CN112913065A - 电池 - Google Patents

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CN112913065A
CN112913065A CN201980070828.5A CN201980070828A CN112913065A CN 112913065 A CN112913065 A CN 112913065A CN 201980070828 A CN201980070828 A CN 201980070828A CN 112913065 A CN112913065 A CN 112913065A
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Abstract

一种电池，具备：正极端子和负极端子；正极层和负极层；与所述正极层和所述正极端子分别电连接的正极集电体；与所述负极层和所述负极端子分别电连接的负极集电体；位于所述正极集电体与所述负极集电体之间的双极集电体；位于所述正极集电体与所述负极集电体之间的固体电解质层；以及位于所述正极集电体与所述负极集电体之间，并且包围所述固体电解质层的绝缘性的密封部件，所述正极集电体与所述负极端子隔着间隙而彼此电分离，所述负极集电体与所述正极端子隔着间隙而彼此电分离，所述双极集电体与所述正极端子和所述负极端子分别隔着间隙而电分离。

Description

电池
技术领域
本公开涉及电池。
背景技术
通过将电池串联电连接能够增加电压和输出。作为这样的串联相关的技术，例如专利文献1公开了一种具有能够从层叠的多个单电池层内的集电体中取出电流的电极片的双极电池。电极片与集电体连接，并且被引出到电池的外部。专利文献2公开了一种在层叠体的端面安装有端子用集电体的全固体电池。
在先技术文献
专利文献1：日本特开2005-310402号公报
专利文献2：日本特开2013-120717号公报
发明内容
发明要解决的课题
现有技术中，需求电池的进一步小型化以及电池的可靠性提高。
用于解决课题的手段
本公开提供一种电池，其具备：
正极端子和负极端子；
正极层和负极层；
与所述正极层和所述正极端子分别电连接的正极集电体；
与所述负极层和所述负极端子分别电连接的负极集电体；
位于所述正极集电体与所述负极集电体之间的双极集电体；
位于所述正极集电体与所述负极集电体之间的固体电解质层；以及
位于所述正极集电体与所述负极集电体之间，并且包围所述固体电解质层的绝缘性的密封部件，
所述正极集电体与所述负极端子隔着间隙而彼此电分离，
所述负极集电体与所述正极端子隔着间隙而彼此电分离，
所述双极集电体与所述正极端子和所述负极端子分别隔着间隙而电分离。
发明的效果
根据本公开，能够实现适合小型化、并且具有高的可靠性的电池。
附图说明
图1是用于示意性地说明实施方式1涉及的电池的构成的剖视图和俯视图。
图2是用于示意性地说明实施方式2涉及的电池的构成的剖视图和俯视图。
图3是用于示意性地说明实施方式3涉及的电池的构成的剖视图和俯视图。
具体实施方式
(本公开涉及的一个技术方案的概要)
本公开的第1技术方案涉及的电池，具备：
正极端子和负极端子；
正极层和负极层；
与所述正极层和所述正极端子分别电连接的正极集电体；
与所述负极层和所述负极端子分别电连接的负极集电体；
位于所述正极集电体与所述负极集电体之间的双极集电体；
位于所述正极集电体与所述负极集电体之间的固体电解质层；以及
位于所述正极集电体与所述负极集电体之间，并且包围所述固体电解质层的绝缘性的密封部件，
所述正极集电体与所述负极端子隔着间隙而彼此电分离，
所述负极集电体与所述正极端子隔着间隙而彼此电分离，
所述双极集电体与所述正极端子和所述负极端子分别隔着间隙而电分离。
根据第1技术方案，不需要将用于从集电体中取出电流的布线或电极片与集电体直接连接并引出到电池的外部。因此，该电池适合小型化。由此，能够实现具有高的能量密度且大容量的电池。另外，在多个单元各自之中，正极集电体与负极端子隔着间隙而彼此电分离，负极集电体与正极端子隔着间隙而彼此电分离。另外，双极集电体与正极端子和负极端子分别隔着间隙而电分离。因此，该电池具有高的可靠性。
本公开的第2技术方案中，例如在第1技术方案涉及的电池的基础上，可以还具备：与所述正极端子连接，并且与所述负极集电体和所述双极集电体分别隔着间隙而电分离的第1锚固部；以及与所述负极端子连接，并且与所述正极集电体和所述双极集电体分别隔着间隙而电分离的第2锚固部。根据第2技术方案，电池具有锚固部。通过锚固部，即使在对电池施加了应力、冷热等外部压力的情况下，正极端子和负极端子也难以从电池脱落。因此，通过锚固部，能够降低电池内的连接不良的可能性，能够提高电池的可靠性。
本公开的第3技术方案中，例如在第2技术方案涉及的电池的基础上，所述第1锚固部的一部分可以被埋入所述正极端子中，或者，所述第2锚固部的一部分可以被埋入所述负极端子中。根据第3技术方案，能够提高正极集电体和负极集电体与正极端子和负极端子的连接的可靠性。
本公开的第4技术方案中，例如在第3技术方案涉及的电池的基础上，所述第1锚固部的从所述第1锚固部的端部起到1μm以上的距离为止的部分可以被埋入所述正极端子中，或者，所述第2锚固部的从所述第2锚固部的端部起到1μm以上的距离为止的部分可以被埋入所述负极端子中。根据第4技术方案，能够进一步提高正极集电体和负极集电体与正极端子和负极端子的连接的可靠性。
本公开的第5技术方案中，例如在第1～第4技术方案中任一方案涉及的电池的基础上，所述正极端子可以被覆所述正极集电体的主面，或者，所述负极端子可以被覆所述负极集电体的主面。根据第5技术方案，能够提高电池的部件彼此的接合强度。
本公开的第6技术方案中，例如在第1～第5技术方案中任一方案涉及的电池的基础上，所述正极集电体的一部分可以被埋入所述正极端子中，或者，所述负极集电体的一部分可以被埋入所述负极端子中。根据第6技术方案，能够提高正极集电体和负极集电体与正极端子和负极端子的连接的可靠性。
本公开的第7技术方案中，例如在第6技术方案涉及的电池的基础上，所述正极集电体的从所述正极集电体的端部起到1μm以上的距离为止的部分可以被埋入所述正极端子中，或者，所述负极集电体的从所述负极集电体的端部起到1μm以上的距离为止的部分可以被埋入所述负极端子中。根据第7技术方案，能够进一步提高正极集电体和负极集电体与正极端子和负极端子的连接的可靠性。
本公开的第8技术方案中，例如在第1～第7技术方案中任一方案涉及的电池的基础上，所述正极集电体可以经由第1合金与所述正极端子电连接，或者，所述负极集电体可以经由第2合金与所述负极端子电连接。根据第8技术方案，能够提高正极集电体和负极集电体与正极端子和负极端子的连接的可靠性。
以下，参照附图对实施方式进行具体说明。
再者，以下说明的实施方式都表示概括的或具体的例子。以下的实施方式中示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置和连接方式等只是一例，其主旨并不限定本公开。另外，关于以下的实施方式中的构成要素之中未记载于表示最上位概念的独立权利要求的构成要素，作为任意的构成要素进行说明。
另外，各图并不一定严格地进行图示。各图中，对实质相同的结构附带相同标记，并省略或简化重复的说明。
(实施方式1)
[层叠电池的概要]
首先，对本实施方式涉及的电池进行说明。
图1是用于说明本实施方式1涉及的电池100的构成的概略图。本实施方式中，电池100是层叠电池。因此，在本说明书中有时会将“电池100”称为“层叠电池100”。图1(a)是本实施方式涉及的电池100的剖视图。图1(b)是电池100的俯视图。
如图1(a)所示，电池100具备多个单元30、正极端子17和负极端子18。在本说明书中有时会将“单元”称为“固体电池单元”。多个单元30串联电连接。如图1(b)所示，多个单元30分别例如在俯视下具有矩形的形状。多个单元30分别具有两组彼此相对的一对端面。在电池100中，多个单元30层叠。本实施方式中，第1方向x是从特定的单元30的一对端面中的一方朝向另一方的方向。第2方向y是从特定的单元30的另一对端面中的一方朝向另一方的方向，是与第1方向x正交的方向。第3方向z是多个单元30的层叠方向，是与第1方向x和第2方向y分别正交的方向。
对于多个单元30的数量没有特别限定，可以为2以上且100以下，也可以为2以上且10以下。多个单元30的数量根据情况也可以为20以上且100以下。本实施方式中，电池100具备多个单元30a、30b、30c和30d。多个单元30a、30b、30c和30d以该顺序层叠。
正极端子17和负极端子18分别与多个单元30的层叠体电连接。正极端子17和负极端子18各自的形状例如为板状。正极端子17和负极端子18彼此相对。正极端子17和负极端子18在第1方向x上排列。多个单元30位于正极端子17与负极端子18之间。正极端子17和负极端子18各自的表面例如没有由绝缘层被覆。在本说明书中有时会将正极端子17和负极端子18简称为“端子”。
电池100中，作为构成多个单元30的部件，具备正极集电体11、正极层12、负极集电体13、负极层14、固体电解质层15和双极集电体16。在本说明书中“双极集电体”是指具有作为正极集电体的功能和作为负极集电体的功能这两者的集电体。在本说明书中有时会将正极集电体11、负极集电体13和双极集电体16简称为“集电体”。
正极集电体11例如位于电池100的上端。正极集电体11构成电池100的上表面的一部分。正极集电体11例如具有板状的形状。正极集电体11与正极层12和正极端子17分别电连接。正极集电体11可以与正极层12和正极端子17分别直接接触。例如，正极集电体11的主面可以与正极层12直接接触。“主面”是指正极集电体11的面积最大的面。正极集电体11的端面可以与正极端子17直接接触。正极集电体11与负极端子18隔着间隙而彼此电分离。对于正极集电体11与负极端子18的最短距离没有特别限定，可以为1μm以上且100μm以下，也可以为1μm以上且10μm以下。正极集电体11与负极端子18的最短距离根据情况也可以为20μm以上且100μm以下。本实施方式中，多个单元30之中位于最外侧的单元30a具有正极集电体11。在本说明书中有时会将单元30的端面的附近称为单元30的“端部区域”。正极集电体11与负极端子18例如在单元30a的端部区域中隔着间隙而彼此电分离。
负极集电体13例如位于电池100的下端。负极集电体13构成电池100的下表面的一部分。负极集电体13例如具有板状的形状。负极集电体13与负极层14和负极端子18分别电连接。负极集电体13可以与负极层14和负极端子18分别直接接触。例如，负极集电体13的主面可以与负极层14直接接触。负极集电体13的端面可以与负极端子18直接接触。负极集电体13与正极端子17隔着间隙而彼此电分离。对于负极集电体13与正极端子17的最短距离没有特别限定，可以为1μm以上且100μm以下，也可以为1μm以上且10μm以下。负极集电体13与正极端子17的最短距离根据情况也可以为20μm以上且100μm以下。本实施方式中，多个单元30之中位于最外侧的单元30d具有负极集电体13。负极集电体13与正极端子17例如在单元30d的端部区域中隔着间隙而彼此电分离。
正极集电体11与负极集电体13彼此相对。正极集电体11和负极集电体13在第3方向z上排列。负极集电体13的位置例如与正极集电体11的位置在第1方向x上错开。在俯视时，负极集电体13与正极端子17的间隙例如不和正极集电体11与负极端子18的间隙重叠。
双极集电体16位于正极集电体11与负极集电体13之间。双极集电体16例如具有板状的形状。双极集电体16例如与正极层12和负极层14分别电连接。由此，双极集电体16具有作为正极集电体的功能和作为负极集电体的功能这两者。双极集电体16可以与正极层12和负极层14分别直接接触。例如，双极集电体16的第1主面可以与正极层12直接接触。双极集电体16的第2主面可以与负极层14直接接触。在双极集电体16中，第1主面和第2主面彼此相对。双极集电体16与正极端子17和负极端子18分别隔着间隙而电分离。对于双极集电体16与正极端子17和负极端子18的最短距离没有特别限定，可以为1μm以上且100μm以下，也可以为1μm以上且10μm以下。双极集电体16与正极端子17和负极端子18的最短距离根据情况也可以为20μm以上且100μm以下。双极集电体16例如在单元30的端部区域中，与正极端子17和负极端子18分别隔着间隙而电分离。
电池100可以具备多个双极集电体16。对于双极集电体16的数量没有特别限定，可以为1以上且99以下，也可以为1以上且9以下。双极集电体16的数量根据情况也可以为19以上且99以下。本实施方式中，电池100具备多个双极集电体16a、16b和16c。双极集电体16a、16b和16c在第3方向z的相反方向上以该顺序排列。双极集电体16a被单元30a和30b共用。双极集电体16b被单元30b和30c共用。双极集电体16c被单元30c和30d共用。双极集电体16a、16b和16c分别在单元30a、30b和30c中作为负极集电体发挥作用。双极集电体16a、16b和16c分别在单元30b、30c和30d中作为正极集电体发挥作用。
正极层12例如在俯视下具有矩形的形状。正极层12配置在正极集电体11或双极集电体16上。正极层12例如部分地被覆正极集电体11的主面或双极集电体16的主面。正极层12可以被覆正极集电体11的主面的包含重心的区域或双极集电体16的主面的包含重心的区域。正极层12例如不形成在单元30的端部区域。本实施方式中，单元30a、30b、30c和30d分别具有正极层12a、12b、12c和12d。正极层12a配置在正极集电体11上。正极层12b、12c和12d分别配置在双极集电体16a、16b和16c上。
负极层14例如在俯视下具有矩形的形状。负极层14配置在负极集电体13或双极集电体16上。负极层14例如部分地被覆负极集电体13的主面或双极集电体16的主面。负极层14可以被覆负极集电体13的主面的包含重心的区域或双极集电体16的主面的包含重心的区域。负极层14例如不形成在单元30的端部区域。本实施方式中，单元30a、30b、30c和30d分别具有负极层14a、14b、14c和14d。负极层14a、14b和14c分别配置在双极集电体16a、16b和16c上。负极层14d配置在负极集电体13上。
固体电解质层15例如在俯视下具有矩形的形状。固体电解质层15位于正极集电体11与负极集电体13之间。电池100例如具有多个固体电解质层15。多个固体电解质层15的数量例如与多个单元30的数量相同。本实施方式中，单元30a、30b、30c和30d分别具有固体电解质层15a、15b、15c和15d。固体电解质层15a、15b、15c和15d与双极集电体16a、16b和16c在第3方向z上交替排列。固体电解质层15a位于正极层12a与负极层14a之间。固体电解质层15b位于正极层12b与负极层14b之间。固体电解质层15c位于正极层12c与负极层14c之间。固体电解质层15d位于正极层12d与负极层14d之间。固体电解质层15a、15b、15c和15d可以分别与正极层12a、12b、12c和12d接触。固体电解质层15a、15b、15c和15d可以分别与负极层14a、14b、14c和14d接触。
电池100可以还具有绝缘性的密封部件21。密封部件21位于正极集电体11与负极集电体13之间。密封部件21包围固体电解质层15。即、密封部件21在俯视下位于比固体电解质层15靠外侧。密封部件21可以与固体电解质层15接触。详细而言，密封部件21可以与固体电解质层15的侧面整体接触。密封部件21可以与正极端子17和负极端子18分别接触。
电池100例如具有多个密封部件21。多个密封部件21的数量例如与多个单元30的数量相同。本实施方式中，单元30a、30b、30c和30d分别具有密封部件21a、21b、21c和21d。在双极集电体16a与正极端子17的间隙以及双极集电体16a与负极端子18的间隙中，密封部件21a可以与密封部件21b接触。在双极集电体16b与正极端子17的间隙以及双极集电体16b与负极端子18的间隙中，密封部件21b可以与密封部件21c接触。在双极集电体16c与正极端子17的间隙以及双极集电体16c与负极端子18的间隙中，密封部件21c可以与密封部件21d接触。
密封部件21a可以与正极集电体11和双极集电体16a分别接触。双极集电体16a的一部分可以被埋入密封部件21a中。密封部件21b可以与双极集电体16a和16b分别接触。双极集电体16a的一部分和双极集电体16b的一部分可以被埋入密封部件21b中。密封部件21c可以与双极集电体16b和16c分别接触。双极集电体16b的一部分和双极集电体16c的一部分可以被埋入密封部件21c中。密封部件21d可以与负极集电体13和双极集电体16c分别接触。双极集电体16c的一部分可以被埋入密封部件21d中。
根据以上结构，能够抑制集电体11、13和16之中相邻的集电体彼此接触发生短路。能够抑制正极集电体11与负极端子18接触发生短路。能够抑制负极集电体13与正极端子17接触发生短路。能够抑制双极集电体16与正极端子17或负极端子18接触发生短路。通过密封部件21，能够将容易由于水等而劣化的固体电解质层15与外部环境隔断。由此，能够提高具有高能量密度和高可靠性、并具有高电压和高输出的层叠电池100的耐环境性。
电池100例如还具备第1锚固部19和第2锚固部20。在本说明书中有时会将第1锚固部19和第2锚固部20简称为“锚固部”。
第1锚固部19与正极端子17连接，并且与负极集电体13和双极集电体16分别隔着间隙而电分离。第1锚固部19可以与正极端子17直接接触。电池100例如具有多个第1锚固部19。多个第1锚固部19的数量例如与多个单元30的数量相同。本实施方式中，电池100具有第1锚固部19a、19b、19c和19d。第1锚固部19a被单元30a和30b共用。第1锚固部19b被单元30b和30c共用。第1锚固部19c被单元30c和30d共用。第1锚固部19d包含于单元30d中。第1锚固部19a、19b和19c可以分别与双极集电体16a、16b和16c在第1方向x上排列。对于第1锚固部19a与双极集电体16a的最短距离、第1锚固部19b与双极集电体16b的最短距离、以及第1锚固部19c与双极集电体16c的最短距离分别没有特别限定，可以为1μm以上且20μm以下，也可以为1μm以上且5μm以下。这些最短距离根据情况也可以为10μm以上且20μm以下。第1锚固部19d可以与负极集电体13在第1方向x上排列。对于第1锚固部19d与负极集电体13的最短距离没有特别限定，可以为1μm以上且20μm以下，也可以为1μm以上且5μm以下。第1锚固部19d与负极集电体13的最短距离根据情况也可以为10μm以上且20μm以下。第1锚固部19a、19b、19c和19d分别可以与密封部件21a、21b、21c和21d接触，可以被埋入密封部件21a、21b、21c和21d中。
第2锚固部20与负极端子18连接，并且与正极集电体11和双极集电体16分别隔着间隙而电分离。第2锚固部20可以与负极端子18直接接触。电池100例如具有多个第2锚固部20。多个第2锚固部20的数量例如与多个单元30的数量相同。本实施方式中，电池100具有第2锚固部20a、20b、20c和20d。第2锚固部20a包含于单元30a中。第2锚固部20b被单元30a和30b共用。第2锚固部20c被单元30b和30c共用。第2锚固部20d被单元30c和30d共用。第2锚固部20a可以与正极集电体11在第1方向x上排列。对于第2锚固部20a与正极集电体11的最短距离没有特别限定，可以为1μm以上且20μm以下，也可以为1μm以上且5μm以下。第2锚固部20a与正极集电体11的最短距离根据情况也可以为10μm以上且20μm以下。第2锚固部20b、20c和20d可以分别与双极集电体16a、16b和16c在第1方向x上排列。对于第2锚固部20b与双极集电体16a的最短距离、第2锚固部20c与双极集电体16b的最短距离、以及第2锚固部20d与双极集电体16c的最短距离分别没有特别限定，可以为1μm以上且20μm以下，也可以为1μm以上且5μm以下。这些最短距离根据情况也可以为10μm以上且20μm以下。第2锚固部20a、20b、20c和20d分别可以与密封部件21a、21b、21c和21d接触，可以被埋入密封部件21a、21b、21c和21d中。
第1锚固部19和第2锚固部20基本上位于不对电池100的发电元件造成影响的区域。不对电池100的发电元件造成影响的区域，例如是指除了被正极层12和负极层14包围的区域以外的电池100的区域。第1锚固部19和第2锚固部20例如被埋入固体电解质层15的内部。
根据以上结构，正极端子17和负极端子18能够在不对单元30的电池特性和单元30的体积造成影响的状态下，将多个单元30以一体结构串联连接。由此，在层叠电池100的内部，正极端子17和负极端子18分别与正极集电体11和负极集电体13牢固接合。因此，能够增加电池100的电压和输出。即、能够实现小型形状且具有耐冲击性、能够提高针对由集电体11和13的挠曲引起的应力的可靠性、并具有高能量密度和高可靠性、具有高电压和高输出的层叠电池100。
另外，密封部件21与端子和锚固部一体化作为冲击缓冲层发挥作用。冲击缓冲层保护电池100的内部的发电元件，因此使电池100的耐冲击性能进一步提高。密封部件21可以位于发电元件的外侧。发电元件的外侧是指不对电特性造成影响的单元30的部分，例如是指被正极层12和负极层14包围的部分的外侧。但为了防止单元30中的短路、提高耐冲击性，密封部件21也可以位于发电元件的内侧。发电元件的内侧例如是指被正极层12和负极层14包围的部分的内侧。
第1锚固部19和第2锚固部20，例如在单元30中位于不对发电元件造成影响的区域。但如果是电池100的特性变化能够允许的范围，为了将单元30的外部隔断、使保护性能提高，锚固部19和20也可以位于发电元件的内侧。
在第1锚固部19和第2锚固部20中，与固体电解质层15或密封部件21接触的面，可以根据需要而实施表面粗糙化处理，可以形成凹凸，可以形成弯曲部。锚固部19和20的表面可以形成孔。此时，在锚固部19和20中，能够提高对于固体电解质层15或密封部件21的黏着(grip)性。由此，能够进一步提高电池100的耐冲击性。像这样，通过提高由第1锚固部19和第2锚固部20带来的锚固效应，能够得到具有更高可靠性的层叠电池100。第1锚固部19和第2锚固部20由于其导电性而具有高导热性。因此，通过锚固部19和20，也能够得到经由端子17和18将在层叠电池100内部产生的热向发电元件外部释放的效果。由此，能够抑制在高电压化和高输出化的电池中有时明显化的高温条件下的工作所引起的寿命的劣化。
在电池100中，正极集电体11可以经由第1合金与正极端子17电连接。第1合金例如包含正极集电体11的材料和正极端子17的材料。第1合金例如在正极集电体11与正极端子17的界面，通过正极集电体11所含的金属与正极端子17所含的金属混合而形成。在本说明书中有时会将形成有第1合金的区域称为“第1合金部”或“第1扩散层”。在正极集电体11和正极端子17经由第1扩散层而一体化的情况下，与利用锚固效应将正极集电体11和正极端子17接合的情况相比，针对热冲击和振动的电池100的电连接的可靠性提高。通过第1合金部，正极集电体11和正极端子17的连接强度提高。如果第1合金从第1合金部向周围的部件扩散，则正极集电体11和正极端子17的连接强度进一步提高。
在电池100中，负极集电体13可以经由第2合金与负极端子18电连接。第2合金例如包含负极集电体13的材料和负极端子18的材料。第2合金例如在负极集电体13与负极端子18的界面，通过负极集电体13所含的金属与负极端子18所含的金属混合而形成。在本说明书中有时会将形成有第2合金的区域称为“第2合金部”或“第2扩散层”。在负极集电体13和负极端子18经由第2扩散层而一体化的情况下，与利用锚固效应将负极集电体13和负极端子18接合的情况相比，针对热冲击和振动的电池100的电连接可靠性提高。通过第2合金部，负极集电体13和负极端子18的连接强度提高。如果第2合金从第2合金部向周围的部件扩散，则负极集电体13和负极端子18的连接强度进一步提高。
在电池100中，第1锚固部19可以经由第3合金与正极端子17连接。第3合金例如包含第1锚固部19的材料和正极端子17的材料。第3合金例如在第1锚固部19与正极端子17的界面，通过第1锚固部19所含的金属和正极端子17所含的金属混合而形成。在本说明书中有时会将形成有第3合金的区域称为“第3合金部”或“第3扩散层”。通过第3合金部，第1锚固部19和正极端子17的连接强度提高。
在电池100中，第2锚固部20可以经由第4合金与负极端子18连接。第4合金例如包含第2锚固部20的材料和负极端子18的材料。第4合金例如在第2锚固部20与负极端子18的界面，通过第2锚固部20所含的金属和负极端子18所含的金属混合而形成。在本说明书中有时会将形成有第4合金的区域称为“第4合金部”或“第4扩散层”。通过第4合金部，第2锚固部20和负极端子18的连接强度提高。
根据以上结构，通过将串联电连接的多个单元30牢固地小型一体化，能够提供具有高电压、高输出、高能量密度和高可靠性的电池100。
即、根据以上结构，能够在不将用于从集电体11和13中取出电流的布线或电极片与集电体11和13连接并引出到电池100的外部的状态下，得到一体化的串联连接的层叠电池。另外，通过锚固部19和20，能够将串联连接的多个单元30牢固地小型一体化，因此能够实现高电压、高输出、高能量密度、且具有高可靠性的电池100。
[层叠电池的具体构成]
以下，对电池100的各构成进行更具体的说明。
首先，对本发明的一个实施方式的层叠电池100的各构成进行说明。
正极层12作为包含正极活性物质的正极活性物质层发挥作用。正极层12可以包含正极活性物质作为主成分。主成分是指在正极层12中以重量比计包含最多的成分。正极活性物质是指在比负极高的电位，在其结晶构造内锂(Li)离子、镁(Mg)离子等金属离子插入或脱离，与此相伴进行氧化或还原的物质。正极活性物质的种类可以根据电池的种类适当选择，可使用公知的正极活性物质。作为正极活性物质，可举出包含锂和过渡金属元素的化合物。作为该化合物，例如可举出包含锂和过渡金属元素的氧化物、以及包含锂和过渡金属元素的磷酸化合物。作为包含锂和过渡金属元素的氧化物，例如可以使用LiNixM1-xO2(M是选自Co、Al、Mn、V、Cr、Mg、Ca、Ti、Zr、Nb、Mo和W中的至少一种元素，x满足0＜x≤1)等锂镍复合氧化物、钴酸锂(LiCoO2)、镍酸锂(LiNiO2)、锰酸锂(LiMn2O4)等层状氧化物、具有尖晶石结构的锰酸锂(LiMn2O4、Li2MnO3、LiMnO2)等。作为包含锂和过渡金属元素的磷酸化合物，可使用具有橄榄石结构的磷酸铁锂(LiFePO4)等。正极活性物质也可以使用硫(S)、硫化锂(Li2S)等硫化物。也可以使用向包含硫化物的粒子涂布或添加铌酸锂(LiNbO3)等而形成的物质作为正极活性物质。正极活性物质可以使用一种或组合两种以上使用。
如上所述，正极层12只要包含正极活性物质就没有特别限定。正极层12可以是由正极活性物质与其他添加材料的合剂构成的合剂层。作为其他添加材料，可使用无机系固体电解质等固体电解质、乙炔黑等导电助剂、聚氧乙烯、聚偏二氟乙烯等粘结用粘合剂等。在正极层12中，通过将正极活性物质与其他添加材料以预定的比例混合，能够使正极层12内的锂离子导电性提高，并且也能够使电子传导性提高。
正极层12的厚度例如为5μm以上且300μm以下。
负极层14作为包含负极活性物质等负极材料的负极活性物质层发挥作用。负极层14可以包含负极材料作为主成分。负极活性物质是指在比正极低的电位，在其结晶构造内锂(Li)离子、镁(Mg)离子等金属离子插入或脱离，与此相伴进行氧化或还原的物质。负极活性物质的种类可以根据电池的种类适当选择，可使用公知的负极活性物质。作为负极活性物质，可使用天然石墨、人造石墨、石墨碳纤维、树脂烧成碳等碳材料、应与固体电解质合剂化的合金系材料等。作为合金系材料，可使用LiAl、LiZn、Li3Bi、Li3Cd、Li3Sb、Li4Si、Li4.4Pb、Li4.4Sn、Li0.17C、LiC6等锂合金、钛酸锂(Li4Ti5O12)等的锂与过渡金属元素的氧化物、氧化锌(ZnO)、氧化硅(SiOx)等的金属氧化物等。负极活性物质可以使用一种或组合两种以上使用。
如上所述，负极层14只要包含负极活性物质就没有特别限定。负极层14可以是由负极活性物质与其他添加材料的合剂构成的合剂层。作为其他添加材料，可使用无机系固体电解质等固体电解质、乙炔黑等导电助剂、聚氧乙烯、聚偏二氟乙烯等粘结用粘合剂等。在负极层14中，通过将负极活性物质与其他添加材料以预定的比例混合，能够使负极层14内的锂离子导电性提高，并且也能够使电子传导性提高。
负极层14的厚度例如为5μm以上且300μm以下。
固体电解质层15包含固体电解质。固体电解质只要具有离子导电性就没有特别限定，可以使用公知的电池用的电解质。作为固体电解质，例如可使用传导Li离子、Mg离子等金属离子的电解质。固体电解质可以根据传导离子种类而适当选择。作为固体电解质，例如可使用硫化物系固体电解质、氧化物系固体电解质等无机系固体电解质。作为硫化物系固体电解质，例如可使用Li2S-P2S5、Li2S-SiS2、Li2S-B2S3、Li2S-GeS2、Li2S-SiS2-LiI、Li2S-SiS2-Li3PO4、Li2S-Ge2S2、Li2S-GeS2-P2S5、Li2S-GeS2-ZnS等含锂的硫化物。作为氧化物系固体电解质，可使用Li2O-SiO2、Li2O-SiO2-P2O5等含锂的金属氧化物，LixPyO1-zNz等含锂的金属氮化物，磷酸锂(Li3PO4)、锂钛氧化物等含锂的过渡金属氧化物等。作为固体电解质，可以仅使用这些材料中的一种，也可以将这些材料中的两种以上组合使用。
固体电解质层15中，除了上述固体电解质以外，可以含有聚氧乙烯、聚偏二氟乙烯等的粘结用粘合剂等。
固体电解质层15的厚度例如为5μm以上且150μm以下。
固体电解质可以具有粒子的形状。固体电解质可以是烧结体。
接着，对正极端子17和负极端子18进行说明。这些端子17和18例如由低电阻的导体构成。作为端子17和18，例如使用将包含Ag等导电性金属粒子的导电性树脂固化而得到的材料。作为导电性树脂，例如可以使用后述的导电性树脂糊剂。端子17和18可以是向SUS板等导电性金属板涂布导电性粘接剂而制成的。作为导电性粘接剂，例如可以使用后述的热固性导电糊剂。通过导电性粘接剂，能够由两个金属板夹持多个单元30的层叠体。导电性粘接剂只要能够在层叠电池100的使用温度的范围和层叠电池100的制造过程中维持导电性和接合性就没有特别限定。导电性粘接剂的构成、厚度和材料，只要在层叠电池100的使用环境下以所要求的最大速率对导电性粘接剂通电时导电性粘接剂不会对层叠电池100的寿命特性和电池特性造成影响、能够维持导电性粘接剂的耐久性，就没有特别限定。端子17和18可以通过Ni-Sn等进行镀敷处理。
正极集电体11、负极集电体13和双极集电体16只要由具有导电性的材料构成就没有特别限定。作为集电体11、13和16的材料，例如可举出不锈钢、镍、铝、铁、钛、铜、钯、金和铂。这些集电体11、13和16的材料可以单独使用，也可以作为组合两种以上而成的合金使用。集电体11、13和16可以是箔状体、板状体、网状体等。关于集电体11、13和16的材料，只要集电体11、13和16不会由于电池100的制造过程、电池100的使用温度和电池100内的压力而熔融和分解，就没有特别限定，可以考虑对集电体11、13和16施加的电池100的工作电位以及集电体11、13和16的导电性而适当选择。另外，集电体11、13和16的材料也可以根据集电体11、13和16所要求的拉伸强度和耐热性来选择。作为集电体11、13和16的材料的例子，可举出铜、铝和包含它们作为主成分的合金。集电体11、13和16可以是具有高强度的电解铜箔或不同种类金属箔层叠而成的包层材料。集电体11、13和16的厚度例如为10μm以上且100μm以下。
密封部件21的材料只要具有绝缘性就没有特别限定。作为密封部件21的材料，例如可举出聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺等绝缘性树脂。
对于第1锚固部19和第2锚固部20的材料没有特别限定。作为锚固部19和20的材料，例如可举出作为集电体11、13和16的材料例示的材料。第1锚固部19d的材料可以与负极集电体13的材料相同。第2锚固部20a的材料可以与正极集电体11的材料相同。第1锚固部19a、19b和19c的材料可以分别与双极集电体16a、16b和16c的材料相同。第2锚固部20b、20c和20d的材料可以分别与双极集电体16a、16b和16c的材料相同。锚固部19和20的厚度例如为10μm以上且100μm以下。
上述层叠电池100的结构可以适当相互组合。
本实施方式的电池100的构成与专利文献1和专利文献2记载的电池的构成相比，在下述方面不同。
专利文献1公开了一种双极电池，其具有将用于从层叠的多个单电池层内的集电体中取出电流的电极片与该集电体连接并引出到电池外部的结构。专利文献1的电池结构中，多个单电池层没有刚性(rigid)地一体化。
专利文献2公开了在包含串联集电体的层叠体的端面安装有端子用集电体的全固体电池。但是，专利文献2的全固体电池中，在端子用集电体与串联集电体之间不存在间隙。另外，专利文献2的全固体电池不具有锚固部。
专利文献1和专利文献2记载的电池的构成中，用于从集电体中取出电流的电极的配置、集电体的构成、以及锚固部的有无，与本实施方式的电池100的构成不同，因此会产生下述问题。
专利文献1的电池的构成中，将电极片与集电体连接并引出到电池外部。这样的电池难以小型化，并且难以维持电池中所包含的部件的连接强度等可靠性。因此，专利文献1的电池不适合高电压化、高输出化和小型化。在对专利文献1的电池施加冲击的情况下，电池的电连接可靠性也低。像这样，专利文献1的电池的构成中，难以使电池小型化和高输出化，并且在与耐冲击性等电池可靠性相关的特性上存在问题。
专利文献2的电池中，在层叠体的端面配置有端子用集电体。端子用集电体是发挥出电池特性的部件。因此，端子用集电体不仅需要具有初期特性，还需要具有在各种条件下的电连接可靠性。但是，专利文献2的电池中，利用板状的端子用集电体夹持层叠体，并且在不具有锚固部的结构中将电池单元彼此之间电连接。因此，专利文献2的电池在针对冲击的机械强度以及电连接强度上存在问题。另外，专利文献2中，在端子用集电体形成有绝缘层。在对专利文献2的电池施加冲击、串联集电体发生偏移的情况下，与绝缘层接触的串联集电体的端面有时会与端子用集电体接触。由此会导致短路。
相对于专利文献1和2，本实施方式的电池100中，多个单元30串联电连接并且一体化。电池100中，正极集电体11与负极端子18隔着间隙而彼此电分离，并且负极集电体13与正极端子17隔着间隙而彼此电分离。另外，双极集电体16与正极端子17和负极端子18分别隔着间隙而电分离。本实施方式的电池100中，例如锚固部19和20与端子17和18连接。因此，本实施方式的电池100中不会发生上述那样的问题。专利文献1和2没有公开本实施方式的电池100中的上述构成。
[电池的制造方法]
接着，对本实施方式涉及的电池100的制造方法的一个例子进行说明。本实施方式涉及的电池100例如可以采用片材制作法来制作。
在本说明书中有时会将制作单元30的工序称为“片材制作工序”。在片材制作工序中，例如制作将本实施方式涉及的电池100中所包含的单元30的各构成的前体层叠而成的层叠体。在本说明书中有时会将该“层叠体”称为“单元30的前体”。在单元30a的前体中，例如正极集电体11的前体、正极层12的片材、固体电解质层15的片材、负极层14的片材和双极集电体16的前体以该顺序层叠。在单元30b和30c各自的前体中，例如双极集电体16的前体、正极层12的片材、固体电解质层15的片材、负极层14的片材和双极集电体16的前体以该顺序层叠。在单元30d的前体中，例如双极集电体16的前体、正极层12的片材、固体电解质层15的片材、负极层14的片材和负极集电体13的前体以该顺序层叠。在单元30a、30b、30c和30d各自的前体中，固体电解质层15的片材被密封部件21包围。根据要串联连接的单元30的数量，制作预定数量的层叠体。对于形成层叠体中所包含的部件的顺序没有特别限定。
首先，对片材制作工序进行说明。片材制作工序包括：制作作为单元30的各构成的前体的片材，将该片材层叠的工序。
正极层12的片材例如可以采用以下方法制作。首先，将正极活性物质、作为合剂的固体电解质、导电助剂、粘合剂和溶剂混合，得到用于制作正极层12的片材的浆液。在本说明书中有时会将用于制作正极层12的片材的浆液称为“正极活性物质浆液”。接着，采用印刷法等将正极活性物质浆液涂布在正极集电体11的前体和双极集电体16的前体上。通过使所得到的涂布膜干燥，形成正极层12的片材。由此，得到层叠有正极层12的片材的正极集电体11的前体、以及层叠有正极层12的片材的双极集电体16的前体。在本说明书中有时会将层叠有正极层12的片材的双极集电体16的前体称为“前体A”。
作为正极集电体11的前体和双极集电体16的前体，例如可以使用厚度约为30μm的铜箔。作为正极活性物质，例如可以使用平均粒径约为5μm并且具有层状结构的Li·Ni·Co·Al复合氧化物(LiNi0.8Co0.15Al0.05O2)的粉末。作为用作合剂的固体电解质，例如可以使用平均粒径约为10μm并且包含三斜晶系结晶为主成分的Li2S-P2S5系硫化物的玻璃粉末。固体电解质例如具有2×10-3S/cm以上且3×10-3S/cm以下的高的离子导电性。
正极活性物质浆液例如可以采用丝网印刷法涂布在作为正极集电体11前体和双极集电体16前体的铜箔的一侧表面上。所得到的涂布膜例如具有预定形状，并且厚度约为50μm以上且100μm以下。接着，使涂布膜干燥，由此得到正极层12的片材。涂布膜的干燥可以在80℃以上且130℃以下的温度下进行。正极层12的片材的厚度例如为30μm以上且60μm以下。
负极层14的片材例如可以采用以下方法制作。首先，将负极活性物质、固体电解质、导电助剂、粘合剂和溶剂混合，得到用于制作负极层14的片材的浆液。在本说明书中有时会将用于制作负极层14的片材的浆液称为“负极活性物质浆液”。采用印刷法等将负极活性物质浆液涂布在负极集电体13的前体和双极集电体16的前体上。通过使所得到的涂布膜干燥，形成负极层14的片材。由此，得到层叠有负极层14的片材的负极集电体13的前体、以及层叠有负极层14的片材的双极集电体16的前体。在本说明书中有时会将层叠有负极层14的片材的双极集电体16的前体称为“前体B”。
作为负极集电体13的前体，例如可以使用厚度约为30μm的铜箔。作为负极活性物质，例如可以使用平均粒径约为10μm的天然石墨的粉末。作为固体电解质，例如可以使用在正极层12的片材的制作方法中例示的材料。
负极活性物质浆液例如可以采用丝网印刷法涂布在作为负极集电体13前体和双极集电体16前体的铜箔的一侧表面上。所得到的涂布膜例如具有预定形状，并且厚度约为50μm以上且100μm以下。接着，使涂布膜干燥，由此得到负极层14的片材。涂布膜的干燥可以在80℃以上且130℃以下的温度下进行。负极层14的片材的厚度例如为30μm以上且60μm以下。
密封部件21例如可以采用以下方法制作。首先，调制绝缘性树脂的分散液。将分散液涂布在正极集电体11的前体、负极集电体13的前体、前体A和前体B上，得到涂布膜。用于形成密封部件21的涂布膜，例如包围正极层11的片材或负极层14的片材。使这些涂布膜干燥，由此形成密封部件21。
固体电解质层15的片材在正极层12的片材与负极层14的片材之间以包围密封部件21的方式配置。固体电解质层15的片材例如可以采用以下方法制作。首先，将固体电解质、导电助剂、粘合剂和溶剂混合，得到用于制作固体电解质层15的片材的浆液。在本说明书中有时会将用于制作固体电解质层15的片材的浆液称为“固体电解质浆液”。将固体电解质浆液涂布在正极层12的片材上。同样将固体电解质浆液涂布在负极层14的片材上。固体电解质浆液的涂布例如通过使用金属掩模的印刷法来进行。所得到的涂布膜例如厚度约为100μm。接着，使涂布膜干燥。涂布膜的干燥可以在80℃以上且130℃以下的温度下进行。由此，在正极层12的片材上和负极层14的片材上分别形成固体电解质层15的片材。
固体电解质层15的片材的制作方法不限定于上述方法。固体电解质层15的片材也可以采用以下方法制作。首先，采用印刷法等将固体电解质浆液涂布在基材上。作为基材，只要能够在其上形成固体电解质层15的片材就没有特别限定，例如包括特氟隆(注册商标)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。基材的形状例如为膜状或箔状。接着，使形成在基材上的涂布膜干燥，由此得到固体电解质层15的片材。固体电解质层15的片材可以从基材上剥下使用。
正极活性物质浆液、负极活性物质浆液和固体电解质浆液所使用的溶剂，只要能够溶解粘合剂并且不对电池特性造成不良影响，就没有特别限定。作为溶剂，例如可以使用乙醇、异丙醇、正丁醇、苄醇等醇类，甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、乙二醇乙基醚、异佛尔酮、乳酸丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛酯、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)等有机溶剂和水。这些溶剂可以单独使用，也可以组合两种以上使用。
本实施方式中，作为涂布正极活性物质浆液、负极活性物质浆液和固体电解质浆液的方法，例示了丝网印刷法，但涂布方法不限于此。作为涂布方法，可以采用刮刀涂布法、压延法、旋涂法、浸涂法、喷墨法、胶版印刷法、模涂法、喷涂法等。
正极活性物质浆液、负极活性物质浆液和固体电解质浆液中，除了上述正极活性物质、负极活性物质、固体电解质、导电助剂、粘合剂和溶剂以外，可以根据需要混合增塑剂等助剂。对于浆液的混合方法没有特别限定。浆液中可以根据需要添加增稠剂、增塑剂、消泡剂、流平剂、密合性赋予剂等添加剂。
接着，将在正极层12的片材上形成的固体电解质层15的片材、与在负极层14的片材上形成的固体电解质层15的片材重叠。详细而言，将在正极集电体11的前体上层叠的固体电解质层15的片材、与在前体B上层叠的固体电解质层15的片材重叠，由此得到单元30a的前体。将在前体A上层叠的固体电解质层15的片材、与在前体B上层叠的固体电解质层15的片材重叠，由此得到单元30b的前体和单元30c的前体。将在前体A上层叠的固体电解质层15的片材、与在负极集电体13的前体上层叠的固体电解质层15的片材重叠，由此得到单元30d的前体。在单元30a的前体中，正极集电体11的前体的端面例如在俯视下与前体B的端面重叠。在单元30b和30c各自的前体中，前体A的端面例如在俯视下与前体B的端面重叠。在单元30d的前体中，负极集电体13的前体的端面例如在俯视下与前体A的端面重叠。
接着，在单元30a的前体中，将正极集电体11的前体切断以得到正极集电体11。详细而言，在配置了负极端子18时，以正极集电体11与负极端子18隔着间隙而彼此电分离的方式，将正极集电体11的前体切断。正极集电体11的切断面例如在第2方向y上笔直延伸。正极集电体11的前体的切断例如可以通过激光进行。通过切断正极集电体11的前体，能够将第2锚固部20与正极集电体11一起形成。正极集电体11与第2锚固部20的最短距离例如为10μm。通过正极集电体11与第2锚固部20之间的间隙，正极集电体11与第2锚固部20彼此电分离。即、正极集电体11与第2锚固部20之间的间隙电绝缘。
接着，在单元30d的前体中，将负极集电体13的前体切断以得到负极集电体13。详细而言，在配置了正极端子17时，以负极集电体13与正极端子17隔着间隙而彼此电分离的方式，将负极集电体13的前体切断。负极集电体13的切断面例如在第2方向y上笔直延伸。负极集电体13的前体的切断例如可以通过激光进行。通过切断负极集电体13的前体，能够将第1锚固部19与负极集电体13一起形成。负极集电体13与第1锚固部19的最短距离例如为10μm。通过负极集电体13与第1锚固部19之间的间隙，负极集电体13与第1锚固部19彼此电分离。即、负极集电体13与第1锚固部19之间的间隙电绝缘。
接着，在单元30a、30b、30c和30d各自的前体中，将双极集电体16的前体切断。详细而言，在配置了正极端子17和负极端子18时，以双极集电体16与正极端子17和负极端子18分别隔着间隙而电分离的方式，将前体A和B切断。切断的前体A和B分别例如具有两个切断面。两个切断面分别例如在第2方向y上笔直延伸。前体A和B的切断例如可以通过激光进行。通过切断前体A和B，能够形成第1锚固部19和第2锚固部20。切断的前体A和B与第1锚固部19的最短距离、以及切断的前体A和B与第2锚固部20的最短距离，例如为10μm。通过切断的前体A和B与第1锚固部19之间的间隙、以及切断的前体A和B与第2锚固部20之间的间隙，切断的前体A和B与锚固部19和20彼此电分离。即、切断的前体A和B与锚固部19和20之间的间隙电绝缘。
对于正极集电体11的前体的切断、负极集电体13的前体的切断以及双极集电体16的前体的切断的顺序没有特别限定。可以在切断正极集电体11的前体之后切断负极集电体13的前体或双极集电体16的前体，可以在切断负极集电体13的前体之后切断正极集电体11的前体或双极集电体16的前体，也可以在切断双极集电体16的前体之后切断负极集电体13的前体或正极集电体11的前体。正极集电体11的前体的切断、负极集电体13的前体的切断以及双极集电体16的前体的切断，可以在将形成于正极层12的片材上的固体电解质层15的片材与形成于负极层14的片材上的固体电解质层15的片材重叠之前进行。正极集电体11的前体的切断、负极集电体13的前体的切断以及双极集电体16的前体的切断，可以采用切割(dicing)等手段进行。可以切断正极集电体11的前体，并且通过除去该前体的一部分而设置绝缘部。可以切断负极集电体13的前体，并且通过除去该前体的一部分而设置绝缘部。可以切断双极集电体16的前体，并且通过除去该前体的一部分而设置绝缘部。
如上所述，将正极集电体11的前体、负极集电体13的前体以及双极集电体16的前体切断，由此得到单元30a、30b、30c和30d。在单元30a中，切断的前体B具有向单元30a的外部露出的主面。在单元30b和30c各自之中，切断的前体A和B具有向单元30b和30c的外部露出的主面。在单元30d中，切断的前体A具有向单元30d的外部露出的主面。
接着，在切断的前体A和B各自的向单元30的外部露出的主面上，例如涂布导电性粘接剂。作为涂布导电性粘接剂的方法，例如可举出丝网印刷法。在本说明书中有时会将切断的前体A和B中涂布了粘接性材料的主面称为“粘接面”。接着，使单元30a中的切断的前体B的粘接面与单元30b中的切断的前体A的粘接面接合。通过使前体A的粘接面与前体B的粘接面接合，得到双极集电体16。使单元30b中的切断的前体B的粘接面与单元30c中的切断的前体A的粘接面接合。使单元30c中的切断的前体B的粘接面与单元30d中的切断的前体A的粘接面接合。由此，得到多个单元30层叠而成的层叠体。粘接面彼此例如可以通过压接而彼此接合。使粘接面彼此接合时的温度例如为50℃以上且100℃以下。在使粘接面彼此接合时，对单元30施加的压力例如为300MPa以上且400MPa以下。对单元30施加压力的时间例如为90秒以上且120秒以下。接合也可以使用低电阻的导电性胶带来代替导电性粘接剂。也可以使用糊状的银粉或铜粉来代替导电性粘接剂。如果将涂布有糊状的银粉或铜粉的单元30的粘接面与另一单元30的粘接面压合，则能够通过锚固效应将金属粒子与集电体机械接合。只要是能够得到接合性和导电性的方法，就不特别限定将多个单元30层叠的方法。
接着，使多个单元30的层叠体与正极端子17和负极端子18电连接。例如可以采用以下方法使多个单元30的层叠体与端子17和18电连接。首先，在多个单元30的层叠体中，在应配置端子17和18的面上涂布导电性树脂糊剂。通过使导电性树脂糊剂固化，形成端子17和18。由此，得到本实施方式涉及的电池100。使导电性树脂糊剂固化时的温度例如约为100℃以上且300℃以下。使导电性树脂糊剂固化的时间例如为60分钟。
作为导电性树脂糊剂，例如可以使用包含高熔点的高导电性金属粒子、低熔点的金属粒子、以及树脂的热固性导电糊剂，所述高熔点的高导电性金属粒子包含Ag、Cu、Ni、Zn、Al、Pd、Au、Pt或它们的合金。高导电性金属粒子的熔点例如为400℃以上。低熔点的金属粒子的熔点可以为导电性树脂糊剂的固化温度以下，可以为300℃以下。作为低熔点的金属粒子的材料，例如可举出Sn、SnZn、SnAg、SnCu、SnAl、SnPb、In、InAg、InZn、InSn、Bi、BiAg、BiNi、BiSn、BiZn和BiPb。通过使用含有这样的低熔点的金属粉末的导电性糊剂，在比低熔点的金属粒子的熔点低的热固化温度下，在导电性糊剂与集电体或锚固部的接触部位进行固相和液相反应。由此，例如形成包含导电性糊剂中所含的金属以及集电体或锚固部中所含的金属的合金。在集电体或锚固部与端子的连接部附近，形成包含合金的扩散层。在使用Ag或Ag合金作为导电性粒子，并将Cu用于集电体的情况下，形成包含AgCu的高导电性合金。另外，通过导电性粒子的材料与集电体的材料的组合，也会形成AgNi、AgPd等。像这样，端子与集电体或锚固部通过包含合金的扩散层而一体接合。根据以上结构，与锚固效应相比，端子与集电体或锚固部更牢固地连接。因此，难以发生由电池100的各部件的热循环等导致的热膨胀之差、或冲击引起各部件的连接脱落之类的问题。
对于高导电性金属粒子和低熔点的金属粒子的形状没有特别限定，可以是球状、鳞片状、针状等。随着这些金属粒子的粒子尺寸越小，越在低温度下进行合金化反应以及合金的扩散。因此，关于这些金属粒子的粒子尺寸和形状，可以考虑工艺设计以及热历史对电池特性的影响而适当调节。
热固性导电糊剂所使用的树脂，只要能作为粘结用粘合剂发挥作用就没有特别限定，可以根据对于印刷法的适应性、涂布性等、应采用的制造工艺而选择适当的材料。热固性导电糊剂所使用的树脂，例如包含热固性树脂。作为热固性树脂，例如可举出尿素树脂、三聚氰胺树脂、胍胺树脂等氨基树脂、双酚A型、双酚F型、酚醛清漆型、脂环式等的环氧树脂、氧杂环丁烷树脂、甲阶型、酚醛清漆型等的酚醛树脂、硅酮环氧、硅酮聚酯等的硅酮改性有机树脂。这些树脂可以单独使用，也可以组合两种以上使用。
本实施方式的制造方法中，示出了通过压粉工艺制作电池100的例子。但也可以通过烧成工艺制作烧结体的层叠体，通过煅烧工艺制作端子17和18。
(实施方式2)
图2是用于说明本实施方式2涉及的电池200的构成的概略图。图2(a)是本实施方式涉及的电池200的剖视图。图2(b)是电池200的俯视图。如图2所示，在电池200中，正极端子23被覆正极集电体11的主面和第1锚固部19d的主面。负极端子24被覆负极集电体13的主面和第2锚固部20a的主面。除此以外，电池200的结构与实施方式1的电池100的结构相同。因此，对于在实施方式1的电池100和本实施方式的电池200中共通的要素附带相同标记，并省略其说明。即、以下的各实施方式相关的说明，只要在技术上不矛盾，则相互适用。另外，只要在技术上不矛盾，各实施方式可以相互组合。
正极端子23可以部分地被覆正极集电体11的主面，也可以整体地被覆。换句话说，正极端子23被覆位于电池200上端的正极集电体11的上表面的至少一部分。另外，在电池200中，正极端子23被覆多个单元30之中位于最外侧的单元30d所包含的第1锚固部19d的主面。换句话说，正极端子23被覆位于电池200下端的第1锚固部19d的下表面。
详细而言，正极端子23具有主体部23a以及固定部23b和23c。主体部23a在第3方向z上延伸。固定部23b和23c将多个单元30固定。多个单元30被固定部23b和23c夹持。固定部23b和23c分别与主体部23a的一对端面连接。固定部23b和23c分别在第1方向x上延伸。固定部23b被覆正极集电体11的主面。固定部23c被覆第1锚固部19d的主面。
负极端子24可以部分地被覆负极集电体13的主面，也可以整体地被覆。换句话说，负极端子24被覆位于电池200下端的负极集电体13的下表面的至少一部分。另外，在电池200中，负极端子24被覆多个单元30之中位于最外侧的单元30a所包含的第2锚固部20a的主面。换句话说，负极端子24被覆位于电池200上端的第2锚固部20a的上表面。
详细而言，负极端子24具有主体部24a以及固定部24b和24c。主体部24a在第3方向z上延伸。固定部24b和24c将多个单元30固定。多个单元30被固定部24b和24c夹持。固定部24b和24c分别与主体部24a的一对端面连接。固定部24b和24c分别在与第1方向x相反的方向上延伸。固定部24b被覆第2锚固部20a的主面。固定部24c被覆负极集电体13的主面。
根据以上结构，能够实现以更高的接合强度一体化的层叠电池200。特别是根据该结构，能够提高电池200对于在端子23和24周边集中产生的由集电体11和13的挠曲引起的应力的可靠性。
端子23和24的固定部23b、23c、24b和24c，例如可以采用以下方法制作。首先，在位于多个单元30的层叠体上端的正极集电体11的上表面和第2锚固部20a的上表面涂布导电性树脂糊剂。另外，在位于多个单元30的层叠体下端的负极集电体13的下表面和第1锚固部19d的下表面涂布导电性树脂糊剂。导电性树脂糊剂的涂布，例如可以采用丝网印刷法进行。通过使导电性树脂糊剂热固化，形成固定部23b、23c、24b和24c。
此时，应该以正极集电体11与第2锚固部20a不短路的方式，形成固定部23b和24b。同样，应该以负极集电体13与第1锚固部19d不短路的方式，形成固定部23c和24c。
通过该端子23和24的结构，能够利用固定部23b、23c、24b和24c夹持多个单元30的层叠体。由此，能够实现对来自多方向的冲击的耐久性提高了的层叠电池200。
作为导电性树脂糊剂，通过使用上述的含有高导电性金属粒子、低熔点的金属粒子和树脂的热固性树脂糊剂，能够在固定部23b与正极集电体11界面、固定部23c与第1锚固部19d的界面、固定部24b与第2锚固部20a的界面、以及固定部24c与负极集电体13的界面形成包含合金的扩散层。由此，能够将端子23和24与多个单元30的层叠体更牢固地一体化。因此，能够实现耐冲击性更优异的层叠电池200。
(实施方式3)
图3是用于说明本实施方式3涉及的电池300的构成的概略图。图3(a)是本实施方式涉及的电池300的剖视图。图3(b)是电池300的俯视图。如图3所示，正极集电体25以及第1锚固部27a、27b、27c和27d被部分埋入正极端子17中。电池300中的正极集电体25和多个第1锚固部27之中的至少一个可以被部分埋入正极端子17中。同样，负极集电体26以及第2锚固部28a、28b、28c和28d被部分埋入负极端子18中。电池300中的负极集电体26和多个第2锚固部28之中的至少一个可以被部分埋入负极端子18中。由此，端子17和18与多个单元30的层叠体的连接可靠性进一步提高。根据该结构，能够进一步提高电池300的冷热循环可靠性以及对于冲击的可靠性。
只要被埋入正极端子17中的正极集电体25的部分和第1锚固部27的部分不在正极端子17的厚度方向贯穿正极端子17，对于这些部分的大小就没有特别限定。例如，正极集电体25的从正极集电体25的端部起到1μm以上的距离为止的部分被埋入正极端子17中。例如，第1锚固部27的从第1锚固部27的端部起到1μm以上的距离为止的部分被埋入正极端子17中。
同样，只要被埋入负极端子18中的负极集电体26的部分和第2锚固部28的部分不在负极端子18的厚度方向贯穿负极端子18，对于这些部分的大小就没有特别限定。例如，负极集电体26的从负极集电体26的端部起到1μm以上的距离为止的部分被埋入负极端子18中。例如，第2锚固部28的从第2锚固部28的端部起到1μm以上的距离为止的部分被埋入负极端子18中。
电池300的集电体25和26以及锚固部27和28，例如可以采用以下方法制作。首先，作为固体电解质层15中所含的固体电解质，使用在制作端子17和18时的热固化处理中烧结的固体电解质。作为这样的固体电解质，可举出Li2S-P2S5系硫化物的玻璃等。固体电解质通过烧结而收缩。通过这样的固体电解质，在制作端子17和18时，在第3方向z和第3方向z的相反方向上，对多个单元30所包含的集电体25和26以及锚固部27和28施加压力。通过这些压力的作用效果，正极集电体25和第1锚固部27向正极端子17突出。另外，负极集电体26和第2锚固部28向负极端子18突出。由此，能够制作正极集电体25、负极集电体26、第1锚固部27和第2锚固部28分别被部分埋入相对应的端子17和18中的层叠电池300。电池300的集电体25和26以及锚固部27和28，也可以通过对多个单元30的层叠体进行加压处理来制作。在加压处理中，压力例如沿第3方向z施加。加压处理的压力例如为20kg/cm2以上且100kg/cm2以下。
通过电池300的结构，正极集电体25、负极集电体26、第1锚固部27和第2锚固部28与端子17和18的电连接以及机械连接更牢固，因此能够抑制由热冲击导致的连接不良，进而得到耐冲击性优异、高可靠性的层叠电池300。
以上，基于实施方式对本公开涉及的电池进行了说明，但本公开并不限定于这些实施方式。只要不脱离本公开的主旨，将本领域技术人员能够想到的各种变形施加于实施方式而得到的方案、以及将实施方式中的一部分构成要素组合构建出的其它方案，都包含在本公开的范围内。
产业可利用性
本公开涉及的电池，能够用作各种电子设备、汽车等所使用的全固体电池等二次电池。
附图标记说明
11、25 正极集电体
12 正极层
13、26 负极集电体
14 负极层
15 固体电解质层
16 双极集电体
17、23 正极端子
18、24 负极端子
19、27 第1锚固部
20、28 第2锚固部
21 密封部件
30 单元
100、200、300 电池

Claims (8)

1.一种电池，具备：
正极端子和负极端子；
正极层和负极层；
与所述正极层和所述正极端子分别电连接的正极集电体；
与所述负极层和所述负极端子分别电连接的负极集电体；
位于所述正极集电体与所述负极集电体之间的双极集电体；
位于所述正极集电体与所述负极集电体之间的固体电解质层；以及
位于所述正极集电体与所述负极集电体之间，并且包围所述固体电解质层的绝缘性的密封部件，
所述正极集电体与所述负极端子隔着间隙而彼此电分离，
所述负极集电体与所述正极端子隔着间隙而彼此电分离，
所述双极集电体与所述正极端子和所述负极端子分别隔着间隙而电分离。
2.根据权利要求1所述的电池，还具备：
与所述正极端子连接，并且与所述负极集电体和所述双极集电体分别隔着间隙而电分离的第1锚固部；以及
与所述负极端子连接，并且与所述正极集电体和所述双极集电体分别隔着间隙而电分离的第2锚固部。
3.根据权利要求2所述的电池，
所述第1锚固部的一部分被埋入所述正极端子中，或者，所述第2锚固部的一部分被埋入所述负极端子中。
4.根据权利要求3所述的电池，
所述第1锚固部的从所述第1锚固部的端部起到1μm以上的距离为止的部分被埋入所述正极端子中，或者，所述第2锚固部的从所述第2锚固部的端部起到1μm以上的距离为止的部分被埋入所述负极端子中。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的电池，
所述正极端子被覆所述正极集电体的主面，或者，所述负极端子被覆所述负极集电体的主面。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的电池，
所述正极集电体的一部分被埋入所述正极端子中，或者，所述负极集电体的一部分被埋入所述负极端子中。
7.根据权利要求6所述的电池，
所述正极集电体的从所述正极集电体的端部起到1μm以上的距离为止的部分被埋入所述正极端子中，或者，所述负极集电体的从所述负极集电体的端部起到1μm以上的距离为止的部分被埋入所述负极端子中。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的电池，
所述正极集电体经由第1合金与所述正极端子电连接，或者，所述负极集电体经由第2合金与所述负极端子电连接。
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