼此连接时，必须将这些全固体电池300排列在虚拟直线Q上。其结果是，无法实现图5B那样的L字型的布局，难以有效利用配线基板70的空的空间。
(第2实施方式)
图8是本实施方式的全固体电池110的分解立体图。在图8中，对于与在第1实施方式中已说明的构成要素相同的构成要素，标注与第1实施方式中的附图标记相同的附图标记，下面省略其说明。此外，在图8中省略了固体电解质层30。关于这一点，在后述的图9A、图9B中也是同样的。
如图8所示，在本实施方式中，在第1电极10设置有第1引出部10a和第3引出部10b。而且，在第2电极20设置有第2引出部20a和第4引出部20b。
图9A是将各电极10、20层叠形成层叠体60时的立体图。如图9A所示，层叠体60具有第1～第4侧面60a～60d。其中，第1侧面60a和第2侧面60b是相邻的2个侧面。第3侧面60c是与第1侧面60a相邻并且与第2侧面60b相对的侧面。第4侧面60d是与第2侧面60b相邻并且与第1侧面60a相对的侧面。
在本实施方式中，第1电极10的第3引出部10b露出在第3侧面60c，第3引出部10b在该第3侧面60c与第3外部电极40c连接。而且，第2电极20的第4引出部20b露出在第4侧面60d，第4引出部20b在该第4侧面60d第4外部电极40d连接。
图9B是层叠体60和各外部电极40a～40d的俯视图。如图9B所示，通过第1外部电极40a和第4外部电极40d的虚拟直线L1，与通过第2外部电极40b和第3外部电极40c的虚拟直线L2以大约90度的角度交叉。
依照这样的全固体电池110，在俯视时在四个方向包括各外部电极40a～40d，因此，能够使经由各外部电极40a～40d将多个全固体电池110连接的形态的变化增加。其结果是，能够实现如下所述的各种布局的电池组件，能够有效利用配线基板等的空的空间。
下面，对包括本实施方式的全固体电池110的电池组件进行说明。
图10是本实施方式的电池组件的俯视图。如图10所示，该电池组件210包括：配线基板70；和配置在配线基板70的上表面的第1～第3全固体电池111～113。第1～第3全固体电池111～113均具有与本实施方式的全固体电池110相同的结构，在俯视时排成一列。
在该例子中，第1全固体电池111的第2外部电极40b与第2全固体电池112的第3外部电极40c连接。第2全固体电池112的第2外部电极40b与第3全固体电池113的第3外部电极40c连接。从而，成为第1～第3全固体电池111～113串联连接的结构，因此，与仅使用它们中的一个的情况相比，能够提高电池组件210的电动势。
在图10的例子中，串联连接的全固体电池的个数为3个，但也可以是通过使其个数为2个或4个以上，来构成能够产生想要的电动势的电池组件210。
而且，也可以是如下所述构成并联连接和串联连接混合存在的电池组件。图11A是本实施方式的另一个例子的电池组件的俯视图。如图11A所示，该电池组件220包括：配线基板70；和配置在配线基板70的上表面的第1～第4全固体电池111～114。第1～第4全固体电池111～114均具有与本实施方式的全固体电池110相同的结构，在俯视时在配线基板70上配置成2行2列。
在该例子中，第1全固体电池111的第3外部电极40c与第2全固体电池112的第2外部电极40b连接，从而，第1全固体电池111与第2全固体电池112串联连接。
并且，第3全固体电池113的第1外部电极40a与第4全固体电池114的第4外部电极40d连接，从而，第3全固体电池113与第4全固体电池114串联连接。
而且，第1全固体电池111的第1外部电极40a与第3全固体电池113的第3外部电极40c连接，从而，第1全固体电池111与第3全固体电池113并联连接。同样地，第2全固体电池112的第1外部电极40a与第4全固体电池114的第3外部电极40c连接，从而，第2全固体电池112与第4全固体电池114并联连接。
依照这样的电池组件220，第1全固体电池111与第2全固体电池112串联连接，并且第3全固体电池113与第4全固体电池114串联连接。因此，能够使第1全固体电池111的第2外部电极40b与第2全固体电池112的第3外部电极40c的电位差为一个全固体电池中的各外部电极40b、40c的电位差的2倍。同样地，能够使第3全固体电池113的第4外部电极40d与第4全固体电池114的第1外部电极40a的电位差为一个全固体电池中的各电极40a、40d的电位差的2倍。而且，通过将第1全固体电池111与第3全固体电池113并联连接，并且将第2全固体电池112与第4全固体电池114并联连接，能够获得一个全固体电池的2倍的容量。
各全固体电池111～114的连接的方式并不限定于上述方式。图11B是本实施方式的又一个例子的电池组件的俯视图。如图11B所示，该电池组件220是将图11A中的第2全固体电池112与第4全固体电池114的位置调换而得到的电池组件。
在该情况下，第1全固体电池111的第3外部电极40c与第4全固体电池114的第4外部电极40d电连接，并且第4全固体电池114的第2外部电极40b与第2全固体电池112的第4外部电极40d电连接。而且，第2全固体电池112的第2外部电极40b与第3全固体电池113的第1外部电极40a电连接，并且第3全固体电池113的第3外部电极40c与第1全固体电池111的第1外部电极40a电连接。
在该情况下，作为正极侧的取出电极，能够选择第4全固体电池114的第1外部电极40a和第3外部电极40c、第2全固体电池112的第1外部电极40a和第3外部电极40c共计4个中的任一者。另外，作为负极侧的取出电极，能够选择第1全固体电池111的第2外部电极40b和第4外部电极40d、第3全固体电池113的第2外部电极40b和第4外部电极40d共计4个中的任一者。
从而，能够使取出正极和负极的部位的选择项增加，能够使与电极连接的配线的位置的自由度提高。
如上面说明的那样，依照本实施方式的全固体电池110，如图9A所示在层叠体60的4个侧面60a～60d设置有外部电极40a～40d。从而，能够以图11那样的行列状配置全固体电池110，全固体电池110的配置的自由度提高。
而且，能够通过使第1～第4外部电极40a～40d接触而使相邻的全固体电池110彼此连接，因此，能够高密度地配置各全固体电池100。
而且，在电池组件220中通过使并联连接和串联连接混合存在，能够与用途相应地调节电动势和容量。
在该例子中，使第1～第4外部电极40a～40d各自独立，但是各外部电极40a～40d的配置并不限定于此。
图12A是本实施方式的另一个例子的全固体电池115的立体图，图12B是该全固体电池115的俯视图。在图12A、图12B中，省略了固体电解质层30。
如图12A、图12B所示，在该例子中，第1外部电极40a在层叠体60的第1侧面60a与第1引出部10a连接，并且第1外部电极40a在第3侧面60c与第3引出部10b连接。而且，第2外部电极40b在层叠体60的第2侧面60b与第2引出部20a连接，并且第2外部电极40b在第4侧面60d与第4引出部20b连接。
从而，第1外部电极40a以跨第1侧面60a和第3侧面60c的方式延伸，因此，与图9A、图9B的例子相比，第1外部电极40a的面积变大，能够使第1外部电极40a的电阻降低。基于同样的理由，也能够使第2外部电极40b的电阻降低。
(第3实施方式)
在第1实施方式和第2实施方式中，多个全固体电池配置在一个平面内，但是在本实施方式中，如下所述将第1～第3全固体电池121～123层叠。
图13是本实施方式的第1全固体电池121的分解立体图。在图13中，对于与在第1实施方式和第2实施方式中已说明的构成要素相同的构成要素，标注与这些实施方式中的附图标记相同的附图标记，下面省略其说明。另外，在图13中省略了固体电解质层30。关于这一点，在后述的图14～图21中也是同样的。
如图13所示，在本实施方式中也是在第1电极10设置第1引出部10a，并且在第2电极20设置第2引出部20a。
图14是将图13中的各电极10、20层叠形成层叠体60时的立体图。如图14所示，第1电极10的第1引出部10a露出在层叠体60的第1侧面60a，第2电极20的第2引出部20a露出在层叠体60的第2侧面60b。
图15是本实施方式的第2全固体电池122的分解立体图。如图15所示，在第2全固体电池122中，使得第1电极10的第1引出部10a与第2电极20的第2引出部20a在俯视时彼此朝向相反的方向。
图16是将图15中的各电极10、20层叠形成层叠体60时的立体图。如图16所示，第1引出部10a露出在层叠体60的侧面60x，第2引出部20a露出在层叠体60的与该侧面60x相对的侧面60y。
图17是本实施方式的第3全固体电池123的分解立体图。
如图17所示，与第1全固体电池121(参照图13)同样地，在第3全固体电池123中也是在第1电极10设置第1引出部10a，并且在第2电极20设置第2引出部20a。在第1全固体电池121中，如图13所示，在俯视时，当将第1电极10顺时针旋转90度时，第1引出部10a与第2引出部20a重叠。而在第3全固体电池123中使得，在俯视时，当将第1电极10逆时针旋转90度时，第1引出部10a与第2引出部20a重叠。
图18是将图17中的各电极10、20层叠形成层叠体60时的立体图。如图18所示，第1电极10的第1引出部10a露出在层叠体60的第1侧面60a，第2电极20的第2引出部20a露出在层叠体60的第2侧面60b。
下面，对使用上述的第1～第3全固体电池121～123的电池组件的制造方法进行说明。图19～图21是表示本实施方式的电子组件的制造方法的立体图。
首先，如图19所示，进行第1～第3全固体电池121～123各自的对位。此时，进行第1全固体电池121与第2全固体电池122的对位，以使得第1全固体电池121的第1引出部10a与第2全固体电池122的第2引出部20a在俯视时重叠。
并且，进行第2全固体电池122与第3全固体电池123的对位，以使得第2全固体电池122的第1引出部10a与第3全固体电池123的第2引出部20a在俯视时重叠。
接着，如图20所示，将第1～第3全固体电池121～123依次层叠。
然后，如图21所示，在第1～第3全固体电池121～123的四个侧面分别形成第1～第4外部电极40a～40d。其中，第1外部电极40a是将第1全固体电池121的第1引出部10a与第2全固体电池122的第2引出部20a连接的电极。第2外部电极40b与第1全固体电池121的第2引出部20a(参照图19)连接。第3外部电极40c与第3全固体电池123的第1引出部10a连接。第4外部电极40d是将第2全固体电池122的第1引出部10a(参照图19)与第3全固体电池123的第2引出部20a连接的电极。
通过上述工序，本实施方式的电池组件230完成。
依照该电池组件230，第1全固体电池121与第2全固体电池122经由第1外部电极40a串联连接。而且，第2全固体电池122与第3全固体电池123经由第4外部电极40d串联连接，从而，第1～第3全固体电池121～123整体成为串联连接的结构。由这些全固体电池121～123产生的电动势经由第2外部电极40b和第3外部电极40c被取出到外部。
图22是表示该电池组件230的使用方法的一个例子的立体图。
在图22的例子中，在配线基板70的上表面竖立设置一对端子71、72，由这些端子71、72夹着电池组件230。此时，使得电池组件230的第3外部电极40c(参照图21)与端子71接触，且第2外部电极40b与端子72接触。从而，能够将电池组件230的电动势经由各端子71、72引出至配线基板70。
依照上面说明的电池组件230，将第1～第3全固体电池121～123层叠并且将它们串联连接，因此，能够获得一个全固体电池的3倍的电动势。而且，当将第1～第3全固体电池121～123层叠时，与将这些全固体电池在一个平面内排列的情况相比，电池组件230在配线基板70中所占的面积减少，能够有效利用配线基板70的狭小的空的空间。
下面，对第1实施方式的全固体电池100与第2实施方式的全固体电池110的制造方法进行说明。第3实施方式的第1～第3全固体电池121～123也能够同样地制造。
图23是例示各实施方式的全固体电池的制造方法的流程的图。
(陶瓷原料粉末制作工序)
首先，制作构成上述的固体电解质层30的磷酸盐类固体电解质的粉末。例如，可以将原料、添加物等混合，使用固相合成法等来制作构成固体电解质层30的磷酸盐类固体电解质的粉末。通过对所获得的粉末进行干式粉碎，能够将其调节为想要的平均粒径。例如，可以通过使用ZrO2球的行星式球磨机来调节为想要的平均粒径。
添加物中含有烧结助剂。作为烧结助剂，例如含有Li-B-O类化合物、Li-Si-O类化合物、Li-C-O类化合物、Li-S-O类化合物、Li-P-O类化合物等玻璃成分中的任一种或者多种玻璃成分。
(生片制作工序)
接着，使所获得的粉末与粘结材料、分散剂、增塑剂等一起均匀地分散在水性溶剂或者有机溶剂中，进行湿式粉碎，从而得到具有想要的平均粒径的固体电解质浆料。此时，可以使用珠磨机、湿式喷射磨、各种混炼机、高压均质机等，从能够同时进行粒度分布的调节和分散的观点出发，优选使用珠磨机。在所得到的固体电解质浆料中添加粘合剂得到固体电解质膏。通过涂敷所获得的固体电解质膏，能够制作生片。涂敷方法没有特别限定，可以使用狭缝涂敷方式、反转涂敷方式、凹版涂敷方式、刮条涂敷方式、刮刀涂敷方式等。湿式粉碎后的粒度分布例如可以使用利用激光衍射散射法的激光衍射测量装置来测量。
(电极层用膏制作工序)
接着，制作上述的第1电极层11和第2电极层21制作用的电极层用膏。例如，利用珠磨机等对电极活性物质和固体电解质材料进行高分散化，制作仅由陶瓷颗粒形成的陶瓷膏。另外，也可以制作碳膏，该碳膏含有以使得不会过度高分散的方式制作的碳颗粒，将陶瓷膏与碳膏充分地混合。作为碳颗粒，例如可以使用碳黑。
(集电体用膏制作工序)
接着，制作上述的第1集电体层12和第2集电体层22制作用的集电体用膏。例如，可以通过使Pd的粉末、粘合剂、分散剂、增塑剂等均匀地分散在水或者有机溶剂中，得到集电体用膏。
(层叠工序)
首先，在生片的两面印刷电极层用膏和集电体用膏。印刷的方法没有特别限定，可以使用丝网印刷法、凹版印刷法、凸版印刷法、压延辊法等。在制作薄层且高层叠的层叠器件时，可认为丝网印刷是更常用的，而在需要非常精细的电极图案或特殊形状的情况下，也有优选使用喷墨印刷的情况。
(烧制工序)
接着，对所得到的层叠体进行烧制。从抑制电极层用膏中含有的碳材料消失的观点出发，优选对烧制气氛的氧分压设置上限。具体而言，优选将烧制气氛的氧分压设为2×10-13atm以下。另一方面，从抑制磷酸盐类固体电解质熔解的观点出发，优选对烧制气氛的氧分压设置下限。具体而言，优选将烧制气氛的氧分压设为5×10-22atm以上。通过这样设定氧分压的范围，能够抑制碳材料消失和磷酸盐类固体电解质熔解。烧制气氛的氧分压的调节方法没有特别限定。
然后，在层叠体60的各侧面涂敷金属膏，进行烧结处理。从而，能够形成第1外部电极40a～第4外部电极40d。或者，也可以是利用溅射来形成第1外部电极40a～第4外部电极40d。也可以是通过对所形成的电极实施镀覆处理，来形成第1外部电极40a～第4外部电极40d。
通过上述工序，全固体电池的基本结构完成。

Claims (10)

1.一种全固体电池，其特征在于，包括：
层叠体，其由多个第1电极和多个第2电极隔着固体电解质层交替地层叠多层而成，且具有彼此相邻的第1侧面和第2侧面；
所述第1电极的第1引出部，其露出在所述第1侧面；
所述第2电极的第2引出部，其露出在所述第2侧面；
第1外部电极，其在所述第1侧面与所述第1引出部连接；和
第2外部电极，其在所述第2侧面与所述第2引出部连接。
2.如权利要求1所述的全固体电池，其特征在于，还包括：
所述层叠体的第3侧面，其与所述第1侧面相邻并且与所述第2侧面相对；
所述层叠体的第4侧面，其与所述第2侧面相邻并且与所述第1侧面相对；
所述第1电极的第3引出部，其露出在所述第3侧面；和
所述第2电极的第4引出部，其露出在所述第4侧面，
所述第1外部电极在所述第3侧面与所述第3引出部连接，
所述第2外部电极在所述第4侧面与所述第4引出部连接。
3.如权利要求1所述的全固体电池，其特征在于，还包括：
所述层叠体的第3侧面，其与所述第1侧面相邻并且与所述第2侧面相对；
所述层叠体的第4侧面，其与所述第2侧面相邻并且与所述第1侧面相对；
所述第1电极的第3引出部，其露出在所述第3侧面；
所述第2电极的第4引出部，其露出在所述第4侧面；
第3外部电极，其在所述第3侧面与所述第3引出部连接；和
第4外部电极，其在所述第4侧面与所述第4引出部连接。
4.一种电池组件，其特征在于：
包括多个全固体电池，该全固体电池具有：
层叠体，其由多个第1电极和多个第2电极隔着固体电解质层交替地层叠多层而成，且具有彼此相邻的第1侧面和第2侧面；
所述第1电极的第1引出部，其露出在所述第1侧面；
所述第2电极的第2引出部，其露出在所述第2侧面；
第1外部电极，其在所述第1侧面与所述第1引出部连接；和
第2外部电极，其在所述第2侧面与所述第2引出部连接，
多个所述全固体电池中的第1全固体电池的所述第1外部电极与多个所述全固体电池中的第2全固体电池的所述第2外部电极电连接。
5.如权利要求4所述的电池组件，其特征在于：
所述第1全固体电池和所述第2全固体电池配置在一个平面内。
6.如权利要求5所述的电池组件，其特征在于：
多个所述全固体电池中的各个所述全固体电池还具有：
所述层叠体的第3侧面，其与所述第1侧面相邻并且与所述第2侧面相对；
所述层叠体的第4侧面，其与所述第2侧面相邻并且与所述第1侧面相对；
所述第1电极的第3引出部，其露出在所述第3侧面；
所述第2电极的第4引出部，其露出在所述第4侧面；
第3外部电极，其在所述第3侧面与所述第3引出部连接；和
第4外部电极，其在所述第4侧面与所述第4引出部连接，
所述第1全固体电池的所述第3外部电极与所述第2全固体电池的所述第2外部电极连接。
7.如权利要求6所述的电池组件，其特征在于：
多个所述全固体电池中的第3全固体电池和第4全固体电池配置在所述平面内，并且，
所述第3全固体电池的所述第3外部电极与所述第1全固体电池的所述第1外部电极连接，
所述第4全固体电池的所述第3外部电极与所述第2全固体电池的所述第1外部电极连接，
所述第3全固体电池的所述第1外部电极与所述第4全固体电池的所述第4外部电极连接。
8.如权利要求4所述的电池组件，其特征在于：
所述第1全固体电池和所述第2全固体电池层叠。
9.如权利要求8所述的电池组件，其特征在于：
在所述第1全固体电池与所述第2全固体电池之间设置有第3全固体电池，
所述第3全固体电池的一个电极与所述第1全固体电池的所述第1外部电极连接，所述第3全固体电池的另一个电极与所述第2全固体电池的所述第2外部电极连接。
10.一种电池组件，其特征在于：
包括第1全固体电池、第2全固体电池、第3全固体电池和第4全固体电池，
所述第1全固体电池、所述第2全固体电池、所述第3全固体电池和所述第4全固体电池各自具有：
层叠体，其由多个第1电极和多个第2电极隔着固体电解质层交替地层叠多层而成，且具有第1侧面、第2侧面、第3侧面和第4侧面，其中，所述第1侧面和所述第2侧面彼此相邻，所述第3侧面与所述第1侧面相邻并且与所述第2侧面相对，所述第4侧面与所述第2侧面相邻并且与所述第1侧面相对；
所述第1电极的第1引出部，其露出在所述第1侧面；
所述第2电极的第2引出部，其露出在所述第2侧面；
所述第1电极的第3引出部，其露出在所述第3侧面；
所述第2电极的第4引出部，其露出在所述第4侧面；
第1外部电极，其在所述第1侧面与所述第1引出部连接；
第2外部电极，其在所述第2侧面与所述第2引出部连接；
第3外部电极，其在所述第3侧面与所述第3引出部连接；和
第4外部电极，其在所述第4侧面与所述第4引出部连接，
所述第1全固体电池的所述第3外部电极与所述第4全固体电池的所述第4外部电极电连接，
所述第4全固体电池的所述第2外部电极与所述第2全固体电池的所述第4外部电极电连接，
所述第2全固体电池的所述第2外部电极与所述第3全固体电池的所述第1外部电极电连接，
所述第3全固体电池的所述第3外部电极与所述第1全固体电池的所述第1外部电极电连接。
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