JP2004273436A - All solid thin film laminated battery - Google Patents

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Junichi Inaba
Shuji Ito
Tatsuji Mino
Masaya Ugaji
修二 伊藤
正弥 宇賀治
純一 稲葉
辰治 美濃
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Matsushita Electric Ind Co Ltd
松下電器産業株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an all solid thin film laminated battery, having reduced battery failure rate and excellent charge/discharge cycle property.
SOLUTION: The all solid thin film laminated battery comprises a plurality of power generating elements, which are laminated. The plurality of power generating elements are connected in series or in parallel. Each of the power generating elements comprises a first collector 12, a first electrode 13, a solid electrolyte 14, a second electrode 15 and a second collector 16, which are laminated in this order. At least one buffer layer 17a, 17b, is deployed between the power generating elements.
COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

本発明は、固体電解質を用いた全固体薄膜積層電池の高性能化に関する。 The present invention relates to high performance of the all-solid thin film laminated battery using a solid electrolyte.

電子・電気機器の小型化・軽量化に伴い、電池に対する小型化・軽量化への要望が強まってきている。 Along with the reduction in size and weight of electrical and electronic equipment, there has been a growing demand for smaller and lighter to the battery. 一方、現行のリチウムイオン電池、リチウムポリマー電池および全固体電池は、電極材料の塗布工程やペレット成型工程を経て製造されている。 On the other hand, the current of the lithium ion battery, lithium polymer battery and all solid state battery is manufactured through the electrode material deposition process and pellet molding process. そのため、電極合剤層や電解質層の厚さは、数10〜数100μmとなり、薄型化・小型化には限界がある。 Therefore, the thickness of the electrode mixture layer and the electrolyte layer is several tens to several hundreds 100μm becomes, the thinner and miniaturized is limited.

また、厚膜の電極合剤層や電解質層からなる全固体電池の場合、電極合剤層に多量の固体電解質を混合して、電極材料粒子と固体電解質とを十分に接触させなければ、所望の容量とレート性能が得られない。 Also, in the case of all-solid-state cell comprising the electrode mixture layer and the electrolyte layer of the thick film, by mixing a large amount of the solid electrolyte in the electrode mixture layer, if allowed to fully contact with the electrode material particles and solid electrolyte, the desired not be obtained capacity and rate performance. そのため高エネルギー密度化に限界がある。 Therefore a high energy density is limited.

そこで、上記のような要求に応じる電池として、薄膜技術と電池材料技術との融合により開発されつつある超小型薄型電池の検討が進んでいる。 Therefore, as a battery to meet the requirements described above, consideration of the micro thin battery which is being developed by the fusion of the thin-film technology and battery materials technology is progressing. 超小型薄型電池は、ICカード、タグなどの電源として有望であり、LSI基板上への実装なども期待されている。 Miniature thin battery is promising as a power source such as an IC card, tag, and is expected to be such as mounting on the LSI substrate.

また、LiCoO 2などのリチウム複合酸化物からなる正極と、金属Liからなる負極と、固体電解質とを具備する全固体薄膜電池が開発されている。 Further, a positive electrode made of lithium composite oxide such as LiCoO 2, a negative electrode made of metal Li, the all-solid thin film battery comprising a solid electrolyte have been developed. 全固体薄膜電池は、スパッタリング法、蒸着法などの半導体製造プロセスと、パターニング工法を導入して作製される。 All-solid thin film batteries, sputtering method, a semiconductor manufacturing process such as an evaporation method, is manufactured by introducing a patterning method. このような工法の採用により、厚さ10μm以下の電極合剤層や固体電解質層からなる全固体薄膜電池が開発されつつある(例えば特許文献1〜4参照)。 By adopting such a method, all solid state thin-film batteries are being developed having a thickness of 10μm or less of the electrode mixture layer and the solid electrolyte layer (e.g., see Patent Documents 1 to 4). また、全固体薄膜電池を縦方向に積層し、これらを直列または並列に接続することにより、実質的に電池面積を増やすことなく、高電圧化もしくは高容量化が図られている(例えば特許文献5〜7参照)。 Further, laminated all-solid thin film cell in the vertical direction, by connecting them in series or in parallel, without increasing substantially cell area, high voltage or high capacity is achieved (e.g., Patent Documents see 5-7).
特開昭61−165965号公報 JP-A-61-165965 JP 特開平6−153412号公報 JP-6-153412 discloses 特開平10−284130号公報 JP 10-284130 discloses 特開2000−106366号公報 JP 2000-106366 JP 特開平6−231796号公報 JP-6-231796 discloses 特開2002−42863号公報 JP 2002-42863 JP 米国特許第5612152号明細書 US Pat. No. 5612152

スパッタリング法、蒸着法などの真空プロセスを用いて作製された薄膜は、膜応力を有しており、複数の薄膜を積層すると、成膜工程あるいは成膜後のハンドリング時に、膜同士が剥離するという問題を有する。 Sputtering, a thin film which is manufactured using a vacuum process such as vapor deposition, has a film stress, when stacking a plurality of thin films, during handling after the film formation process or deposition, of film with each other to peel It has a problem. また、膜同士の剥離を起こさずに作製することができた電池でも、膜応力のために、界面接合は不十分である。 Also in batteries can be produced without causing delamination between the films, for film stress, interfacial bonding is insufficient. 従って、充放電時の電極合剤層の膨張・収縮により、充放電サイクルを繰り返すと剥がれが生じ、容量が低下する。 Therefore, the expansion and contraction of the charging and discharging time of the electrode mixture layer, cause peeling and repeated charge-discharge cycles, capacity is reduced.

本発明は、全固体薄膜積層電池であって、積層された複数の発電要素からなり、前記複数の発電要素は、直列または並列に接続されており、各発電要素は、順次に積層された第1集電体、第1電極、固体電解質、第2電極および第2集電体からなり、発電要素間に介在する少なくとも1つの緩衝層を有する全固体薄膜積層電池に関する。 The present invention relates to a total solid film laminated battery consists stacked plurality of power generating elements, the plurality of power generating elements are connected in series or in parallel, each of the power generation elements, first are sequentially stacked 1 current collector, the first electrode, the solid electrolyte consists of the second electrode and the second current collector, relates to an all-solid-state thin-film stack cell having at least one buffer layer interposed between the power generating element.

緩衝層の厚さは、例えば、0.01μm以上5μm以下である。 The thickness of the buffer layer is, for example, 0.01μm or 5μm or less.
緩衝層は、金属および/または樹脂からなることが好ましい。 Buffer layer is preferably made of metal and / or resin.
複数の発電要素が、直列に接続されている場合、第1集電体と接続される第1端子および第2集電体と接続される第2端子は、それぞれ、積層された複数の発電要素の上下面に配置することができる。 If multiple power generating elements are connected in series, a second terminal connected to the first terminal and the second current collector is connected to the first current collector, respectively, a plurality of stacked power generating elements it can be disposed in the upper and lower surfaces. ただし、第1端子および第2端子の位置はこれに限定されない。 However, the position of the first and second terminals is not limited to this.

複数の発電要素が、並列に接続されている場合、第1集電体と接続される第1端子および第2集電体と接続される第2端子は、それぞれ、積層された複数の発電要素の一側面および前記一側面の反対側の側面に配置することができる。 If multiple power generating elements are connected in parallel, a second terminal connected to the first terminal and the second current collector is connected to the first current collector, respectively, a plurality of stacked power generating elements it can be located on the side opposite the one side and the one side surface of the. ただし、第1端子および第2端子の位置はこれに限定されない。 However, the position of the first and second terminals is not limited to this.

本発明は、また、上記の全固体薄膜積層電池を具備する回路基板や携帯端末に関する。 The present invention also relates to a circuit board or a portable terminal having a total solid film laminated battery described above. ここで、全固体薄膜積層電池の外周形状は、一辺の長さが20mm以上の矩形であり、その厚みが2mm以下であることが好ましい。 Here, the outer peripheral shape of the all-solid thin film cell stack, the length of one side is rectangular over 20 mm, preferably have a thickness of at 2mm or less.

本発明によれば、成膜工程で発生する膜応力を緩和し、電池の不良率を低減することができる。 According to the present invention, to mitigate the film stress generated in the film formation step, it is possible to reduce the defect rate of the battery. また、本発明によれば、充放電サイクル特性に優れた全固体薄膜積層電池を提供することができる。 Further, according to the present invention, it is possible to provide an all-solid thin film laminated battery excellent in charge-discharge cycle characteristics.

本発明の全固体薄膜積層電池は、積層された複数の発電要素および前記発電要素間に介在する少なくとも1つの緩衝層からなる。 All-solid thin film laminated battery of the present invention comprises at least one buffer layer interposed between a plurality of stacked power generating element and the power generating element. 各発電要素は、順次に積層された第1集電体、第1電極、固体電解質、第2電極および第2集電体からなり、これらはいずれも薄膜である。 Each power generating element, the first current collector which are sequentially stacked, the first electrode, the solid electrolyte consists of the second electrode and the second current collector, which are thin either. このような薄膜からなる発電要素間に、緩衝層を設けることにより、緩衝層と接する両側の集電体の膜応力を吸収・緩和することができる。 Between the power generating element composed of such a thin film, by providing the buffer layer, it is possible to absorb and relieve film stress on both sides of the current collector in contact with the buffer layer. また、電池作製時の薄膜同士の剥離を抑制することができ、生産歩留まりが向上する。 Further, it is possible to suppress the peeling of thin films during battery production, production yield is improved. また、充放電時に電極合剤層が膨張・収縮しても、緩衝層の作用により、界面接合が破損されにくい。 Also, the electrode mixture layer during charge and discharge is expanded or contracted by the action of the buffer layer, the interface bonding is hardly damaged. 従って、高容量で、充放電サイクル特性に優れた全固体薄膜積層電池を得ることができる。 Therefore, it is possible in high volume, to obtain an all-solid thin film laminated battery excellent in charge-discharge cycle characteristics.

緩衝層を設けた全固体薄膜積層電池は、曲がっても壊れにくいため、曲がりやすい回路基板へ実装または内蔵するのに好適である。 All-solid thin film cell stack provided with the buffer layer, since the unbreakable be bent is suitable for mounting or built into pliable circuit board. そのような回路基板としては、例えばIC基板、LSI基板などが挙げられる。 Such circuit board, for example, an IC substrate, such as an LSI substrates.
また、本発明の全固体薄膜積層電池は、曲がっても壊れにくいため、薄型の携帯端末に利用するのに適している。 Moreover, all solid state thin-film laminated battery of the present invention, since the unbreakable be bent, are suitable for use in thin mobile terminal. そのような携帯端末としては、例えばICカード、ICタグなどが挙げられる。 Such mobile terminals, for example, an IC card, an IC tag and the like.
本発明は、全固体薄膜積層電池の外周形状が、一辺の長さが20mm以上の矩形であり、厚みが2mm以下のときに、特に効果的である。 The present invention, the outer peripheral shape of the all-solid thin film stack cell, a rectangular length of more than 20mm of one side, when the thickness is 2mm or less, is particularly effective.
以下、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

実施の形態1 Embodiment 1
本実施の形態では、複数の発電要素が、並列に接続されている場合の一例について説明する。 In this embodiment, a plurality of power generating elements, an example of when connected in parallel.
図1に、本実施の形態に係る全固体薄膜積層電池の縦断面図を示す。 Figure 1 shows a longitudinal sectional view of the all-solid thin film cell stack according to the embodiment. また、図2に、前記電池の上面図を示す。 Also, FIG. 2 shows a top view of the battery. 図1は、図2のI−I線断面図に相当する。 Figure 1 corresponds to a sectional view taken along line I-I of Figure 2.
図1において、保護層を兼ねる基板11a上には、順次に、第1集電体12、第1電極13、固体電解質14、第2電極15、第2集電体16、緩衝層17a、第2集電体16・・・が積層されている。 In Figure 1, on a substrate 11a which also serves as a protective layer, sequentially, a first current collector 12, a first electrode 13, solid electrolyte 14, second electrode 15, the second current collector 16, the buffer layer 17a, the second current collector 16... are stacked. そして、最後に第1集電体12が積層され、さらにその上が保護層を兼ねる基板11bで覆われている。 Finally, the first current collector 12 is laminated, and thereon is further covered with a substrate 11b which also serves as a protective layer. 基板11bは必ずしも必要ではない。 Substrate 11b is not necessarily required.

各第1集電体12は、積層された発電要素の一側面(図1右側)に配置された第1端子18aに接続されており、各第2集電体16は、前記一側面の反対側の側面(図1左側)に配置された第2端子18bに接続されている。 Each first current collector 12, one side surface of the stacked power generating element is connected to a first terminal 18a arranged in (Figure 1 right), the second current collector 16, opposite the one side It is connected to the second terminal 18b arranged on the side of the side surface (left side in FIG. 1). 残り二つの側面は、樹脂などの絶縁材料で封止することが好ましい。 The remaining two sides are preferably sealed with an insulating material such as resin.

このように側面に外部端子を形成することにより、端子構造が簡易になり、体積利用率に優れ、かつ、高容量で、高エネルギー密度の全固体薄膜積層電池を得ることができる。 By forming the external terminals thus the side surface, the terminal structure is simplified, excellent space utilization and a high capacity can be obtained all-solid thin film laminated battery having a high energy density. また、このような全固体薄膜積層電池を用いることにより、実装面積効率に優れた回路基板や携帯端末を得ることができる。 Further, by using such a total solid film laminate battery, it is possible to obtain an excellent circuit board and mobile terminal mounting area efficiency.

次に、このような全固体薄膜積層電池の製造法について、図1、2を参照しながら説明する。 Then, for such all-solid thin film cell stack manufacturing method will be described with reference to FIGS. なお、ここでは、第1電極が負極であるリチウム二次電池の場合について説明する。 Here, a description for the case of a lithium secondary battery the first electrode is the negative electrode.

(イ)第1集電体の成膜 まず、図2に示すように、幅L 1を有する基板11a上の、幅L 3 −長さL 5で示される領域に、第1集電体12を形成する。 (A) First film forming the first current collector, as shown in FIG. 2, on the substrate 11a having a width L 1, the width L 3 - the area indicated by the length L 5, a first current collector 12 to form.
基板11aには、アルミナ、ガラス、ポリイミドフィルム、絶縁層を表面に形成した金属箔等のような電気絶縁性を有する基板を用いることができる。 The substrate 11a, it is possible to use alumina, glass, polyimide film, a substrate having an electrically insulating property such as a metal foil such as an insulating layer formed on the surface. 基板の表面の表面粗さは、小さい方が好ましく、鏡面板などが好適である。 Surface roughness of the surface of the substrate, the smaller is preferred, preferred and specular plate.

第1集電体には、電子伝導性を有し、かつ、第1電極と反応しない材料を用いる。 The first current collector has electron conductivity, and a material that does not react with the first electrode. 例えば、白金、白金/パラジウム合金、アルミニウム、ニッケル、銅、ITO(インジウム−錫酸化物)、炭素材料などを用いることができる。 For example, platinum, platinum / palladium alloys, aluminum, nickel, copper, ITO (indium - tin oxide) or the like can be used carbon materials.

第1集電体は、従来から公知の薄膜形成プロセスを用いて成膜することができる。 First current collector can be formed by a known thin film forming processes conventionally. 例えば、基板11上に、幅L 3 −長さL 5で示される領域に応じた窓を有するマスクを被せ、窓の内側に、上記材料を成膜する。 For example, on the substrate 11, the width L 3 - covered with a mask having a window corresponding to the region indicated by the length L 5, on the inside of the window, depositing the material. 第1集電体の形成プロセスとしては、化学的気相反応法、スパッタ法、イオンビーム蒸着法、電子ビーム蒸着法、抵抗加熱蒸着法、レーザーアブレーション法などを挙げることができる。 The formation process of the first current collector, a chemical vapor phase reaction method, a sputtering method, an ion beam deposition, electron beam deposition, resistance heating deposition method and a laser ablation method or the like. 第1集電体の厚さは、0.005μm以上2μm以下が好ましい。 The thickness of the first current collector is preferably at most 2μm least 0.005 .mu.m.

(ロ)第1電極の成膜 次に、図2に示すように、第1集電体12上の、幅L 4 −長さL 5で示される領域に、第1電極13として、負極を形成する。 (B) Next formation of the first electrode, as shown in FIG. 2, on the first current collector 12, the width L 4 - in the area indicated by the length L 5, a first electrode 13, a negative electrode Form. 負極には、リチウム二次電池の負極材料として知られている材料を限定なく用いることができる。 The negative electrode may be used without limiting the material known as a negative electrode material for a lithium secondary battery. 例えば、金属リチウム、非晶質炭素、黒鉛、Li 3-a Co a N、Li 3-a Ni a N、Li 3-a Mn a Nなどの窒化物、Nb 25 、SnO 2 、Fe 23などの酸化物、リチウムを吸蔵・放出することが可能なAl、Sn、Siなどの金属材料もしくはそれらの合金材料などが好ましい。 For example, metallic lithium, amorphous carbon, graphite, Li 3-a Co a N , Li 3-a Ni a N, nitrides such as Li 3-a Mn a N, Nb 2 O 5, SnO 2, Fe 2 oxides such as O 3, capable of lithium storage and release Al, Sn, such as a metal material or an alloy thereof materials such as Si are preferred.

負極は、従来から公知の薄膜形成プロセスを用いて成膜することができる。 Negative electrode can be formed by a known thin film forming processes conventionally. 例えば、第1集電体12上から、幅L 4 −長さL 5で示される領域に応じた窓を有するマスクを被せ、窓の内側に、上記材料を成膜する。 For example, from on the first current collector 12, the width L 4 - covered with a mask having a window corresponding to the region indicated by the length L 5, on the inside of the window, depositing the material. 負極の形成プロセスとしては、化学的気相反応法、スパッタ法、イオンビーム蒸着法、電子ビーム蒸着法、抵抗加熱蒸着法、レーザーアブレーション法などを用いることができる。 As the negative electrode formation process, a chemical vapor phase reaction method, a sputtering method, an ion beam deposition, electron beam deposition, resistance heating deposition method, or the like can be used a laser ablation method.

なお、酸化物や窒化物は、成膜時に酸素欠損あるいは窒素欠損を生じやすいため、成膜時には、酸素プラズマを基板に照射することが好ましい。 Note that the oxide or nitride, and is easy to cause oxygen deficiency or nitrogen deficiency during the film formation, during film formation, it is preferable to irradiate the oxygen plasma on the substrate. 酸素プラズマの照射は、第1電極に酸素欠損や窒素欠損が発生するのを防止するのに有効である。 Irradiation of oxygen plasma are effective in oxygen-deficient, nitrogen-deficient to the first electrode can be prevented. 第1電極の厚さは0.1μm以上20μm以下が好ましい。 The thickness of the first electrode is preferably 0.1μm or more 20μm or less.

(ハ)固体電解質の成膜 固体電解質14は、図2に示すように、第1集電体12と第1電極13とが完全に覆われるように、幅L 2 −長さL 7で示される領域に成膜する。 (C) a solid electrolyte film forming solid electrolyte 14, as shown in FIG. 2, as a first current collector 12 and the first electrode 13 is completely covered, the width L 2 - represented by a length L 7 It is formed in an area. 固体電解質には、イオン導電性を有し、電子伝導性が無視できるほど小さい材料を用いることが好ましい。 The solid electrolyte has an ionic conductivity, it is preferable to use a material with a low enough electron conductivity is negligible. 本実施の形態では、リチウムイオン伝導性の優れた固体電解質を用いることが望ましい。 In this embodiment, it is preferable to use a lithium ion conductive excellent solid electrolyte.

リチウムイオン伝導性に優れた固体電解質としては、例えば、Li 3 PO 4 、Li 3 PO 4に窒素をドープしたLiPO 4-xx (LIPON)、Li 2 S−SiS 2 、Li 2 S−P 25 、Li 2 S−B 23等のガラス状硫化物、LiIなどのハロゲン化リチウムやLi 3 PO 4などのリチウム酸素酸塩を前記ガラス状硫化物にドープした材料などが挙げられる。 As the lithium ion conductive excellent solid electrolyte, for example, Li 3 PO 4, Li 3 LiPO nitrogen doped in PO 4 4-x N x ( LIPON), Li 2 S-SiS 2, Li 2 S-P glassy sulfides such as 2 S 5, Li 2 S- B 2 S 3, and the like material a lithium oxyacid salt such as lithium halide and Li 3 PO 4 doped to the glassy sulfides such as LiI .

固体電解質は、従来から公知の薄膜形成プロセスを用いて成膜することができる。 The solid electrolyte may be formed by a known thin film forming processes conventionally. 例えば、第1電極13上から、幅L 2 −長さL 7で示される領域に応じた窓を有するマスクを被せ、窓の内側に、上記材料を成膜する。 For example, from on the first electrode 13, the width L 2 - covered with a mask having a window corresponding to the region indicated by the length L 7, the inside of the window, depositing the material. 固体電解質の成膜プロセスとしては、化学的気相反応法、スパッタ法、イオンビーム蒸着法、電子ビーム蒸着法、抵抗加熱蒸着法、レーザーアブレーション法などを用いることができる。 As the film formation process of the solid electrolyte, a chemical vapor phase reaction method, a sputtering method, an ion beam deposition, electron beam deposition, resistance heating deposition method, or the like can be used a laser ablation method. 固体電解質の厚さは0.1μm以上10μm以下が好ましい。 The thickness of the solid electrolyte is preferably 0.1μm or more 10μm or less.

(ニ)第2電極の成膜 次に、図2に示すように、固体電解質14上の、幅L 4 −長さL 6で示される領域に、第2電極15として、正極を形成する。 (D) Next the formation of the second electrode, as shown in FIG. 2, on the solid electrolyte 14, the width L 4 - in the area indicated by the length L 6, the second electrode 15, to form a positive electrode. 正極には、リチウム二次電池の正極材料として知られている材料を限定なく用いることができる。 The positive electrode can be used without limiting the material known as a cathode material for lithium secondary batteries. 特に、コバルト酸リチウム(LiCoO 2 )、ニッケル酸リチウム(LiNiO 2 )、マンガン酸リチウム(LiMn 24 )などのリチウム複合遷移金属酸化物、V 25 、MoO 2などの酸化物、TiS 2などの硫化物を用いることが好ましい。 In particular, lithium cobalt oxide (LiCoO 2), lithium nickelate (LiNiO 2), lithium composite transition metal oxide such as lithium manganate (LiMn 2 O 4), V 2 O 5, an oxide such as MoO 2, TiS 2 it is preferable to use a sulfide such as.

正極は、従来から公知の薄膜形成プロセスを用いて成膜することができる。 The positive electrode may be formed by a known thin film forming processes conventionally. 例えば、固体電解質14上から、幅L 4 −長さL 6で示される領域に応じた窓を有するマスクを被せ、窓の内側に、上記材料を成膜する。 For example, from on the solid electrolyte 14, the width L 4 - covered with a mask having a window corresponding to the region indicated by the length L 6, on the inside of the window, depositing the material. 正極の形成プロセスとしては、化学的気相反応法、スパッタ法、イオンビーム蒸着法、電子ビーム蒸着法、抵抗加熱蒸着法、レーザーアブレーション法などを用いることができる。 As the positive electrode forming process, a chemical vapor phase reaction method, a sputtering method, an ion beam deposition, electron beam deposition, resistance heating deposition method, or the like can be used a laser ablation method.

なお、成膜時には、酸素プラズマを基板に照射することが好ましい。 At the time of film formation, it is preferable to irradiate the oxygen plasma on the substrate. 酸素プラズマの照射は、第2電極に酸素欠損が発生するのを防止するのに有効である。 Irradiation of oxygen plasma is effective to prevent the oxygen deficiency in the second electrode occurs. 第2電極の厚さは0.1μm以上20μm以下が好ましい。 The thickness of the second electrode is preferably 0.1μm or more 20μm or less.

(ホ)第2集電体の成膜 第2集電体16は、図2に示すように、第2電極15上の、幅L 3 −長さL 6で示される領域に形成する。 (E) second current collector of the film forming the second current collector 16, as shown in FIG. 2, on the second electrode 15, the width L 3 - is formed in an area indicated by the length L 6. 第2集電体には、第1集電体と同様に、電子伝導性を有し、かつ、第2電極と反応しない材料を用いる。 The second current collector, similarly to the first current collector, has electron conductivity, and a material that does not react with the second electrode. 例えば、白金、白金/パラジウム合金、アルミニウム、ニッケル、銅、ITO(インジウム−錫酸化物)、炭素材料などを用いることができる。 For example, platinum, platinum / palladium alloys, aluminum, nickel, copper, ITO (indium - tin oxide) or the like can be used carbon materials.

第2集電体は、第1集電体と同様に、従来から公知の薄膜形成プロセスを用いて成膜することができる。 Second current collector, similarly to the first current collector can be formed by a known thin film forming processes conventionally. 例えば、第2電極15上から、幅L 3 −長さL 6で示される領域に応じた窓を有するマスクを被せ、窓の内側に、上記材料を成膜する。 For example, from on the second electrode 15, the width L 3 - covered with a mask having a window corresponding to the region indicated by the length L 6, on the inside of the window, depositing the material. 第2集電体の形成プロセスとしては、化学的気相反応法、スパッタ法、イオンビーム蒸着法、電子ビーム蒸着法、抵抗加熱蒸着法、レーザーアブレーション法などを挙げることができる。 The formation process of the second current collector, a chemical vapor phase reaction method, a sputtering method, an ion beam deposition, electron beam deposition, resistance heating deposition method and a laser ablation method or the like. 第2集電体の厚さは、0.005μm以上2μm以下が好ましい。 The thickness of the second current collector is preferably at most 2μm least 0.005 .mu.m.

(ヘ)緩衝層の成膜 次に、第2集電体16上に、緩衝層17aを成膜する。 (F) depositing a buffer layer Next, on the second current collector 16, forming a buffer layer 17a. 緩衝層は、弾性に富む樹脂および/または展性延性に富む金属からなることが好ましい。 Buffer layer is preferably made of a metal-rich resins and / or malleability ductility highly elastic.
樹脂からなる緩衝層は、例えば、有機モノマーのプラズマ重合などのプロセスにより、形成することができる。 Buffer layer made of resin, for example in a process such as plasma polymerization of organic monomers are formed. プラズマ重合は、グロー放電によって、有機モノマーを低温プラズマ状態にすることにより進行する。 Plasma polymerization by glow discharge proceeds by the organic monomers in a low-temperature plasma state.

例えば、第2集電体16上から、幅L 3 −長さL 6で示される領域(第2集電体16上の全面)に応じた窓を有するマスクを被せ、周囲の雰囲気で有機モノマーを低温プラズマ状態にすることにより、窓の内側に、所定の樹脂薄膜を形成することができる。 For example, from on the second current collector 16, the width L 3 - covered with a mask having a window corresponding to the region indicated by the length L 6 (the entire surface of the second current collector 16), the organic monomer ambient atmosphere the by low-temperature plasma state, the inside of the window, it is possible to form a predetermined resin film.

プラズマ重合が可能な有機モノマーとしては、エタン、エチレン、アセチレン、プロピレン、ブテン、ブタジエン、シクロヘキサン、ベンゼン、キシレンなどの炭化水素、アクリル酸、アクリル酸メチル、プロピオン酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸アリル、酢酸ビニルなどのビニル化合物、四フッ化エチレン、六フッ化プロピレンなどのフルオロカーボン、ヘキサメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシラン、テトラメチルジシロキサンなどの有機シラン化合物、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイドなどの含酸素モノマーを用いることができる。 The organic monomer capable of plasma polymerization, ethane, ethylene, acetylene, propylene, butene, butadiene, cyclohexane, benzene, hydrocarbon, acrylic acid, such as xylene, methyl acrylate, propionic acid, methyl methacrylate, allyl methacrylate, vinyl compounds such as vinyl acetate, tetrafluoroethylene, fluorocarbons such as hexafluoropropylene, hexamethyldisiloxane, hexamethyldisilazane, an organosilane compound such as tetramethyldisiloxane, ethylene oxide, the oxygen-containing monomers such as propylene oxide it can be used.

また、上記有機モノマーを気化させて、モノマーを成膜面に付着させ、成膜面に付着したモノマーに電子線や紫外線を照射することにより、モノマーを重合させて成膜することも可能である。 Also, to vaporize the organic monomer, the monomer is attached to the deposition surface by irradiating an electron beam or ultraviolet rays to the monomer adhering to the film-forming surface, it can be deposited by polymerization of monomers .

また、集電体よりも展延性に富む金属、例えば金、銀などからなる緩衝層は、例えば、抵抗加熱蒸着法により、形成することができる。 The metal-rich spreadable than the current collector, such as gold, a buffer layer made of silver, for example, by resistance heating vapor deposition method, can be formed. 例えば、第2集電体16上から、幅L 3 −長さL 6で示される領域(第2集電体16上の全面)に応じた窓を有するマスクを被せ、窓の内側に、所定の金属を蒸着させる。 For example, from on the second current collector 16, the width L 3 - covered with a mask having a window corresponding to the region indicated by the length L 6 (the entire surface of the second current collector 16), the inside of the window, the predetermined the metal is deposited.

膜応力を緩和する効果を得るためには、緩衝層の厚さが0.01μm以上であることが好ましい。 To obtain the effect of relieving the film stress, it is preferable that the thickness of the buffer layer is 0.01μm or more. 緩衝層が厚いほど、電池作製時における薄膜同士の剥離が減少するため、歩留まりが向上する。 As the buffer layer is thick, since the peeling of the thin films during battery fabrication is reduced, yield is improved. ただし、緩衝層が厚すぎると、電池のエネルギー密度が低下するため、5μm以下が好ましい。 However, when the buffer layer is too thick, the energy density of the battery is reduced, the following is preferably 5 [mu] m.

以降は、上記と同様の工程により、第2集電体16、第2電極15、固体電解質14、第1電極13、第1集電体12を順次に形成し、工程(へ)と同様にして、緩衝層17bを形成する。 Thereafter, by the same process steps as just detailed, the second current collector 16, the second electrode 15, solid electrolyte 14, the first electrode 13, sequentially forming a first current collector 12, in the same manner as in step (to) Te, forming a buffer layer 17b. このような操作を複数回繰り返すことにより、所望の積層電池を得ることができる。 By repeating several times such an operation, it is possible to obtain a desired laminated battery. 最後の成膜が終わると、その膜上に絶縁性基板11bを配置する。 When the last film formation is completed, place the insulating substrate 11b on the film. そして、図2に示すように、第1集電体および第2集電体の端部がそれぞれ露出している側面を、導電性材料で被覆することにより、第1端子18aおよび第2端子18bを設ける。 Then, as shown in FIG. 2, by the end of the first current collector and the second current collector is a side that is exposed respectively, coated with a conductive material, the first terminal 18a and second terminal 18b the provision. 端子を形成する導電性材料には、例えば、樹脂に導電性粒子を分散させた導電性ペーストなどを用いることができる。 The conductive material forming the terminals, for example, can be used as the resin in the conductive particles electrically conductive paste prepared by dispersing.

なお、図1では、緩衝層が、第1集電体の間および第2集電体の間に、それぞれ設けられているが、緩衝層が多いほど、積層電池のエネルギー密度が低下する。 In FIG. 1, the buffer layer is between the first current collector and between the second current collector of, but are provided, the more buffer layers, the energy density of the cell stack is reduced. 従って、積層電池の構成材料やスタック数に応じて、第1集電体の間のみ、もしくは第2集電体の間のみに緩衝層を設けたり、数スタック毎に緩衝層を設けたりすることにより、エネルギー密度の低下を抑制することが好ましい。 Thus, depending on the material and the number of stacks of the laminated cell, only during the first current collector, or it may be provided a buffer layer only between the second current collector, to or providing the buffer layer every few stack Accordingly, it is preferable to suppress a decrease in energy density. また、図1において、緩衝層17aが絶縁樹脂の場合、緩衝層17aは、第1端子18aおよび第2端子18bと接触していてもよい。 Further, in FIG. 1, when the buffer layer 17a is an insulating resin, the buffer layer 17a may be in contact with the first terminal 18a and second terminal 18b.

実施の形態2 Embodiment 2
本実施の形態では、複数の発電要素が、直列に接続されている場合の一例について説明する。 In this embodiment, a plurality of power generating elements, an example of when connected in series.
図3に、本実施の形態に係る全固体薄膜積層電池の縦断面図を示す。 Figure 3 shows a longitudinal sectional view of the all-solid thin film cell stack according to the embodiment. また、図4に、前記電池の上面図を示す。 Further, FIG. 4 shows a top view of the battery. 図3は、図4のIII−III線断面図に相当する。 Figure 3 corresponds to line III-III sectional view of FIG. 図3において、保護層および第1端子を兼ねる基板21a上には、順次に、第1集電体22、第1電極23、固体電解質24、第2電極25、第2集電体26、緩衝層27、第1集電体22、第1電極23・・・が積層されている。 In Figure 3, the protective layer and the first substrate 21a also serving as a terminal, sequentially, a first current collector 22, a first electrode 23, solid electrolyte 24, second electrode 25, the second current collector 26, a buffer layer 27, the first current collector 22, the first electrode 23, ... are stacked. そして、最後に第2集電体26が積層され、さらにその上が保護層および第2端子を兼ねる基板21bで覆われている。 Finally, the second current collector 26 is laminated, and thereon is further covered with a substrate 21b which also serves as a protective layer and a second terminal. 四つの側面は絶縁層28で封止されている。 Four sides are sealed with an insulating layer 28.
次に、このような全固体薄膜積層電池の製造法について、図3、4を参照しながら説明する。 Then, for such all-solid thin film cell stack manufacturing method will be described with reference to FIGS. なお、ここでは、第1電極が正極である場合について説明する。 Here, a description will be given when the first electrode is a positive electrode.

(イ)第1集電体の成膜 まず、図4に示すように、幅L 1を有する基板21a上の、幅L 3 −長さL 5で示される領域に、第1集電体22を形成する。 (A) First film forming the first current collector, as shown in FIG. 4, on the substrate 21a having a width L 1, the width L 3 - the area indicated by the length L 5, a first current collector 22 to form.
基板21aには、シリコン等の半導体基板、アルミニウム、銅、ステンレス鋼等の導電性基板、あるいは金属などの導電層を表面に形成した樹脂フィルムなどを用いることができる。 The substrate 21a, can be used a semiconductor substrate such as silicon, aluminum, copper, a conductive substrate such as stainless steel, or a resin film having the conductive layer formed on the surface of a metal. 基板の表面の表面粗さは、小さい方が好ましく、鏡面板などが好適である。 Surface roughness of the surface of the substrate, the smaller is preferred, preferred and specular plate.

なお、基板21a自体が導電性を有することから、必ずしも第1集電体を形成する必要はない。 Incidentally, since the substrate 21a itself is conductive, it is not always necessary to form the first current collector. 第1集電体の原料、成膜方法、厚さ等は、実施の形態1の第2集電体の場合と同様である。 Material of the first current collector, a film forming method, thickness and the like are the same as those of the second current collector of the first embodiment.

(ロ)第1電極の成膜 次に、図4に示すように、第1集電体22上の、幅L 4 −長さL 5で示される領域に、第1電極23として、正極を形成する。 (B) Next formation of the first electrode, as shown in FIG. 4, on the first current collector 22, the width L 4 - in the area indicated by the length L 5, a first electrode 23, a positive electrode Form. 正極の原料、成膜方法、厚さ等は、実施の形態1の第2電極と同様である。 The positive electrode material, the film forming method, thickness and the like is similar to the second electrode of the first embodiment.

(ハ)固体電解質の成膜 固体電解質24は、図4に示すように、第1集電体22と第1電極23とが完全に覆われるように、幅L 2 −長さL 7で示される領域に成膜する。 (C) depositing a solid electrolyte 24 of a solid electrolyte, as shown in FIG. 4, as the first current collector 22 and the first electrode 23 is completely covered, the width L 2 - represented by a length L 7 It is formed in an area. 固体電解質の原料、成膜方法、厚さ等は、実施の形態1と同様である。 Raw material of the solid electrolyte, the film forming method, thickness and the like are the same as in the first embodiment.

(ニ)第2電極の成膜 次に、図4に示すように、固体電解質24上の、幅L 4 −長さL 6で示される領域に、第2電極25として、負極を形成する。 (D) Next the formation of the second electrode, as shown in FIG. 4, on the solid electrolyte 24, the width L 4 - in the area indicated by the length L 6, the second electrode 25, to form a negative electrode. 負極の原料、成膜方法、厚さ等は、実施の形態1の第1電極と同様である。 The negative electrode of the raw material, the film forming method, thickness and the like are the same as the first electrode of the first embodiment.

(ホ)第2集電体の成膜 第2集電体26は、図4に示すように、第2電極25上の、幅L 3 −長さL 6で示される領域に形成する。 (E) second current collector of the film forming the second current collector 26, as shown in FIG. 4, on the second electrode 25, the width L 3 - is formed in an area indicated by the length L 6. 第2集電体の原料、成膜方法、厚さ等は、実施の形態1の第1集電体と同様である。 Material of the second current collector, the film forming method, thickness and the like are the same as the first current collector of the first embodiment.

(ヘ)緩衝層の成膜 次に、第2集電体26上の全面に、緩衝層27を成膜する。 (F) depositing a buffer layer Next, on the entire surface of the second current collector 26, forming the buffer layer 27. 緩衝層の原料、成膜方法、厚さ等は、実施の形態1と同様である。 Material of the buffer layer, a film forming method, thickness and the like are the same as in the first embodiment.
図3に示すように複数の発電要素が直列に接続される場合、集電構造を簡単にする観点から、緩衝層には金属や導電性樹脂を用いることが好ましい。 If multiple power generating elements are connected in series as shown in FIG. 3, from the viewpoint of simplifying the current collecting structure, it is preferable that the buffer layer using a metal or a conductive resin. ただし、積層電池の側面を利用して発電要素同士を直列に接続する場合であれば、緩衝層を絶縁樹脂で構成してもよい。 However, in the case where utilizing the side surface of the stacked cell connecting the power generating element between the series, the buffer layer may be formed of an insulating resin.

以降は、上記と同様の工程により、第1集電体22、第1電極23、固体電解質24、第2電極25、第2集電体26、緩衝層27を順次に形成する。 Thereafter, by the same process steps as just detailed, the first current collector 22, a first electrode 23, solid electrolyte 24, second electrode 25, the second current collector 26 are sequentially formed a buffer layer 27. このような操作を複数回繰り返すことにより、所望の積層電池を得ることができる。 By repeating several times such an operation, it is possible to obtain a desired laminated battery. 最後の成膜が終わると、その膜上に導電性の基板21bを配置する。 When the last film formation is completed, place the conductive substrate 21b on the film. そして、図4に示すように、4つの側面を絶縁性材料からなる絶縁層28で被覆する。 Then, as shown in FIG. 4, it is covered with an insulating layer 28 made of the four sides of an insulating material. 絶縁性材料には、例えば、樹脂を用いることができる。 The insulating material, for example, a resin.

なお、図3では、緩衝層が、全ての第1集電体と第2集電体との間に設けられているが、積層電池の構成材料やスタック数に応じて、数スタック毎に緩衝層を設けることにより、エネルギー密度の低下を抑制することが好ましい。 In FIG. 3, the buffer layer, but is provided between the all first current collector and the second current collector of, depending on the material and the number of stacks of the laminated battery, the buffer every few stack by providing a layer, it is preferable to suppress a decrease in energy density. また、図3において、少なくとも緩衝層27が、対向する絶縁層28と接触していてもよい。 Further, in FIG. 3, at least the buffer layer 27 may be in contact with the opposing insulating layer 28.
次に、本発明を実施例に基づいてより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Next, will be described more specifically with reference to the present invention embodiment, the present invention is not limited to the following examples.

《実施例1》 "Example 1"
本実施例では、実施の形態1で説明した、図1、2で示される電池とほぼ同様の構造を有し、かつ、表1に示す材料からなる緩衝層を有する全固体薄膜積層電池を作製した。 In this embodiment, described in the first embodiment, it has substantially the same structure as the cell shown in Figure 1 and 2, and produced an all-solid thin film laminated cell having a buffer layer made of a material shown in Table 1 did. ここで作製した電池においては、6つの発電要素が並列に接続されている。 In the batteries fabricated here, six power generating elements are connected in parallel. ただし、第1電極は正極とした。 However, the first electrode is a positive electrode.

(イ)第1工程 基板11aには、表面研磨されたエポキシ樹脂基板を用いた。 (B) The first step substrate 11a, with epoxy resin substrate which is surface-polished. この基板上に、幅12mm、長さ20mmの窓を有するメタルマスクを被せ、図2に示すように、幅L 3 −長さL 5で示される12mm×20mmの領域に、rfマグネトロンスパッタ法により、第1集電体12として、厚さ0.3μmの白金を成膜した。 On this substrate, covered with a metal mask having a width 12 mm, length 20mm window, as shown in FIG. 2, the width L 3 - in the area of 12 mm × 20mm represented by a length L 5, a rf magnetron sputtering , the first current collector 12 was formed of platinum having a thickness of 0.3 [mu] m.

(ロ)第2工程 次に、第1集電体12上に、幅10mm、長さ20mmの窓を有するメタルマスクを被せ、図2に示すように、幅L 4 −長さL 5で示される10mm×20mmの領域に、第1電極13として、厚さ2μmのコバルト酸リチウム(LiCoO 2 )を成膜した。 (B) a second step Next, on the first current collector 12, covered with a metal mask having a width 10 mm, length 20mm window, as shown in FIG. 2, the width L 4 - indicated by the length L 5 in the region of 10 mm × 20 mm which, as the first electrode 13 was formed with a thickness of 2μm lithium cobaltate (LiCoO 2).

コバルト酸リチウムの成膜は、1×10 -4 TorrのAr50%、酸素50%の混合ガス雰囲気下で、リチウムとコバルトを蒸発させることにより行った。 Deposition of lithium cobaltate, AR50% of 1 × 10 -4 Torr, in a mixed gas atmosphere of oxygen 50%, was carried out by evaporation of lithium and cobalt. ここでは、グラファイト製るつぼに入れたリチウム、アルミナ製るつぼに入れたコバルトを、それぞれ蒸発源に用いた。 Here, lithium placed in a graphite crucible, cobalt were placed in an alumina crucible, which was used in the evaporation sources. リチウムは抵抗加熱真空蒸着法(電流100A)により、コバルトは電子ビーム真空蒸着法(電子加速電圧30kV、エミッション電流600mA)により、蒸発させた。 The lithium resistance heating vacuum deposition method (current 100A), cobalt by an electron beam vacuum deposition method (electron acceleration voltage 30 kV, emission current 600 mA), and evaporated. その際、プラズマ銃(電子加速電圧50V、電子電流2A、Ar流量7sccm)を用いて、基板上へのエネルギー照射を行った。 At that time, the plasma gun (electron acceleration voltage 50 V, electronic current 2A, Ar flow rate 7 sccm) was performed using energy irradiation onto the substrate.

(ハ)第3工程 次に、第1電極13上に、幅14mm、長さ25mmの窓を有するメタルマスクを被せ、図2に示すように、幅L 2 −長さL 7で示される14mm×25mmの領域に、固体電解質14として、厚さ2μmのLIPON(Li 2.9 PO 3.30.46 )を成膜した。 (C) Third step Next, on the first electrode 13, covered with a metal mask having a width 14 mm, length 25mm window, as shown in FIG. 2, the width L 2 - 14 mm, shown by the length L 7 to × 25 mm area, as the solid electrolyte 14 was formed with a thickness of 2μm LIPON (Li 2.9 PO 3.3 N 0.46).

LIPONの成膜は、1×10 -2 Torrの窒素雰囲気下で、rfマグネトロンスパッタ法(投入電力50W)により、リン酸リチウム(Li 3 PO 4 )をスパッタすることにより行った。 Deposition of LIPON, under the nitrogen atmosphere of 1 × 10 -2 Torr, by rf magnetron sputtering (applied power 50 W), was carried out by sputtering a lithium phosphate (Li 3 PO 4).

(ニ)第4工程 次に、固体電解質14上に、幅10mm、長さ20mmの窓を有するメタルマスクを被せ、図2に示すように、幅L 4 −長さL 6で示される10mm×20mmの領域に、抵抗加熱真空蒸着法(真空度1×10 -6 Torr)により、第2電極15として、厚さ0.5μmのリチウム金属を成膜した。 (D) Fourth Step Next, on the solid-state electrolyte 14, covered with a metal mask having a width 10 mm, length 20mm window, as shown in FIG. 2, the width L 4 - 10 mm × represented by a length L 6 to 20mm area, by resistance heating vacuum deposition method (degree of vacuum 1 × 10 -6 Torr), a second electrode 15 was formed with a thickness of 0.5μm lithium metal.

(ホ)第5工程 次に、第2電極15上に、幅12mm、長さ20mmの窓を有するメタルマスクを被せ、図2に示すように、幅L 3 −長さL 6で示される12mm×20mmの領域に、rfマグネトロンスパッタ法により、第2集電体16として、厚さ0.3μmの白金を成膜した。 (E) Fifth Step Next, on the second electrode 15, covered with a metal mask having a width 12 mm, length 20mm window, as shown in FIG. 2, the width L 3 - 12 mm, shown by the length L 6 to × 20 mm area, the rf magnetron sputtering method, a second current collector 16 was formed of platinum having a thickness of 0.3 [mu] m.

(ヘ)第6工程 次に、第2集電体16上に、幅12mm、長さ20mmの窓を有するメタルマスクを被せ、図2に示すように、幅L 3 −長さL 6で示される12mm×20mmの領域(第2集電体16上の全面)に、緩衝層17aとして、表1に示す材料a〜mを1μmの厚さで成膜した。 (F) Next sixth step, on the second current collector 16, covered with a metal mask having a width 12 mm, length 20mm window, as shown in FIG. 2, the width L 3 - represented by a length L 6 to 12 mm × 20 mm in area (entire surface of the second current collector 16), as a buffer layer 17a, it was formed material a~m shown in Table 1 in a thickness of 1 [mu] m.

用いた材料が有機モノマーの場合には、プラズマ重合法により、緩衝層を成膜した。 Materials employed in the case of organic monomers, by a plasma polymerization method, thereby forming a buffer layer. プラズマ重合の条件は、例えば有機モノマーがエタンである場合には、エタンガス流量20ml/分、ガス圧力0.1Torr、放電周波数13.56MHz、放電電力25Wとした。 Conditions of the plasma polymerization, for example, when the organic monomer is ethane, ethane gas flow rate 20 ml / min and the gas pressure 0.1 Torr, discharge frequency 13.56 MHz, the discharge power 25W. 他の有機モノマーを用いる場合には、ガス流量10〜50ml/分、ガス圧力0.1〜5Torr、放電周波数13.56MHz、放電電力10〜100Wの範囲内でプラズマ重合の条件を調整した。 When using other organic monomers, the gas flow rate of 10-50 ml / min, gas pressure 0.1~5Torr, discharge frequency 13.56 MHz, and adjust the conditions of the plasma polymerization in the range of the discharge power 10 to 100 W.

また、用いた材料が金属の場合には、抵抗加熱真空蒸着(真空度1×10 -6 Torr)により、緩衝層を成膜した。 Also, the materials used are in the case of metals, the resistance heating vacuum deposition (vacuum degree 1 × 10 -6 Torr), thereby forming a buffer layer.
以降は、上記と同様の工程により、第2集電体16、第2電極15、固体電解質14、第1電極13、第1集電体12を順次に形成した。 Thereafter, by the same process steps as just detailed, the second current collector 16, the second electrode 15, solid electrolyte 14, the first electrode 13, and the first current collector 12 are sequentially formed. このような操作を複数回繰り返すことにより、6スタックの発電要素を積み上げた。 By repeating several times such an operation, piled generating elements 6 stack.

最後の成膜が終わると、その膜上に、エポキシ樹脂をスピンコータで塗布し、150℃で塗膜を加熱し、厚さ50μmの絶縁性基板11bを配置した。 When the last film formation is completed, the on the membrane, an epoxy resin was coated by a spin coater, and heated coating at 0.99 ° C., was placed an insulating substrate 11b having a thickness of 50 [mu] m.
そして、図2に示すように、第1集電体および第2集電体が、それぞれ露出している側面を、導電性の銀ペーストで被覆することにより、第1端子18aおよび第2端子18bを設けた。 Then, as shown in FIG. 2, the first current collector and the second current collector has a side that is exposed respectively, by coating with a conductive silver paste, the first terminal 18a and second terminal 18b the provided. こうして、所望の積層電池をそれぞれ20個ずつ作製した。 Thus, to produce the desired laminated battery 20 each.

[評価] [Evaluation]
〈不良率〉 <Failure rate>
各電池の充放電を20℃の恒温槽の中で繰り返した。 The charging and discharging of each battery was repeated in a constant temperature bath at 20 ° C.. 充電および放電は、それぞれ電極面積に対して0.013mA/cm 2の電流モードで行った。 Charge and discharge were performed in a current mode of 0.013mA / cm 2 for each electrode area. 充電終止電圧は4.2Vとした。 End-of-charge voltage was 4.2V. 放電終止電圧は3.0Vとした。 End-of-discharge voltage was 3.0V. 4サイクル目までは同条件で充放電サイクルを繰り返し、5サイクル目以降は、放電電流を0.13mA/cm 2に変更して、充放電サイクルを繰り返した。 Until the fourth cycle repeated charge and discharge cycles under the same conditions, the fifth cycle later, by changing the discharge current 0.13 mA / cm 2, it was repeated charge-discharge cycles.

不良率は、20個の電池に占める、作製時に薄膜同士が剥離した電池個数と、4サイクル目の放電容量が公称容量の80%に満たない電池個数の合計の割合を百分率で算出した。 Defect rate, occupied 20 batteries, thin films and the battery number was peeled, the discharge capacity of the fourth cycle was calculated ratio of the total cell number of not less than 80% of the nominal capacity in percentage during the production.

〈容量維持率〉 <Capacity retention rate>
良品とみなされた電池において、500サイクル目の放電容量の、5サイクル目の放電容量に対する維持率{(500サイクル目放電容量÷5サイクル目放電容量)×100}の平均値を求めた。 In was considered as good batteries, and an average value of the discharge capacity of the 500th cycle, retention to the discharge capacity at the fifth cycle {(500th cycle discharge capacity ÷ 5 th cycle discharge capacity) × 100}.
表1に、不良率と容量維持率を示す。 Table 1 shows the defect ratio and capacity retention rate.

《比較例1》 "Comparative Example 1"
緩衝層を設けなかったこと以外、実施例1と同様の電池を作製し、実施例1と同様に評価した。 Except that no provided a buffer layer, to prepare a battery similar to Example 1, it was evaluated in the same manner as in Example 1.
表1に示されるように、比較例1の電池は、不良率が51%と高く、容量維持率も58%であった。 As shown in Table 1, the battery of Comparative Example 1, failure rate as high as 51% was the capacity retention ratio of 58%. これに対して、実施例1の電池は、いずれも不良率が22%以下であり、容量維持率も80%以上であった。 In contrast, the battery of Example 1, both is not less 22% or less failure rate was the capacity retention ratio of 80% or more.

《実施例2》 "Example 2"
緩衝層の厚さ、および発電要素のスタック数を、表2に示すように変更したこと以外、実施例1と同様の電池を作製した。 The thickness of the buffer layer, and the stack number of the power generating element, except that was changed as shown in Table 2, to prepare a battery similar to Example 1. すなわち、実施例1と同様の方法で、並列に接続された6スタック、30スタックおよび100スタックの発電要素からなる積層電池を作製した。 That is, in the same manner as in Example 1, connected to 6 stacked in parallel, to produce a laminated cell comprising the power generating element 30 stack and 100 stack. ただし、ここでは、緩衝層の形成に、アクリル酸メチルを用いた。 Here, however, the formation of the buffer layer, with methyl acrylate. プラズマ重合の条件は、実施例1と同様とし、プラズマ重合の時間を0.5〜30分の範囲で制御することにより、緩衝層の厚さを変化させた。 Conditions of the plasma polymerization, the same as in Example 1, by controlling the plasma polymerization time in the range of 0.5 to 30 minutes, by changing the thickness of the buffer layer. そして、各電池を実施例1と同様に評価した。 Then, it was evaluated in the same manner each of the batteries of Example 1.
表2に、不良率と容量維持率を示す。 Table 2 shows the failure rate and capacity maintenance ratio.

表2に示されるように、緩衝層の厚さが0.01μm以上で、不良率25%以下、容量維持率70%以上を達成した。 As shown in Table 2, the thickness of the buffer layer at 0.01μm or more, 25% failure rate less was achieved more than 70% capacity retention rate. また、緩衝層の厚さが5μmまでは、厚さが増加するほど不良率が低下し、容量維持率が向上した。 The thickness of the buffer layer until 5 [mu] m, and decreases as the defect rate thickness increases, and improved capacity retention rate. エネルギー密度の観点から、緩衝層の厚さは5μmまでが妥当であると考えられる。 From the viewpoint of energy density, the thickness of the buffer layer is believed that it is reasonable to 5 [mu] m.

《実施例3》 "Example 3"
本実施例では、図5に示すように、緩衝層57aまたは57bを数スタック間隔で形成し、発電要素のスタック数を100スタックとし、第1電極と固体電解質と第2電極との組み合わせと緩衝層の種類を変更したこと以外、実施例1と同様の電池を作製した。 In this embodiment, as shown in FIG. 5, the buffer layer 57a or 57b to form several stacks intervals, the number of stacks of the power generating element is 100 stacks, and the combination of the first electrode and the solid electrolyte and the second electrode buffer except for changing the types of layers, to produce a battery similar to example 1.

すなわち、ここでは、基板51aとして表面研磨されたエポキシ樹脂基板を用い、第1集電体52として厚さ0.3μmの白金を成膜し、第1電極53、固体電解質54および第2電極55として所定の材料を成膜し、第2集電体56として厚さ0.3μmの白金を成膜し、緩衝層57a、57bとして厚さ1μmの所定の材料を成膜した。 In other words, in this case, using a surface polished epoxy resin substrate as the substrate 51a, a platinum with a thickness of 0.3μm as the first current collector 52 is formed, the first electrode 53, solid electrolyte 54 and the second electrode 55 as forming a predetermined material, a platinum with a thickness of 0.3μm as the second current collector 56 is formed, the buffer layer 57a, a predetermined material thickness 1μm as 57b was formed. そして、最後の成膜が終わると、その膜上に、エポキシ樹脂をスピンコータで塗布し、150℃で塗膜を加熱し、厚さ50μmの絶縁性材料層51bを配置した。 When the last film formation is finished, its film, an epoxy resin was coated by a spin coater, and heated coating at 0.99 ° C., was placed an insulating material layer 51b having a thickness of 50 [mu] m. そして、第1集電体および第2集電体が、それぞれ露出している側面を、導電性の銀ペーストで被覆することにより、第1端子58aおよび第2端子58bを設けた。 The first current collector and the second current collector has a side that is exposed respectively, by coating with a conductive silver paste, provided with a first terminal 58a and second terminal 58b.

表3に、第1電極と固体電解質と第2電極との組み合わせ、緩衝層に用いた材料、ならびに緩衝層を設けるスタック間隔を示す。 Table 3 shows the combination of the first electrode and the solid electrolyte and the second electrode, the material used in the buffer layer, and a stack interval providing the buffer layer.
所望の積層電池はそれぞれ20個ずつ作製した。 Desired laminated battery was fabricated 20 each. そして、各電池を実施例1と同様に評価した。 Then, it was evaluated in the same manner each of the batteries of Example 1. ただし、充放電の電圧範囲は表3に示す通りとした。 However, the voltage range of charge and discharge was as shown in Table 3.
表3に不良率と容量維持率を示す。 It shows the failure rate and capacity retention ratio in Table 3.

表3に示されるように、緩衝層を設けることで、いずれの電池においても、不良率が低下し、サイクル特性が改善した。 As shown in Table 3, by providing the buffer layer, in any of the batteries, the failure rate decreases, and improved cycle characteristics. また、20スタック間隔で緩衝層を形成した電池においても、500サイクル目の放電容量維持率は70%以上を示した。 Further, even in a battery to form a buffer layer 20 stack spacing, the discharge capacity retention ratio of the 500th cycle showed more than 70%.

なお、第1電極のニッケル酸リチウム(LiNiO 2 )、マンガン酸リチウム(LiMn 24 )薄膜(厚さ2μm)は、それぞれ実施例1と同様に、1×10 -4 TorrのAr50%、酸素50%の混合ガス雰囲気下、リチウムと、ニッケルもしくはマンガンとを、蒸発させることにより行った。 Incidentally, the lithium nickelate of first electrodes (LiNiO 2), lithium manganese oxide (LiMn 2 O 4) film (thickness 2 [mu] m), as well as each Example 1, AR50% of 1 × 10 -4 Torr, oxygen a mixed gas atmosphere of 50%, and lithium, nickel or manganese, was carried out by evaporation. すなわち、グラファイト製るつぼに入れたリチウム、アルミナ製るつぼに入れたニッケルもしくはマンガンを、それぞれ蒸発源に用いた。 That is, lithium was placed in a graphite crucible, nickel or manganese were placed in an alumina crucible, which was used in the evaporation sources. リチウムは抵抗加熱真空蒸着法(電流100A)により、ニッケルもしくはマンガンは電子ビーム真空蒸着法(電子加速電圧30kV、エミッション電流600mA)により蒸発させた。 The lithium resistance heating vacuum deposition method (current 100A), nickel or manganese was evaporated by electron beam vacuum deposition method (electron acceleration voltage 30 kV, emission current 600 mA). その際、プラズマ銃(電子加速電圧50V、電子電流2A、Ar流量7sccm)を用いて、基板上へのエネルギー照射を行った。 At that time, the plasma gun (electron acceleration voltage 50 V, electronic current 2A, Ar flow rate 7 sccm) was performed using energy irradiation onto the substrate.

第1電極のV 25薄膜(厚さ2μm)は、アルミナ製るつぼに入れたバナジウムを蒸発源とし、1×10 -4 TorrのAr50%、酸素50%の混合ガス雰囲気下、電子ビーム真空蒸着法(電子加速電圧30kV、エミッション電流500mA)により成膜した。 V 2 O 5 thin film of the first electrode (thickness 2 [mu] m) is the vanadium placed in an alumina crucible and the evaporation source, 1 × 10 -4 Ar50% of Torr, a mixed gas atmosphere of oxygen 50%, the electron beam vacuum vapor deposition (electron acceleration voltage 30 kV, emission current 500mA) was formed by.

固体電解質のガラス状態の0.63Li 2 S−0.36SiS 2 −0.01Li 3 PO 4 (SSE)薄膜(厚さ2μm)は、モル比が0.63:0.36:0.01のLi 2 SとSiS 2とLi 3 PO 4との混合物のターゲットを用い、20×10 -3 Torrの窒素雰囲気下、rfマグネトロンスパッタ法により成膜した。 Solid 0.63Li glass state electrolyte 2 S-0.36SiS 2 -0.01Li 3 PO 4 (SSE) thin film (thickness 2 [mu] m), the molar ratio of 0.63: 0.36: 0.01 of Li using a mixture of 2 S and SiS 2 and Li 3 PO 4 target, under a nitrogen atmosphere at 20 × 10 -3 Torr, it was formed by rf magnetron sputtering.

第2電極の炭素薄膜(厚さ1.5μm)は、グラファイトのタブレット(東海カーボン(株)製)を蒸発源に用い、1×10 -4 TorrのAr雰囲気下、電子ビーム蒸着(電子加速電圧40kV、エミッション電流10mA)により作製した。 Carbon film of the second electrode (thickness 1.5 [mu] m) are used graphite tablet (manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.) in the evaporation source, 1 × 10 -4 Torr under Ar atmosphere, electron beam deposition (electron acceleration voltage 40 kV, was produced by emission current 10 mA).

第2電極のLi 2.6 Co 0.4 N薄膜(厚さ2μm)は、1×10 -4 TorrのAr50%、窒素50%の混合ガス雰囲気下、リチウムとコバルトを蒸発させることにより行った。 Li 2.6 Co 0.4 N film of the second electrode (thickness 2 [mu] m) is, 1 × 10 -4 Ar50% of Torr, a mixed gas atmosphere of 50% nitrogen, followed by evaporation of lithium and cobalt. すなわち、グラファイト製るつぼに入れたリチウム、アルミナ製るつぼに入れたコバルトを、それぞれ蒸発源に用いた。 That is, lithium was placed in a graphite crucible, cobalt were placed in an alumina crucible, which was used in the evaporation sources. リチウムは抵抗加熱真空蒸着法(電流100A)により、コバルトは電子ビーム真空蒸着法(電子加速電圧30kV、エミッション電流600mA)により、蒸発させた。 The lithium resistance heating vacuum deposition method (current 100A), cobalt by an electron beam vacuum deposition method (electron acceleration voltage 30 kV, emission current 600 mA), and evaporated. その際、プラズマ銃(電子加速電圧50V、電子電流2A、Ar流量7sccm)を用いて、基板上へのエネルギー照射を行った。 At that time, the plasma gun (electron acceleration voltage 50 V, electronic current 2A, Ar flow rate 7 sccm) was performed using energy irradiation onto the substrate.

第2電極のLi 4 Ti 512薄膜(厚さ2.2μm)は、1×10 -4 TorrのAr50%、酸素50%の混合ガス雰囲気下、Li 4 Ti 512をターゲットとするrfマグネトロンスパッタ法(投入電力50W)により成膜した。 Li 4 Ti 5 O 12 thin film of the second electrode (thickness 2.2 .mu.m) is, 1 × 10 -4 Ar50% of Torr, a mixed gas atmosphere of oxygen 50%, rf targeting of Li 4 Ti 5 O 12 It was formed by magnetron sputtering (applied power 50 W).
第2電極のSi薄膜(厚さ0.5μm)は、1×10 -4 TorrのArガス雰囲気下、Siをターゲットとするrfマグネトロンスパッタ法(投入電力60W)により成膜した。 Si thin film of the second electrode (thickness 0.5 [mu] m) is, 1 × 10 -4 Torr in the Ar gas atmosphere was deposited by rf magnetron sputtering target a Si (input power 60 W).
上記以外の材料は、実施例1と同様の方法で成膜した。 Materials other than the above were formed in the same manner as in Example 1.

《実施例4》 "Example 4"
本実施例では、実施の形態2で説明した、図3、4で示される電池とほぼ同様の構造を有し、かつ、表4に示す材料からなる緩衝層を有する全固体薄膜積層電池を作製した。 In this embodiment, described in the second embodiment has substantially the same structure as the battery shown in FIGS. 3 and 4, and produced an all-solid thin film laminated cell having a buffer layer made of a material shown in Table 4 did. すなわち、ここで作製した電池においては、6つの発電要素が直列に接続されている。 That is, in the batteries fabricated here, six power generating elements are connected in series. 第1電極は正極とした。 The first electrode has a positive electrode.

(イ)第1工程 基板21aには、表面研磨されたステンレス鋼基板を用いた。 (B) The first step substrate 21a, was used a stainless steel substrate that has been surface polished. この基板上に、幅12mm、長さ20mmの窓を有するメタルマスクを被せ、図4に示すように、幅L 3 −長さL 5で示される12mm×20mmの領域に、rfマグネトロンスパッタ法により、第1集電体22として、厚さ0.3μmの白金を成膜した。 On this substrate, covered with a metal mask having a width 12 mm, length 20mm window, as shown in FIG. 4, the width L 3 - in the area of 12 mm × 20mm represented by a length L 5, a rf magnetron sputtering , the first current collector 22, thereby forming a platinum thickness of 0.3 [mu] m.

(ロ)第2工程 次に、第1集電体22上に、幅10mm、長さ20mmの窓を有するメタルマスクを被せ、図4に示すように、幅L 4 −長さL 5で示される10mm×20mmの領域に、第1電極23として、厚さ2μmのコバルト酸リチウム(LiCoO 2 )を成膜した。 (B) a second step Next, on the first current collector 22, covered with a metal mask having a width 10 mm, length 20mm window, as shown in FIG. 4, the width L 4 - indicated by the length L 5 in the region of 10 mm × 20 mm which, as the first electrode 23 was formed with a thickness of 2μm lithium cobaltate (LiCoO 2). コバルト酸リチウムの成膜は、実施例1の第1電極と同様に行った。 Deposition of lithium cobalt oxide was performed in the same manner as the first electrode of Example 1.

(ハ)第3工程 次に、第1電極23上に、幅14mm、長さ25mmの窓を有するメタルマスクを被せ、図4に示すように、幅L 2 −長さL 7で示される14mm×25mmの領域に、固体電解質24として、厚さ2μmのLIPON(Li 2.9 PO 3.30.46 )を成膜した。 (C) Third step Next, on the first electrode 23, covered with a metal mask having a width 14 mm, length 25mm window, as shown in FIG. 4, the width L 2 - 14 mm, shown by the length L 7 to × 25 mm area, as the solid electrolyte 24 was formed with a thickness of 2μm LIPON (Li 2.9 PO 3.3 N 0.46). LIPONの成膜は、実施例1の固体電解質と同様に行った。 Deposition of LIPON was performed in the same manner as the solid electrolyte of Example 1.

(ニ)第4工程 次に、固体電解質24上に、幅10mm、長さ20mmの窓を有するメタルマスクを被せ、図4に示すように、幅L 4 −長さL 6で示される10mm×20mmの領域に、抵抗加熱真空蒸着法により、第2電極25として、厚さ0.5μmのリチウム金属を成膜した。 (D) Fourth Step Next, on the solid-state electrolyte 24, covered with a metal mask having a width 10 mm, length 20mm window, as shown in FIG. 4, the width L 4 - 10 mm × represented by a length L 6 to 20mm area, by resistance heating vacuum deposition method, the second electrode 25 was formed with a thickness of 0.5μm lithium metal. リチウム金属の成膜は、実施例1の第2電極と同様に行った。 Deposition of lithium metal was performed in the same manner as the second electrode of Example 1.

(ホ)第5工程 次に、第2電極25上に、幅12mm、長さ20mmの窓を有するメタルマスクを被せ、図4に示すように、幅L 3 −長さL 6で示される12mm×20mmの領域に、rfマグネトロンスパッタ法により、第2集電体26として、厚さ0.3μmの白金を成膜した。 (E) Fifth Step Next, on the second electrode 25, covered with a metal mask having a width 12 mm, length 20mm window, as shown in FIG. 4, the width L 3 - 12 mm, shown by the length L 6 to × 20 mm area, the rf magnetron sputtering method, a second current collector 26 was formed of platinum having a thickness of 0.3 [mu] m.

(ヘ)第6工程 次に、第2集電体26上に、幅12mm、長さ20mmの窓を有するメタルマスクを被せ、図4に示すように、幅L 3 −長さL 6で示される12mm×20mmの領域(第2集電体26上の全面)に、緩衝層27として、表4に示す材料(金または銀)を1μmの厚さで成膜した。 (F) Next sixth step, on the second current collector 26, covered with a metal mask having a width 12 mm, length 20mm window, as shown in FIG. 4, the width L 3 - represented by a length L 6 to 12 mm × 20 mm in area (entire surface of the second current collector 26), as a buffer layer 27 was deposited materials shown in Table 4 (gold or silver) in a thickness of 1 [mu] m. 緩衝層の成膜は、実施例1の場合と同様に行った。 Deposition of the buffer layer was measured in the same manner as in the Example 1.

以降は、上記と同様の工程により、第1集電体22、第1電極23、固体電解質24、第2電極25、第2集電体26を順次に形成した。 Thereafter, by the same process steps as just detailed, the first current collector 22, a first electrode 23, solid electrolyte 24, second electrode 25, and the second current collector 26 are sequentially formed. このような操作を複数回繰り返すことにより、6スタックの発電要素を積み上げた。 By repeating several times such an operation, piled generating elements 6 stack.

最後の成膜が終わると、その膜上に、ステンレス鋼基板21bを配置した。 When the last film formation is completed, the on the membrane, placing the stainless steel substrate 21b. そして、図3、4に示すように、4つの側面にエポキシ樹脂を塗布し、150℃で硬化させて厚さ50μmの絶縁層28を設けた。 Then, as shown in FIGS. 3 and 4, the epoxy resin is applied to the four sides, provided with an insulating layer 28 having a thickness of 50μm and cured at 0.99 ° C.. こうして、所望の積層電池をそれぞれ20個ずつ作製した。 Thus, to produce the desired laminated battery 20 each.

また、比較のための電池として、緩衝層を設けていない電池も同様の方法で作製した。 Further, as a battery for comparison was produced in the same manner even cell not provided with the buffer layer.
さらに、本実施例では、図6に示すように、緩衝層67を数スタック間隔で形成し、発電要素のスタック数と緩衝層の厚さを変更したこと以外、上記と同様の電池を作製した。 Further, in this embodiment, as shown in FIG. 6, a buffer layer 67 is formed by several stacked intervals, except for changing the thickness of the stack number and the buffer layer of the power generating element was manufactured in the same manner as the battery and the . 表4に、発電要素のスタック数、緩衝層に用いた材料、緩衝層の厚さ、ならびに緩衝層を設けるスタック間隔を示す。 Table 4 shows the stack of the generator elements, materials used in the buffer layer, the thickness of the buffer layer, and a stack interval providing the buffer layer.

ここでは、基板61aとして表面研磨されたステンレス鋼基板を用い、第1集電体62として厚さ0.3μmの白金を成膜し、第1電極63として厚さ2μmのコバルト酸リチウムを成膜し、固体電解質64として厚さ2μmのLIPONを成膜し、第2電極65として厚さ0.5μmのリチウム金属を成膜し、第2集電体66として厚さ0.3μmの白金を成膜し、緩衝層67として厚さ0.5μmもしくは0.01μmの金または銀を成膜した。 Here, a stainless steel substrate which is surface-polished as the substrate 61a, a platinum with a thickness of 0.3μm as the first current collector 62 is formed and deposited lithium cobalt oxide having a thickness of 2μm as the first electrode 63 and, forming a LIPON thickness 2μm as a solid electrolyte 64, lithium metal having a thickness of 0.5μm as the second electrode 65 is formed, the platinum thickness 0.3μm as the second current collector 66 formed and film was deposited gold or silver with a thickness of 0.5μm or 0.01μm as a buffer layer 67. そして、最後の成膜が終わると、その膜上に、ステンレス鋼基板61bを配置し、4つの側面に厚さ50μmの絶縁層68を設けた。 When the last film formation is completed, the on the membrane, placing the stainless steel substrate 61b, provided with an insulating layer 68 having a thickness of 50μm on four sides.

こうして、所望の積層電池をそれぞれ20個ずつ作製した。 Thus, to produce the desired laminated battery 20 each. そして、各電池を実施例1と同様に評価した。 Then, it was evaluated in the same manner each of the batteries of Example 1. ただし、充電終止電圧は、スタック数(n)に合わせて、(4.2×n)Vとした。 However, the end-of-charge voltage, according to the stack number (n), was (4.2 × n) V. また、放電終止電圧は(3.0×n)Vとした。 The discharge end voltage was set to (3.0 × n) V.
表4に、不良率と容量維持率を示す。 Table 4 shows the failure rate and capacity maintenance ratio.

表4に示されるように、緩衝層を有さない電池は、不良率が50%以上、容量維持率が45%以下であるのに対して、実施例の電池は、不良率が28%以下、容量維持率は71%以上に改善した。 As shown in Table 4, the battery without the buffer layer, the defect rate of 50% or more, while the capacity retention rate is 45% or less, the battery of Example, the failure rate is 28% or less , the capacity retention ratio was improved to more than 71%.

以上説明したように、本発明によれば、発電要素の間に緩衝層を形成することにより、膜応力を緩和することができ、膜同士の剥がれを抑制することができ、その結果、不良率が低減し、充放電サイクル特性に優れた全固体薄膜積層電池を提供することができる。 As described above, according to the present invention, by forming a buffer layer between the power generating element, it is possible to relieve film stress, it is possible to suppress the peeling between the films, as a result, failure rate There can be reduced to provide an all-solid thin film laminated battery excellent in charge-discharge cycle characteristics.

本発明の全固体薄膜積層電池は、IC基板、LSI基板などの回路基板へ実装または内蔵するのに好適である。 All-solid thin film laminated battery of the present invention, IC substrate, is suitable for mounting or built into the circuit board such as an LSI substrate. また、本発明の全固体薄膜積層電池は、ICカード、ICタグなどの薄型の携帯端末に利用するのに適している。 Moreover, all solid state thin-film laminated battery of the present invention, IC card, are suitable for use in thin portable terminal such as an IC tag.

本発明の実施の形態1に係る全固体薄膜積層電池の縦断面図である。 It is a longitudinal sectional view of the all-solid thin film cell stack according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態1に係る全固体薄膜積層電池の上面図である。 It is a top view of the all-solid thin film cell stack according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態2に係る全固体薄膜積層電池の縦断面図である。 It is a longitudinal sectional view of the all-solid thin film cell stack according to a second embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態2に係る全固体薄膜積層電池の上面図である。 It is a top view of the all-solid thin film cell stack according to a second embodiment of the present invention. 本発明の実施例3に係る全固体薄膜積層電池の縦断面図である。 It is a longitudinal sectional view of the all-solid thin film cell stack according to a third embodiment of the present invention. 本発明の実施例4に係る全固体薄膜積層電池の縦断面図である。 It is a longitudinal sectional view of the all-solid thin film cell stack according to a fourth embodiment of the present invention.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

11a、11b 基板 12 第1集電体 13 第1電極 14 固体電解質 15 第2電極 16 第2集電体 17a、17b 緩衝層 18a 第1端子 18b 第2端子 11a, 11b substrate 12 first current collector 13 first electrode 14 solid electrolyte 15 second electrode 16 the second current collector 17a, 17b buffer layer 18a first terminal 18b second terminal

21a、21b 基板 22 第1集電体 23 第1電極 24 固体電解質 25 第2電極 26 第2集電体 27 緩衝層 28 絶縁層 21a, 21b substrate 22 first current collector 23 first electrode 24 the solid electrolyte 25 second electrode 26 the second current collector 27 buffer layer 28 insulating layer

51a エポキシ樹脂基板 51b 絶縁性材料層 52 第1集電体(白金) 51a epoxy resin substrate 51b insulating material layer 52 first current collector (platinum)
53 第1電極、 53 first electrode,
54 固体電解質 55 第2電極 56 第2集電体(白金) 54 solid electrolyte 55 second electrode 56 the second current collector (platinum)
57a、57b 緩衝層 58a 第1端子 58b 第2端子 57a, 57 b buffer layer 58a first terminal 58b second terminal

61a、61b ステンレス鋼基板 62 第1集電体(白金) 61a, 61b stainless steel substrate 62 first current collector (platinum)
63 第1電極(コバルト酸リチウム) 63 first electrode (lithium cobalt oxide)
64 固体電解質(LIPON) 64 solid electrolyte (LIPON)
65 第2電極(リチウム金属) 65 second electrode (lithium metal)
66 第2集電体(白金) 66 second current collector (platinum)
67 緩衝層(金または銀) 67 buffer layer (gold or silver)
68 絶縁層 68 insulating layer

Claims (8)

  1. 全固体薄膜積層電池であって、 A total solid film laminate battery,
    積層された複数の発電要素からなり、 It consists stacked plurality of power generating elements,
    前記複数の発電要素は、直列または並列に接続されており、 Wherein the plurality of power generating elements are connected in series or in parallel,
    各発電要素は、順次に積層された第1集電体、第1電極、固体電解質、第2電極および第2集電体からなり、 Each power generating element, the first current collector which are sequentially stacked, the first electrode, the solid electrolyte consists of the second electrode and the second current collector,
    前記発電要素間に介在する少なくとも1つの緩衝層を有する全固体薄膜積層電池。 All-solid thin film cell stack having at least one buffer layer interposed between the power generating element.
  2. 前記緩衝層の厚さが、0.01μm以上5μm以下である請求項1記載の全固体薄膜積層電池。 The thickness of the buffer layer, all-solid thin film cell stack according to claim 1, wherein at 0.01μm or 5μm or less.
  3. 前記緩衝層が、金属および/または樹脂からなる請求項1記載の全固体薄膜積層電池。 The buffer layer is, the all-solid thin film cell stack according to claim 1, wherein comprising a metal and / or resin.
  4. 前記複数の発電要素が、直列に接続されており、前記第1集電体と接続される第1端子および前記第2集電体と接続される第2端子が、それぞれ、前記積層された複数の発電要素の上下面に配置されている請求項1記載の全固体薄膜積層電池。 Plurality of the plurality of power generating elements are connected in series, a second terminal connected to the first terminal and the second current collector connected to said first current collector is, respectively, are the layered all-solid thin film cell stack according to claim 1, wherein disposed on the upper and lower surfaces of the power generating element of.
  5. 前記複数の発電要素が、並列に接続されており、前記第1集電体と接続される第1端子および前記第2集電体と接続される第2端子が、それぞれ、前記積層された複数の発電要素の一側面および前記一側面の反対側の側面に配置されている請求項1記載の全固体薄膜積層電池。 Plurality of the plurality of power generating elements are connected in parallel, a second terminal connected to the first terminal and the second current collector connected to said first current collector is, respectively, are the layered one aspect and the one side all-solid thin film cell stack according to claim 1, wherein disposed on the opposite side of the power generating elements.
  6. 外周形状が、一辺の長さが20mm以上の矩形であり、その厚みが2mm以下である請求項1記載の全固体薄膜積層電池。 Outer peripheral shape, a side length of a rectangular or 20 mm, all-solid thin film cell stack according to claim 1, wherein the thickness is 2mm or less.
  7. 請求項1記載の全固体薄膜積層電池を具備する回路基板。 Circuit board having a total solid film laminate battery according to claim 1, wherein.
  8. 請求項1記載の全固体薄膜積層電池を具備する携帯端末。 Mobile terminal having a total solid film laminate battery according to claim 1, wherein.
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