JP2018110098A - 電池 - Google Patents

Abstract

【課題】従来技術においては、長寿命の電池が望まれる。
【解決手段】本開示の一様態における電池は、第１電極層と、前記第１電極層の対極である第１対極層と、前記第１電極層と前記第１対極層との間に位置する第１固体電解質層と、熱伝材料を含む第１領域を備える第１熱伝導層と、を備え、前記第１領域は、前記第１電極層と前記第１固体電解質層との間に位置する、電池である。本開示によれば、長寿命であり、かつ、高い信頼性の電池を実現できる。
【選択図】図１

Description

本開示は、電池に関する。

特許文献１には、正極と負極とセパレータのうちの少なくとも１つは複数の熱伝導性粒子を含む二次電池が、開示されている。

特許文献２には、熱伝導性を有するフィラーを含む保護膜によって発電要素が覆われた固体電池が、開示されている。

特開２０１４−１９１９１２号公報 特開２００６−３５１３２６号公報

従来技術においては、長寿命の電池が望まれる。

本開示の一様態における電池は、第１電極層と、前記第１電極層の対極である第１対極層と、前記第１電極層と前記第１対極層との間に位置する第１固体電解質層と、熱伝材料を含む第１領域を備える第１熱伝導層と、を備え、前記第１領域は、前記第１電極層と前記第１固体電解質層との間に位置する。

本開示によれば、長寿命の電池を実現できる。

図１は、実施の形態１における電池１０００の概略構成を示すｘ−ｚ図（断面図）である。 図２は、実施の形態１における電池１１００の概略構成を示す図である。 図３は、実施の形態１における電池１２００の概略構成を示す図である。 図４は、実施の形態１における電池１３００の概略構成を示す図である。 図５は、実施の形態１における電池１４００の概略構成を示す図である。 図６は、実施の形態１における電池１５００の概略構成を示す図である。 図７は、実施の形態１における電池１５１０の概略構成を示す図である。 図８は、実施の形態１における電池１５２０の概略構成を示す図である。 図９は、実施の形態２における電池２０００の概略構成を示すｘ−ｚ図（断面図）である。 図１０は、実施の形態２における電池２１００の概略構成を示すｘ−ｚ図（断面図）である。 図１１は、実施の形態２における電池２２００の概略構成を示すｘ−ｚ図（断面図）である。 図１２は、実施の形態２における電池２３００の概略構成を示すｘ−ｚ図（断面図）である。 図１３は、実施の形態２における電池２４００の概略構成を示すｘ−ｚ図（断面図）である。 図１４は、実施の形態３における電池３０００の概略構成を示すｘ−ｚ図（断面図）である。 図１５は、実施の形態３における電池３１００の概略構成を示すｘ−ｚ図（断面図）である。 図１６は、実施の形態３における電池３２００の概略構成を示すｘ−ｚ図（断面図）である。 図１７は、実施の形態３における電池３３００の概略構成を示すｘ−ｚ図（断面図）である。 図１８は、実施の形態３における電池３４００の概略構成を示すｘ−ｚ図（断面図）である。 図１９は、実施の形態４における電池４０００の概略構成を示すｘ−ｚ図（断面図）である。 図２０は、実施の形態４における電池４１００の概略構成を示すｘ−ｚ図（断面図）である。 図２１は、実施の形態４における電池４２００の概略構成を示すｘ−ｚ図（断面図）である。 図２２は、実施の形態４における電池４３００の概略構成を示すｘ−ｚ図（断面図）である。 図２３は、実施の形態４における電池４４００の概略構成を示すｘ−ｚ図（断面図）である。 図２４は、実施の形態４における電池４５００の概略構成を示すｘ−ｚ図（断面図）である。 図２５は、実施の形態４における電池４６００の概略構成を示すｘ−ｚ図（断面図）である。 図２６は、実施の形態４における電池４７００の概略構成を示すｘ−ｚ図（断面図）である。

以下、実施の形態が、図面を参照しながら、説明される。

まず、本発明者の着眼点が、下記に説明される。

電解液を用いた電池、または、電解液と高分子化合物とからなるゲル状電解質を用いた電池は、電解液に流動性がある。このため、電池の放熱性が高い。

一方で、固体電解質を用いた電池は、固体電解質に流動性が無く、材料自体の熱伝導性も低い。このため、電池の放熱性が低い。このため、電池内部温度が均質に保ちにくく、場所によって特性のバラツキが生じる。この結果、電池の寿命が短くなる課題がある。また、放熱性が低いため、電池の内部短絡時に内部短絡箇所で発生したジュール熱が、周囲に伝播できない。このため、局所的に温度が高まる。この結果、電池の信頼性が低下する課題がある。

特許文献１では、正極、負極、およびセパレータのうちの少なくとも１つは複数の熱伝導性粒子を含む二次電池が、開示されている。特許文献１に開示される構成は、有機電解液、もしくは有機電解液と高分子化合物からなるゲル状の電解質を用いており、これら材料には流動性があり、放熱性が高い。しかし、特許文献１には、有機電解液を用いずに、固体電解質を用いた電池に適した材料および構成について開示されていない。

特許文献２では、熱伝導性を有するフィラーを含む保護膜によって、発電要素が覆われた固体電池が、開示されている。特許文献２で開示される構成では、発電要素の周囲に保護膜が設けられるのみであり、電池内部で発生した熱を効率的に電池外部へと伝播することはできない。

本開示は、上述の課題を鑑みてなされたものである。本開示によれば、固体電解質を用いた電池について、放熱性を向上できる。この結果、長寿命であり、かつ、高い信頼性の電池を実現できる。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１における電池１０００の概略構成を示すｘ−ｚ図（断面図）である。

実施の形態１における電池１０００は、第１電極層１１０と、第１対極層１２０と、第１固体電解質層１３０と、第１熱伝導層１４０と、を備える。

第１電極層１１０は、第１電極材料を含む層である。

第１対極層１２０は、第１対極材料を含む層である。第１対極層１２０は、第１電極層１１０の対極となる層である。

第１固体電解質層１３０は、第１固体電解質材料を含む層である。第１固体電解質層１３０は、第１電極層１１０と第１対極層１２０との間に位置する。

第１熱伝導層１４０は、熱伝材料を含む第１領域１４１を備える層である。

第１領域１４１は、第１電極層１１０と第１固体電解質層１３０との間に位置する。

以上の構成によれば、長寿命であり、かつ、高い信頼性の電池を実現できる。

すなわち、以上の構成によれば、第１熱伝導層１４０は、第１電極層１１０と第１固体電解質層１３０との間に位置する第１領域１４１に含まれる熱伝材料を介して、第１固体電解質層１３０における熱を伝播させる（拡散させる）ことができる。このため、例えば、充放電反応に伴い電池内部で発熱が生じる際には、第１熱伝導層１４０の第１領域１４１を介して、第１固体電解質層１３０における熱を伝播させる（拡散させる）ことができる。これにより、熱伝導性が低くかつ流動性が無い固体電解質材料（例えば、無機固体電解質）を含む第１固体電解質層１３０における温度の不均一性（温度のバラツキ）を低減できる。このため、電池内部の温度の均質性を保つことができる。これにより、温度のバラツキに起因して、電池内部の特性が場所によってバラつくことを抑制できる。この結果、電池を長寿命化できる。

また、以上の構成によれば、電池に内部短絡が発生する場合には、内部短絡が生じる箇所で発生しうるジュール熱を、第１熱伝導層１４０の第１領域１４１を介して、周囲に伝播させる（拡散させる）ことができる。これにより、電池内部における、局所的な温度の高まりを抑制することができる。この結果、電池の信頼性を向上できる。

なお、実施の形態１においては、図１に示されるように、第１電極層１１０と第１対極層１２０と第１固体電解質層１３０と第１熱伝導層１４０とが積層されることにより、第１発電要素１００が構成されてもよい。

なお、実施の形態１においては、図１に示されるように、第１発電要素１００の両端に、第１集電体層４１０と第２集電体層４２０とが、配置されてもよい。

すなわち、実施の形態１における電池１０００は、第１集電体層４１０と、第２集電体層４２０と、をさらに備えてもよい。

第１集電体層４１０は、第１電極層１１０に電気的に接続される（例えば、直接的に接触される）集電体を含む層である。

第２集電体層４２０は、第１対極層１２０に電気的に接続される（例えば、直接的に接触される）集電体を含む層である。

なお、実施の形態１においては、第１電極層１１０は、正極層であってもよい。このとき、第１電極層１１０に含まれる第１電極材料は、正極材料である。このとき、第１集電体層４１０は、正極集電体を含む層である。このとき、第１対極層１２０は、負極層である。このとき、第１対極層１２０に含まれる第１対極材料は、負極材料である。このとき、第２集電体層４２０は、負極集電体を含む層である。

もしくは、実施の形態１においては、第１電極層１１０は、負極層であってもよい。このとき、第１電極層１１０に含まれる第１電極材料は、負極材料である。このとき、第１集電体層４１０は、負極集電体を含む層である。このとき、第１対極層１２０は、正極層である。このとき、第１対極層１２０に含まれる第１対極材料は、正極材料である。このとき、第２集電体層４２０は、正極集電体を含む層である。

正極層は、正極材料の一例である正極活物質を含む層（正極活物質層）である。

正極層に含まれる正極活物質として、例えば、リチウム含有遷移金属酸化物、遷移金属フッ化物、ポリアニオンおよびフッ素化ポリアニオン材料、および、遷移金属硫化物、遷移金属オキシフッ化物、遷移金属オキシ硫化物、遷移金属オキシ窒化物、など、が用いられうる。特に、正極活物質粒子として、リチウム含有遷移金属酸化物を用いた場合には、製造コストを安くでき、平均放電電圧を高めることができる。

正極層は、正極活物質と固体電解質とを含む正極合剤層であってもよい。正極層に含まれる固体電解質は、第１固体電解質層１３０に含まれる固体電解質として例示されたものから選ばれてもよく、異なるものが用いられてもよい。

正極層の厚みは、１０〜５００μｍであってもよい。なお、正極層の厚みが１０μｍより薄い場合には、十分な電池のエネルギー密度の確保が困難となる可能性がある。なお、正極層の厚みが５００μｍより厚い場合には、高出力での動作が困難となる可能性がある。

正極集電体として、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、チタン、および、それらの合金などの金属材料で作られた、多孔質または無孔のシートまたはフィルムなどが用いられうる。アルミニウムおよびその合金は、安価で薄膜化し易い。シートまたはフィルムとしては、金属箔、または、金属メッシュ、など、であってもよい。正極集電体の厚みは、１〜３０μｍであってもよい。なお、正極集電体の厚みが１μｍより薄い場合には、機械的な強度が十分でなく、割れまたは破れが生じ易くなる。なお、正極集電体の厚みが３０μｍより厚い場合には、電池のエネルギー密度が低下する可能性がある。

負極層は、負極材料の一例である負極活物質を含む層（負極活物質層）である。

負極層に含まれる負極物質として、例えば、金属イオンを吸蔵および放出する材料であってもよい。負極活物質は、例えば、リチウムイオンを吸蔵および放出する材料であってもよい。負極活物質としては、例えば、リチウム金属、リチウムと合金化反応を示す金属もしくは合金、炭素、遷移金属酸化物、遷移金属硫化物、など、が用いられうる。炭素としては、例えば、黒鉛、もしくは、ハードカーボンまたはコークスといった非黒鉛系炭素、が用いられうる。遷移金属酸化物としては、例えば、ＣｕＯ、ＮｉＯ、など、が用いられうる。遷移金属硫化物としては、例えば、ＣｕＳで表される硫化銅などが用いられうる。リチウムと合金化反応を示す金属もしくは合金としては、例えば、ケイ素化合物、錫化合物、アルミニウム化合物とリチウムの合金、など、が用いられうる。炭素を用いた場合は、製造コストを安くでき、かつ、平均放電電圧を高めることができる。

負極層は、負極活物質と固体電解質とを含む負極合剤層であってもよい。負極層に含まれる固体電解質は、第１固体電解質層１３０に含まれる固体電解質として例示されたものから選ばれてもよく、異なるものが用いられてもよい。

負極層の厚みは、１０〜５００μｍであってもよい。なお、負極層の厚みが１０μｍより薄い場合には、十分な電池のエネルギー密度の確保が困難となる可能性がある。なお、負極層の厚みが５００μｍより厚い場合には、高出力での動作が困難となる可能性がある。

負極集電体としては、例えば、ステンレス鋼、ニッケル、銅、および、それらの合金などの金属材料で作られた、多孔質または無孔のシートまたはフィルムなどが用いられうる。銅およびその合金は、安価で薄膜化し易い。シートまたはフィルムとしては、金属箔、または、金属メッシュ、など、であってもよい。負極集電体の厚みは、１〜３０μｍであってもよい。なお、負極集電体の厚みが１μｍより薄い場合には、機械的な強度が十分でなく、割れまたは破れが生じ易くなる。なお、負極集電体の厚みが３０μｍより厚い場合には、電池のエネルギー密度が低下する可能性がある。

第１電極層１１０と第１対極層１２０（すなわち、正極層と負極層）のうちの少なくとも１つは、電子導電性を高める目的で、導電助剤を含んでもよい。導電助剤としては、例えば、天然黒鉛または人造黒鉛のグラファイト類、アセチレンブラック、ケッチェンブラックなどのカーボンブラック類、炭素繊維または金属繊維などの導電性繊維類、フッ化カーボン、アルミニウムなどの金属粉末類、酸化亜鉛またはチタン酸カリウムなどの導電性ウィスカー類、酸化チタンなどの導電性金属酸化物、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンなどの導電性高分子化合物、など、が用いられうる。炭素導電助剤を用いた場合、低コスト化を図ることができる。

第１固体電解質層１３０は、固体電解質材料を含む層である。

第１固体電解質層１３０に含まれる固体電解質材料として、例えば、硫化物固体電解質、酸化物固体電解質、ハロゲン化物固体電解質、高分子固体電解質、錯体水素化物固体電解質、など、が用いられうる。

硫化物固体電解質としては、例えば、Ｌｉ_２Ｓ−Ｐ_２Ｓ_５、Ｌｉ_２Ｓ−ＳｉＳ_２、Ｌｉ_２Ｓ−Ｂ_２Ｓ_３、Ｌｉ_２Ｓ−ＧｅＳ_２、Ｌｉ_３．２５Ｇｅ_０．２５Ｐ_０．７５Ｓ_４、Ｌｉ_１０ＧｅＰ_２Ｓ_１２、など、が用いられうる。また、これらに、ＬｉＸ（Ｘ：Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）、Ｌｉ_２Ｏ、ＭＯ_ｐ、Ｌｉ_ｑＭＯ_ｒ（Ｍ：Ｐ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｆｅ、Ｚｎのいずれか）（ｐ、ｑ、ｒ：自然数）、など、が添加されてもよい。

酸化物固体電解質としては、例えば、ＬｉＴｉ_２（ＰＯ_４）_３およびその元素置換体を代表とするＮＡＳＩＣＯＮ型固体電解質、（ＬａＬｉ）ＴｉＯ_３系のペロブスカイト型固体電解質、Ｌｉ_１４ＺｎＧｅ_４Ｏ_１６、Ｌｉ_４ＳｉＯ_４、ＬｉＧｅＯ_４およびその元素置換体を代表とするＬＩＳＩＣＯＮ型固体電解質、Ｌｉ_７Ｌａ_３Ｚｒ_２Ｏ_１２およびその元素置換体を代表とするガーネット型固体電解質、Ｌｉ_３ＮおよびそのＨ置換体、Ｌｉ_３ＰＯ_４およびそのＮ置換体、ＬｉＢＯ_２、Ｌｉ_３ＢＯ_３などのＬｉ−Ｂ−Ｏ化合物をベースとして、Ｌｉ_２ＳＯ_４、Ｌｉ_２ＣＯ_３などが添加されたガラス、ガラスセラミックスなど、が用いられうる。

ハロゲン化物固体電解質としては、例えば、Ｌｉ_３ＩｎＢｒ_６、Ｌｉ_３ＩｎＣｌ_６、Ｌｉ_２ＦｅＣｌ_４、Ｌｉ_２ＣｒＣｌ_４、Ｌｉ_３ＯＣｌ、など、が用いられうる。

錯体水素化物固体電解質としては、例えば、ＬｉＢＨ_４−ＬｉＩ、ＬｉＢＨ_４−Ｐ_２Ｓ_５、など、が用いられうる。

高分子固体電解質としては、例えば、高分子化合物と、リチウム塩との化合物が用いられうる。高分子化合物はエチレンオキシド構造を有していてもよい。エチレンオキシド構造を有することで、リチウム塩を多く含有することができ、イオン導電率をより高めることができる。リチウム塩としては、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＳｂＦ_６、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＳＯ_３ＣＦ_３、ＬｉＮ（ＳＯ_２ＣＦ_３）_２、ＬｉＮ（ＳＯ_２Ｃ_２Ｆ_５）_２、ＬｉＮ（ＳＯ_２ＣＦ_３）（ＳＯ_２Ｃ_４Ｆ_９）、ＬｉＣ（ＳＯ_２ＣＦ_３）_３、など、が使用されうる。リチウム塩として、これらから選択される１種のリチウム塩が、単独で、使用されうる。もしくは、リチウム塩として、これらから選択される２種以上のリチウム塩の混合物が、使用されうる。

固体電解質の形状は、特に限定されるものではなく、例えば、針状、球状、楕円球状、など、を取りうる。例えば、球状の場合、メジアン径は０．０１〜１００μｍ程度であってもよい。０．０１μｍより小さいと、粒界抵抗が大きくなり、イオン伝導性が低下する。１００μｍより大きいと、固体電解質を含む層（例えば、第１熱伝導層１４０、など）の厚みを十分に薄くすることができず、電池の出力特性が低下する。

第１固体電解質層１３０の厚みは、１〜２００μｍであってもよい。なお、固体電解質層の厚みが１μｍより薄い場合には、正極層と負極層とが短絡する可能性が高まる。なお、固体電解質層の厚みが２００μｍより厚い場合には、高出力での動作が困難となる可能性がある。

第１熱伝導層１４０（第１領域１４１）に含まれる熱伝材料として、熱伝導性に優れる材料が用いられうる。例えば、天然黒鉛または人造黒鉛などのグラファイト類、アセチレンブラック、ケッチェンブラックなどのカーボンブラック類、ポリアクリロニトリル系、ピッチ系カーボンファイバー、グラファイトシート、グラフェンシートなどのプレート状炭素、カーボンナノチューブ、気相成長炭素繊維（ＶＧＣＦ）などの繊維状炭素、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ａｇ、ステンレス、およびそれらの合金からなる、粉末状、プレート状、繊維状の金属、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウム、チタン酸カリウム、フッ化カーボン、窒化チタン、などの導電性ウィスカー類、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンなどの導電性高分子化合物、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素などの電子絶縁性フィラー、など、が用いられうる。

熱伝材料として、繊維状またはプレート状といったアスペクト比が高い材料が用いられてもよい。アスペクト比の高い熱伝材料の長辺が電池の積層面に対して並行になるように配置されると、積層面に平行な方向に対する熱伝導性をより高めることができる。アスペクト比の高い熱伝材料の長辺が電池の積層面に対して垂直になるように配置されると、積層面に垂直な方向に対する熱伝導性をより高めることができる。特に、繊維状、プレート状の金属および炭素材料を用いることで、熱伝導性をより高めることができ、かつ低コスト化を図ることができる。

熱伝材料として粒子径状のものを用いる場合、粒径は１０μｍより小さくてもよい。１０μｍより大きい場合は、熱伝材料を含む熱伝導層の厚みを十分に薄くすることができず、電池の出力特性が低下する。

熱伝材料として、繊維状のものを用いる場合、直径は１μｍより小さくてもよい。１μｍより大きい場合は、熱伝材料を含む熱伝導層の厚みを十分に薄くすることができず、電池の出力特性が低下する。

熱伝材料として、プレート状のものを用いる場合、厚みは１μｍより小さくてもよい。１μｍより大きい場合は、熱伝材料を含む熱伝導層の厚みを十分に薄くすることができず、電池の出力特性が低下する。

第１熱伝導層１４０の厚みは、１〜１００μｍであってもよい。１μｍより薄いと、十分な熱伝導性が確保できず、１００μｍより厚いと、イオン伝導性が低下する。

第１電極層１１０と第１対極層１２０（すなわち、正極層と負極層）と第１固体電解質層１３０と第１熱伝導層１４０のうちの少なくとも１つは、粒子同士の密着性を向上する目的で、結着剤を含んでもよい。結着剤は、電極を構成する材料の結着性を向上するために、用いられる。結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、アラミド樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアクリルニトリル、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸メチルエステル、ポリアクリル酸エチルエステル、ポリアクリル酸ヘキシルエステル、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸メチルエステル、ポリメタクリル酸エチルエステル、ポリメタクリル酸ヘキシルエステル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルピロリドン、ポリエーテル、ポリエーテルサルフォン、ヘキサフルオロポリプロピレン、スチレンブタジエンゴム、カルボキシメチルセルロース、など、が挙げられる。また、結着剤としては、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロエタン、ポリヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル、フッ化ビニリデン、クロロトリフルオロエチレン、エチレン、プロピレン、ペンタフルオロプロピレン、フルオロメチルビニルエーテル、アクリル酸、ヘキサジエンより選択された２種以上の材料の共重合体が用いられうる。また、これらのうちから選択された２種以上が混合されて、結着剤として用いられてもよい。

なお、実施の形態１においては、電池１０００の主面の面積は、例えば、スマートフォンまたはデジタルカメラなどの携帯電子機器用の電池としては、１〜１００ｃｍ^２であってもよい。もしくは、電池１０００の主面の面積は、電気自動車などの大型移動機器の電源用の電池としては、１００〜１０００ｃｍ^２であってもよい。

また、実施の形態１においては、第１発電要素１００の主面の形状（すなわち、第１発電要素１００を構成する各層の主面の形状）および集電体層の主面の形状は、四角形であってもよいし、もしくは、その他の形状（例えば、矩形、円形、など）であってもよい。

なお、実施の形態１においては、第１熱伝導層１４０の第１領域１４１は、固体電解質材料を含んでもよい。

以上の構成によれば、電池の内部抵抗を低減し、かつ、良好な電池特性（例えば、充放電特性）を実現することができる。熱伝材料は、熱伝導性は高いが、イオン伝導性は極めて低い。このため、第１熱伝導層１４０の第１領域１４１が熱伝材料のみを含む場合は、第１電極層１１０（例えば、活物質層）と第１固体電解質層１３０との間のイオンの授受が、第１熱伝導層１４０の第１領域１４１により、妨げられる（この結果、内部抵抗が大きくなり、良好な電池特性を示さない）。一方で、固体電解質材料は、熱伝導性は低いが、イオン伝導性は高い。このため、第１熱伝導層１４０の第１領域１４１が熱伝材料と固体電解質材料とを共に含む場合は、第１熱伝導層１４０の第１領域１４１に含まれる固体電解質材料を介して、第１電極層１１０（例えば、活物質層）と第１固体電解質層１３０との間でのイオンの授受が、可能となる。すなわち、高い熱伝導性と高いイオン伝導性との両方を備える第１熱伝導層１４０を実現できる。

なお、実施の形態１においては、第１熱伝導層１４０の第１領域１４１に含まれる固体電解質材料は、第１固体電解質層１３０に含まれる固体電解質として例示されたものから選ばれてもよく、異なるものが用いられてもよい。

また、実施の形態１においては、第１熱伝導層１４０の第１領域１４１に含まれる、固体電解質材料に対する熱伝材料の重量比率は、１〜９０ｗｔ％であってもよい。１ｗｔ％より少ないと、十分な熱伝導性を発現できない。一方で、９０ｗｔ％より多いと、第１熱伝導層１４０の第１領域１４１のイオン導電率が小さくなり、電池の出力特性が低下する。熱伝材料の重量比率は、５〜６０ｗｔ％であってもよい。これにより、第１熱伝導層１４０の第１領域１４１のイオン導電率および熱伝導性を、より高めることができる。

また、実施の形態１においては、第１熱伝導層１４０の第１領域１４１に含まれる熱伝材料の粒径は、第１熱伝導層１４０の第１領域１４１に含まれる固体電解質材料の粒径よりも、小さくてもよい。これにより、固体電解質によって熱伝材料同士の接触が妨げられず、熱伝導性をより高めることができる。

なお、実施の形態１においては、第１熱伝導層１４０と第１固体電解質層１３０と第１電極層１１０と第１対極層１２０とに含まれうる固体電解質材料は、互いに同じ材料であってもよいし、もしくは、互いに異なる材料であってもよい。

なお、実施の形態１においては、第１熱伝導層１４０の第１領域１４１は、第１電極材料と第１対極材料とを含まない領域であってもよい。

以上の構成によれば、第１熱伝導層１４０の第１領域１４１の熱伝導性を、より向上させることができる。すなわち、第１領域１４１が電極材料（例えば、電極活物質）を含まないことで、電極材料による熱伝材料同士の接触の分断を防止できる。これにより、電極材料による熱伝材料同士の接触の分断による、熱伝導性の低下を防止できる。

なお、実施の形態１においては、第１固体電解質層１３０は、無機固体電解質材料（硫化物固体電解質、酸化物固体電解質、ハロゲン化物固体電解質、錯体水素化物固体電解質、など）を含んでもよい。

以上の構成によれば、第１固体電解質層１３０のイオン伝導率を、より高めることができる。このとき、第１固体電解質層１３０に含まれる無機固体電解質材料の熱伝導性の低さは、第１熱伝導層１４０の第１領域１４１に含まれる熱伝材料により、補うことができる。したがって、第１熱伝導層１４０とともに、無機固体電解質材料を含む第１固体電解質層１３０を備えることで、よりイオン伝導率が高くかつ放熱性を有する電池を、実現することができる。

なお、実施の形態１においては、第１熱伝導層１４０（第１領域１４１）と第１固体電解質層１３０と第１電極層１１０と第１対極層１２０の形成範囲または厚みは、互いに同じであってもよい。例えば、図１に示されるように、各層の端部の位置が、互いに同じであってもよい。

もしくは、実施の形態１においては、下記の図２に示される例のように、第１熱伝導層１４０（第１領域１４１）と第１固体電解質層１３０と第１電極層１１０と第１対極層１２０の形成範囲または厚みは、互いに異なってもよい。

図２は、実施の形態１における電池１１００の概略構成を示す図である。

図２（ａ）は、実施の形態１における電池１１００の概略構成を示すｘ−ｚ図（２Ａ断面図）である。

図２（ｂ）は、実施の形態１における電池１１００の概略構成を示すｘ−ｙ図（上面透視図）である。

図２に示されるように、第１電極層１１０が負極層である場合には、第１電極層１１０（負極層）の面積は、第１対極層１２０（正極層）の面積よりも、大きくてもよい。

以上の構成によれば、負極層の面積を大きくして、負極層の充放電容量を正極層よりも多くすることができる。これにより、負極層において、金属リチウムが析出しにくくなり、電池の信頼性が向上する。

また、図２に示されるように、第１電極層１１０が負極層である場合には、第１電極層１１０（負極層）の厚みは、第１対極層１２０（正極層）の厚みよりも、大きくてもよい。

以上の構成によれば、負極層の厚みを厚くして、負極層の充放電容量を正極層よりも多くすることができる。これにより、負極層において、金属リチウムが析出しにくくなり、電池の信頼性が向上する。

また、図２に示されるように、第１固体電解質層１３０の形成範囲は、第１熱伝導層１４０（第１領域１４１）と第１電極層１１０と第１対極層１２０のうちの少なくとも１つの形成範囲よりも、大きくてもよい。

このとき、例えば、図２に示されるように、第１固体電解質層１３０は、第１対極層１２０を覆う形で、配置されてもよい。

以上の構成によれば、電池外部からの衝撃または振動により、第１電極層１１０の一部が剥落した際に、当該剥落部を介しての第１電極層１１０と第１対極層１２０との短絡を、第１対極層１２０を覆う第１固体電解質層１３０により、防ぐことができる。

また、図２に示されるように、第１熱伝導層１４０の形成範囲は、第１電極層１１０と第１固体電解質層１３０のうちの少なくとも１つの形成範囲よりも、小さくてもよいし、もしくは、大きくてもよい。

また、図２に示されるように、第１領域１４１は、第１固体電解質層１３０に、接していてもよい。

以上の構成によれば、第１固体電解質層１３０と第１領域１４１との熱の伝播が、より容易となる。これにより、熱伝導性が低くかつ流動性が無い固体電解質材料（例えば、無機固体電解質）を含む第１固体電解質層１３０における温度の不均一性（温度のバラツキ）を、より低減できる。

また、図２に示されるように、第１領域１４１の形成範囲および厚みは、第１熱伝導層１４０の形成範囲および厚みよりも、小さくてもよい。このとき、第１熱伝導層１４０は、第１領域１４１とは異なる領域である第２領域１４２を備える。

もしくは、実施の形態１においては、下記の図３に示される例のように、第１領域１４１の形成範囲および厚みは、第１熱伝導層１４０の形成範囲および厚みと、同じであってもよい。

図３は、実施の形態１における電池１２００の概略構成を示す図である。

図３（ａ）は、実施の形態１における電池１２００の概略構成を示すｘ−ｚ図（３Ａ断面図）である。

図３（ｂ）は、実施の形態１における電池１２００の概略構成を示すｘ−ｙ図（上面透視図）である。

実施の形態１における電池１２００においては、第１領域１４１は、第１電極層１１０と第１固体電解質層１３０とが対向する領域の全体に、位置する。

以上の構成によれば、広範囲な領域（第１電極層１１０と第１固体電解質層１３０とが対向する領域の中央と端縁とを含む領域）に、熱伝材料を配置することができる。このため、第１領域１４１（すなわち、広範囲に配置される熱伝材料）により、第１固体電解質層１３０における温度の不均一性（温度のバラツキ）を、より低減できる。このため、電池内部の温度の均質性を、より保つことができる。これにより、温度のバラツキに起因して、電池内部の特性が場所によってバラつくことを、より抑制できる。この結果、電池を、より長寿命化できる。また、内部短絡箇所で発生しうるジュール熱を、広範囲に配置される第１領域１４１を介して、周囲に伝播させる（拡散させる）ことができる。これにより、電池内部における、局所的な温度の高まりを、より抑制することができる。この結果、電池の信頼性を、より向上できる。

なお、実施の形態１においては、下記の図４および図５に示される例のように、第１熱伝導層１４０において、第１領域１４１は、部分的に配置されてもよい。

図４は、実施の形態１における電池１３００の概略構成を示す図である。

図４（ａ）は、実施の形態１における電池１３００の概略構成を示すｘ−ｚ図（４Ａ断面図）である。

図４（ｂ）は、実施の形態１における電池１３００の概略構成を示すｘ−ｙ図（上面透視図）である。

実施の形態１における電池１３００においては、第１熱伝導層１４０は、第２領域１４２を備える。

第２領域１４２は、第１領域１４１とは異なる領域である。

第１領域１４１における熱伝材料の濃度は、第２領域１４２における熱伝材料の濃度よりも、高い。

第１領域１４１は、第１電極層１１０と第１固体電解質層１３０とが対向する領域の端縁に、位置する。

第２領域１４２は、第１電極層１１０と第１固体電解質層１３０とが対向する領域の中央に、位置する。

以上の構成によれば、電流集中による高負荷化により発熱し易い部分（例えば、金属リチウムの析出などを要因として発熱し易い部分）である端縁の位置に、高い濃度で熱伝材料を配置することができる。これにより、端縁において電流集中による高負荷化により発熱が生じる場合に、第１領域１４１（すなわち、高い濃度の熱伝材料）により、第１固体電解質層１３０における温度の不均一性（温度のバラツキ）を、より低減できる。この結果、より長寿命であり、かつ、より高い信頼性の電池を実現できる。

また、以上の構成によれば、第１電極層１１０と第１固体電解質層１３０とが対向する領域の中央に、熱伝材料の濃度が低い第２領域１４２を配置することができる。すなわち、第１電極層１１０と第１固体電解質層１３０とが対向する領域の中央における熱伝材料の濃度を低減させることができる。このため、第１電極層１１０と第１固体電解質層１３０とが対向する領域の中央における、熱伝材料の存在に起因するイオン伝導性の低下の度合いを低減できる。この結果、電池の内部抵抗をより低減し、かつ、より良好な電池特性（例えば、充放電特性）を実現することができる。例えば、第１電極層１１０と第１固体電解質層１３０とが対向する領域の全体に第１領域１４１を配置させる構成（例えば、上述の図３の構成）と比較すると、イオン伝導性の低い領域の面積を低減することができる。このため、電池の出力特性を向上させることができる。

なお、実施の形態１においては、図４に示されるように、第１領域１４１は、第１電極層１１０と第１固体電解質層１３０とが対向する領域の全ての端縁（例えば、４辺の全て）に、位置してもよい。

もしくは、実施の形態１においては、第１領域１４１は、第１電極層１１０と第１固体電解質層１３０とが対向する領域の一部の端縁（例えば、４辺のうちの少なくとも１辺以上）に、位置してもよい。

なお、実施の形態１における電池１３００においては、第１領域１４１は、固体電解質材料を含んでもよい。このとき、第１領域１４１における、固体電解質材料に対する熱伝材料の重量比率は、各層の積層面における内部側から周辺部側にかけて（すなわち、中央側から端縁側にかけて）、段階的に、大きくなってもよい。

以上の構成によれば、第１領域１４１のイオン伝導性と熱伝導性とを、より高めることができる。

なお、実施の形態１における電池１３００においては、第２領域１４２は、熱伝材料を含まなくてもよい。

図５は、実施の形態１における電池１４００の概略構成を示す図である。

図５（ａ）は、実施の形態１における電池１４００の概略構成を示すｘ−ｚ図（５Ａ断面図）である。

図５（ｂ）は、実施の形態１における電池１４００の概略構成を示すｘ−ｙ図（上面透視図）である。

実施の形態１における電池１４００においては、第１熱伝導層１４０は、第２領域１４２を備える。

第２領域１４２は、第１領域１４１とは異なる領域である。

第１領域１４１における熱伝材料の濃度は、第２領域１４２における熱伝材料の濃度よりも、高い。

第１領域１４１は、第１電極層１１０と第１固体電解質層１３０とが対向する領域の中央に、位置する。

第２領域１４２は、第１電極層１１０と第１固体電解質層１３０とが対向する領域の端縁に、位置する。

以上の構成によれば、より蓄熱し易い部分（すなわち、電池の外周から離れており電池外部への放熱がしにくい部分）である中央の位置に、高い濃度で熱伝材料を配置することができる。これにより、第１領域１４１（すなわち、高い濃度の熱伝材料）により、電池の中央の熱（例えば、第１固体電解質層１３０の中央部分の熱）を、電池外部へ、より放熱し易くできる。このため、第１固体電解質層１３０における温度の不均一性（温度のバラツキ）を、より低減できる。この結果、より長寿命であり、かつ、より高い信頼性の電池を実現できる。

また、以上の構成によれば、第１電極層１１０と第１固体電解質層１３０とが対向する領域の端縁に、熱伝材料の濃度が低い第２領域１４２を配置することができる。すなわち、第１電極層１１０と第１固体電解質層１３０とが対向する領域の端縁における熱伝材料の濃度を低減させることができる。このため、第１電極層１１０と第１固体電解質層１３０とが対向する領域の端縁における、熱伝材料の存在に起因するイオン伝導性の低下の度合いを低減できる。この結果、電池の内部抵抗をより低減し、かつ、より良好な電池特性（例えば、充放電特性）を実現することができる。例えば、第１電極層１１０と第１固体電解質層１３０とが対向する領域の全体に第１領域１４１を配置させる構成（例えば、上述の図３の構成）と比較すると、イオン伝導性の低い領域の面積を低減することができる。このため、電池の出力特性を向上させることができる。

なお、実施の形態１における電池１４００においては、第１領域１４１は、固体電解質材料を含んでもよい。このとき、第１領域１４１における、固体電解質材料に対する熱伝材料の重量比率は、各層の積層面における周辺部側から内部側にかけて（すなわち、端縁側から中央側にかけて）、段階的に、大きくなってもよい。

以上の構成によれば、第１領域１４１のイオン伝導性と熱伝導性とを、より高めることができる。

なお、実施の形態１における電池１４００においては、第２領域１４２は、熱伝材料を含まなくてもよい。

なお、実施の形態１における電池１３００および電池１４００においては、第２領域１４２は、固体電解質材料を含んでもよい。

以上の構成によれば、第１熱伝導層１４０の第２領域１４２のイオン伝導性を、より高めることができる。すなわち、第１熱伝導層１４０の第２領域１４２に含まれる固体電解質材料を介して、第１電極層１１０（例えば、活物質層）と第１固体電解質層１３０との間でのイオンの授受が、可能となる。この結果、電池の内部抵抗をより低減し、かつ、より良好な電池特性（例えば、充放電特性）を実現することができる。例えば、電池の出力密度を、より高めることができる。

なお、実施の形態１においては、第２領域１４２と第１固体電解質層１３０とに含まれうる固体電解質材料は、互いに同じ材料であってもよいし、もしくは、互いに異なる材料であってもよい。

なお、実施の形態１における電池１３００および電池１４００においては、第２領域１４２は、第１電極材料を含んでもよい。

以上の構成によれば、電池に含まれる第１電極材料の量を、より増加させることができる。すなわち、第１電極層１１０に含まれる第１電極材料と共に、第１熱伝導層１４０の第２領域１４２に含まれる第１電極材料を、電池の充放電に利用することができる。この結果、電池のエネルギー密度を、より高めることができる。

図６は、実施の形態１における電池１５００の概略構成を示す図である。

図６（ａ）は、実施の形態１における電池１５００の概略構成を示すｘ−ｚ図（６Ａ断面図）である。

図６（ｂ）は、実施の形態１における電池１５００の概略構成を示すｘ−ｙ図（上面透視図）である。

実施の形態１における電池１５００は、上述の実施の形態１における電池１２００の構成に加えて、下記の構成をさらに備える。

すなわち、実施の形態１における電池１５００においては、第１熱伝導層１４０は、第３領域１４３を備える。

第３領域１４３は、熱伝材料を含む領域である。

第３領域１４３は、第１電極層１１０の端部（例えば、側面）を覆う。

以上の構成によれば、電流集中による高負荷化により発熱し易い部分である第１電極層１１０の端部（例えば、側面）における放熱性を、より高めることができる。すなわち、第１電極層１１０の端部（例えば、側面）において生じる熱を、第３領域１４３に含まれる熱伝材料により、拡散させることができる。これにより、第１電極層１１０および第１固体電解質層１３０における温度の不均一性（温度のバラツキ）を、より低減できる。この結果、より長寿命であり、かつ、より高い信頼性の電池を実現できる。

なお、図６に示されるように、実施の形態１における電池１５００は、第１集電体層４１０をさらに備えてもよい。

第１集電体層４１０は、第１電極層１１０に電気的に接続される集電体を含む層である。

このとき、第３領域１４３は、第１集電体層４１０に接してもよい。

以上の構成によれば、第１熱伝導層１４０の第３領域１４３からの熱を、放熱性の高い第１集電体層４１０に伝播させる（拡散させる）ことができる。これにより、第１熱伝導層１４０の放熱性を、より高めることができる。これにより、第１電極層１１０および第１固体電解質層１３０における温度の不均一性（温度のバラツキ）を、より低減できる。この結果、より長寿命であり、かつ、より高い信頼性の電池を実現できる。

図７は、実施の形態１における電池１５１０の概略構成を示す図である。

図７（ａ）は、実施の形態１における電池１５１０の概略構成を示すｘ−ｚ図（７Ａ断面図）である。

図７（ｂ）は、実施の形態１における電池１５１０の概略構成を示すｘ−ｙ図（上面透視図）である。

実施の形態１における電池１５１０は、上述の実施の形態１における電池１５００の構成に加えて、上述の実施の形態１における電池１３００の構成を備える。

すなわち、実施の形態１における電池１５１０においては、第１熱伝導層１４０は、電池１３００において示される第１領域１４１および第２領域１４２と、第３領域１４３と、を備える。

以上の構成によれば、電池１３００により奏される上述の効果に加えて、第３領域１４３により奏される上述の効果を発現させることができる。すなわち、イオン伝導性の低い領域の面積を低減しながら、電流集中による高負荷化により発熱し易い部分である端縁（例えば、第１電極層１１０の端部付近）における放熱性を、より向上させることができる。

図８は、実施の形態１における電池１５２０の概略構成を示す図である。

図８（ａ）は、実施の形態１における電池１５２０の概略構成を示すｘ−ｚ図（８Ａ断面図）である。

図８（ｂ）は、実施の形態１における電池１５２０の概略構成を示すｘ−ｙ図（上面透視図）である。

実施の形態１における電池１５２０は、上述の実施の形態１における電池１５００の構成に加えて、上述の実施の形態１における電池１４００の構成を備える。

すなわち、実施の形態１における電池１５２０においては、第１熱伝導層１４０は、電池１４００において示される第１領域１４１および第２領域１４２と、第３領域１４３と、を備える。

以上の構成によれば、電池１４００により奏される上述の効果に加えて、第３領域１４３により奏される上述の効果を発現させることができる。すなわち、イオン伝導性の低い領域の面積を低減しながら、電池の中央（例えば、第１固体電解質層１３０の中央部分）における放熱性と、電流集中による高負荷化により発熱し易い部分である端縁（例えば、第１電極層１１０の端部付近）における放熱性とを、より向上させることができる。

なお、実施の形態１においては、図６と図７と図８とに示されるように、第１固体電解質層１３０は、第１熱伝導層１４０を覆ってもよい。

以上の構成によれば、電池外部からの衝撃または振動により、第１対極層１２０の一部が剥落した際に、当該剥落部を介しての第１電極層１１０と第１対極層１２０との短絡を、第１熱伝導層１４０を覆う第１固体電解質層１３０により、防ぐことができる。

また、実施の形態１においては、図６と図７と図８とに示されるように、第１固体電解質層１３０は、第１熱伝導層１４０とともに、第１対極層１２０を覆ってもよい。

以上の構成によれば、第１電極層１１０と第１対極層１２０との短絡を、さらに強固に、防止することができる。

なお、実施の形態１においては、第１電極層１１０が正極層である場合には、第１熱伝導層１４０を、正極層と固体電解質層との間に、配置させることができる。負極層と比較し正極層は放熱性が低い。このため、第１熱伝導層１４０が正極層と固体電解質層との間に位置することで、第１熱伝導層１４０を介して、正極層側で発生する熱を、より良く、周囲に伝播させることができる。

また、実施の形態１においては、第１電極層１１０が負極層である場合には、第１熱伝導層１４０を、負極層と固体電解質層との間に、配置させることができる。大電流での充電時など、電池の過負荷状態では、負極層に金属リチウムが析出し、内部短絡の要因となる。内部短絡により、ジュール熱が発生し、局所的に温度が高まり、電池の信頼性が低下する。負極層と固体電解質層との間に第１熱伝導層１４０が位置することで、負極層側における局所的な温度の高まりを抑制し、電池の信頼性を向上することができる。

（実施の形態２）
以下、実施の形態２が説明される。上述の実施の形態１と重複する説明は、適宜、省略される。

図９は、実施の形態２における電池２０００の概略構成を示すｘ−ｚ図（断面図）である。

実施の形態２における電池２０００は、上述の実施の形態１の構成に加えて、下記の構成をさらに備える。

すなわち、実施の形態２における電池２０００は、第１対極側熱伝導層１４０’を、さらに備える。

第１対極側熱伝導層１４０’は、熱伝材料を含む層である。

第１対極側熱伝導層１４０’は、第１対極層１２０と第１固体電解質層１３０との間に位置する。

以上の構成によれば、第１熱伝導層１４０に加えて、第１対極側熱伝導層１４０’により、第１固体電解質層１３０における温度の不均一性（温度のバラツキ）を、より低減できる。また、第１電極層１１０側と第１対極層１２０側の両方に、熱伝材料を配置させることができる。これにより、放熱性が低い正極層側で発生する熱を周囲に伝播させながら、負極層側における局所的な温度の高まりを抑制できる。

なお、実施の形態２においては、図９に示されるように、第１電極層１１０と第１対極層１２０と第１固体電解質層１３０と第１熱伝導層１４０と第１対極側熱伝導層１４０’とが積層されることにより、第１発電要素１００が構成されてもよい。

なお、実施の形態２においては、第１対極側熱伝導層１４０’と第１熱伝導層１４０とに含まれる熱伝材料は、互いに同じ材料であってもよいし、もしくは、互いに異なる材料であってもよい。

また、実施の形態２においては、第１対極側熱伝導層１４０’の構成（形成面積、厚み、など）としては、実施の形態１において第１熱伝導層１４０として示された構成が、適宜、採用されうる。

なお、実施の形態２においては、第１対極側熱伝導層１４０’は、第１領域１４１’を備える。第１領域１４１’は、熱伝材料を含む領域である。

このとき、図９に示されるように、第１対極側熱伝導層１４０’の第１領域１４１’は、第１対極層１２０と第１固体電解質層１３０とが対向する領域の全体に、位置してもよい。

以上の構成によれば、広範囲な領域（第１対極層１２０と第１固体電解質層１３０とが対向する領域の中央と端縁とを含む領域）に、熱伝材料を配置することができる。このため、第１領域１４１’（すなわち、広範囲に配置される熱伝材料）により、第１固体電解質層１３０における温度の不均一性（温度のバラツキ）を、より低減できる。

図１０は、実施の形態２における電池２１００の概略構成を示すｘ−ｚ図（断面図）である。

実施の形態２においては、図１０に示されるように、第１対極側熱伝導層１４０’は、第２領域１４２’を備えてもよい。第２領域１４２’は、第１領域１４１’とは異なる領域である。

このとき、第１対極側熱伝導層１４０’の第１領域１４１’における熱伝材料の濃度は、第１対極側熱伝導層１４０’の第２領域１４２’における熱伝材料の濃度よりも、高くてもよい。

さらに、第１対極側熱伝導層１４０’の第１領域１４１’は、第１対極層１２０と第１固体電解質層１３０とが対向する領域の端縁に、位置してもよい。

さらに、第１対極側熱伝導層１４０’の第２領域１４２’は、第１対極層１２０と第１固体電解質層１３０とが対向する領域の中央に、位置してもよい。

以上の構成によれば、電流集中による高負荷化により発熱し易い部分（例えば、金属リチウムの析出などを要因として発熱し易い部分）である端縁の位置に、高い濃度で熱伝材料を配置することができる。これにより、端縁において電流集中による高負荷化により発熱が生じる場合に、第１領域１４１’（すなわち、高い濃度の熱伝材料）により、第１固体電解質層１３０における温度の不均一性（温度のバラツキ）を、より低減できる。この結果、より長寿命であり、かつ、より高い信頼性の電池を実現できる。

また、以上の構成によれば、第１対極層１２０と第１固体電解質層１３０とが対向する領域の中央に、熱伝材料の濃度が低い第２領域１４２’を配置することができる。すなわち、第１対極層１２０と第１固体電解質層１３０とが対向する領域の中央における熱伝材料の濃度を低減させることができる。このため、第１対極層１２０と第１固体電解質層１３０とが対向する領域の中央における、熱伝材料の存在に起因するイオン伝導性の低下の度合いを低減できる。この結果、電池の内部抵抗をより低減し、かつ、より良好な電池特性（例えば、充放電特性）を実現することができる。

図１１は、実施の形態２における電池２２００の概略構成を示すｘ−ｚ図（断面図）である。

実施の形態２においては、図１１に示されるように、第１対極側熱伝導層１４０’の第１領域１４１’は、第１対極層１２０と第１固体電解質層１３０とが対向する領域の中央に、位置してもよい。

さらに、第１対極側熱伝導層１４０’の第２領域１４２’は、第１対極層１２０と第１固体電解質層１３０とが対向する領域の端縁に、位置してもよい。

以上の構成によれば、より蓄熱し易い部分（すなわち、電池の外周から離れており電池外部への放熱がしにくい部分）である中央の位置に、高い濃度で熱伝材料を配置することができる。これにより、第１領域１４１’（すなわち、高い濃度の熱伝材料）により、電池の中央の熱（例えば、第１固体電解質層１３０の中央部分の熱）を、電池外部へ、より放熱し易くできる。このため、第１固体電解質層１３０における温度の不均一性（温度のバラツキ）を、より低減できる。この結果、より長寿命であり、かつ、より高い信頼性の電池を実現できる。

また、以上の構成によれば、第１対極層１２０と第１固体電解質層１３０とが対向する領域の端縁に、熱伝材料の濃度が低い第２領域１４２’を配置することができる。すなわち、第１対極層１２０と第１固体電解質層１３０とが対向する領域の端縁における熱伝材料の濃度を低減させることができる。このため、第１対極層１２０と第１固体電解質層１３０とが対向する領域の端縁における、熱伝材料の存在に起因するイオン伝導性の低下の度合いを低減できる。この結果、電池の内部抵抗をより低減し、かつ、より良好な電池特性（例えば、充放電特性）を実現することができる。

図１２は、実施の形態２における電池２３００の概略構成を示すｘ−ｚ図（断面図）である。

実施の形態２においては、図１２に示されるように、第１対極側熱伝導層１４０’の第１領域１４１’は、第１対極層１２０と第１固体電解質層１３０とが対向する領域の中央に、位置してもよい。

さらに、第１対極側熱伝導層１４０’の第２領域１４２’は、第１対極層１２０と第１固体電解質層１３０とが対向する領域の端縁に、位置してもよい。

さらに、第１熱伝導層１４０の第１領域１４１は、第１電極層１１０と第１固体電解質層１３０とが対向する領域の端縁に、位置してもよい。

さらに、第１熱伝導層１４０の第２領域１４２は、第１電極層１１０と第１固体電解質層１３０とが対向する領域の中央に、位置してもよい。

以上の構成によれば、第１固体電解質層１３０の中央部分における放熱性を第１対極側熱伝導層１４０’の第１領域１４１’により高めながら、第１固体電解質層１３０の端縁部分における放熱性を第１熱伝導層１４０の第１領域１４１により高めることができる。

図１３は、実施の形態２における電池２４００の概略構成を示すｘ−ｚ図（断面図）である。

実施の形態２における電池２４００は、上述の実施の形態２における電池２０００〜２３００のいずれかの構成に加えて、下記の構成をさらに備える。

すなわち、実施の形態２における電池２４００においては、第１対極側熱伝導層１４０’は、第１対極層１２０の端部（例えば、側面）を覆う。

言い換えれば、第１対極側熱伝導層１４０’は、第３領域１４３’を備える。第３領域１４３’は、熱伝材料を含む領域である。このとき、第１対極側熱伝導層１４０’の第３領域１４３’は、第１対極層１２０の端部（例えば、側面）を覆う。

以上の構成によれば、電流集中による高負荷化により発熱し易い部分である第１対極層１２０の端部（例えば、側面）における放熱性を、より高めることができる。すなわち、第１対極層１２０の端部（例えば、側面）において生じる熱を、第１対極側熱伝導層１４０’に含まれる熱伝材料により、拡散させることができる。これにより、第１対極層１２０および第１固体電解質層１３０における温度の不均一性（温度のバラツキ）を、より低減できる。この結果、より長寿命であり、かつ、より高い信頼性の電池を実現できる。

なお、実施の形態２における電池２４００は、図１３に示されるように、第２集電体層４２０をさらに備えてもよい。

第２集電体層４２０は、第１対極層１２０に電気的に接続される集電体を含む層である。

このとき、第１対極側熱伝導層１４０’は、第２集電体層４２０に接してもよい。

言い換えれば、第１対極側熱伝導層１４０’の第３領域１４３’は、第２集電体層４２０に接してもよい。

以上の構成によれば、第１対極側熱伝導層１４０’からの熱を、放熱性の高い第２集電体層４２０に伝播させる（拡散させる）ことができる。これにより、第１対極側熱伝導層１４０’の放熱性を、より高めることができる。これにより、第１対極層１２０および第１固体電解質層１３０における温度の不均一性（温度のバラツキ）を、より低減できる。この結果、より長寿命であり、かつ、より高い信頼性の電池を実現できる。

なお、実施の形態２においては、図１３に示されるように、第１固体電解質層１３０は、第１対極側熱伝導層１４０’を覆ってもよい。

以上の構成によれば、電池外部からの衝撃または振動により、第１対極層１２０の一部が剥落した際に、当該剥落部を介しての第１電極層１１０と第１対極層１２０との短絡を、第１対極側熱伝導層１４０’を覆う第１固体電解質層１３０により、防ぐことができる。

（実施の形態３）
以下、実施の形態３が説明される。上述の実施の形態１または２と重複する説明は、適宜、省略される。

図１４は、実施の形態３における電池３０００の概略構成を示すｘ−ｚ図（断面図）である。

実施の形態３における電池３０００は、上述の実施の形態１または２の構成に加えて、下記の構成をさらに備える。

すなわち、実施の形態３における電池３０００は、第１電極側固体電解質層１３１を、さらに備える。

第１電極側固体電解質層１３１は、固体電解質材料を含む層である。

第１電極側固体電解質層１３１は、第１電極層１１０と第１熱伝導層１４０との間に位置する。

以上の構成によれば、２つの固体電解質層（すなわち、第１固体電解質層１３０と第１電極側固体電解質層１３１）の間に、第１熱伝導層１４０を配置させることができる。これにより、第１熱伝導層１４０に含まれる熱伝材料と固体電解質材料との副反応を抑制できる。この結果、電池の出力特性を低下させずに、電池の放熱性を高めることができる。

より具体的には、次のように説明される。電子伝導性を有する熱伝材料を含む第１熱伝導層１４０は、電子の授受に伴い、熱伝材料と固体電解質材料の界面で副反応が生じる。この結果、抵抗が増大することで、電池出力が低下する。この電子の授受は、第１熱伝導層１４０と集電体が電子的に接続されていることで、生じる。例えば、第１熱伝導層１４０が、電子伝導性を有する電極層（正極層または負極層）に接していると、それらを介して集電体と電子的に接続され、電子の授受が生じる。一方で、固体電解質材料は、電子伝導性を有さない。このため、第１熱伝導層１４０の両端に電子伝導性を有さない固体電解質層（すなわち、第１固体電解質層１３０と第１電極側固体電解質層１３１）を配置して、第１熱伝導層１４０と第１電極層１１０（または、第１対極層１２０）との直接接触を避ける。これにより、第１熱伝導層１４０の電子の授受を抑制できる。これにより、第１熱伝導層１４０における、熱伝材料と固体電解質材料の副反応を抑制することができる。この結果、電池の出力特性を低下させずに、電池の放熱性を高めることができる。

なお、実施の形態３においては、図１４に示されるように、第１電極層１１０と第１対極層１２０と第１固体電解質層１３０と第１熱伝導層１４０と第１電極側固体電解質層１３１とが積層されることにより、第１発電要素１００が構成されてもよい。

なお、実施の形態３においては、第１電極側固体電解質層１３１と第１固体電解質層１３０とに含まれる固体電解質材料は、互いに同じ材料であってもよいし、もしくは、互いに異なる材料であってもよい。

また、実施の形態３においては、第１電極側固体電解質層１３１の構成（形成面積、厚み、など）としては、実施の形態１において第１固体電解質層１３０として示された構成が、適宜、採用されうる。

なお、実施の形態３においては、第１電極側固体電解質層１３１は、無機固体電解質材料を含んでもよい。

以上の構成によれば、第１電極側固体電解質層１３１のイオン伝導率を、より高めることができる。このとき、第１電極側固体電解質層１３１における無機固体電解質材料の熱伝導性の低さは、第１熱伝導層１４０の第１領域１４１に含まれる熱伝材料により、補うことができる。したがって、第１熱伝導層１４０とともに、無機固体電解質材料を含む第１電極側固体電解質層１３１とを備えることで、よりイオン伝導率が高くかつ放熱性を有する電池を、実現することができる。

図１５は、実施の形態３における電池３１００の概略構成を示すｘ−ｚ図（断面図）である。

上述の実施の形態１における電池１２００の構成に、実施の形態３における第１電極側固体電解質層１３１を加えることで、実施の形態３における電池３１００が構成されてもよい。

図１６は、実施の形態３における電池３２００の概略構成を示すｘ−ｚ図（断面図）である。

上述の実施の形態１における電池１３００の構成に、実施の形態３における第１電極側固体電解質層１３１を加えることで、実施の形態３における電池３２００が構成されてもよい。

図１７は、実施の形態３における電池３３００の概略構成を示すｘ−ｚ図（断面図）である。

上述の実施の形態１における電池１４００の構成に、実施の形態３における第１電極側固体電解質層１３１を加えることで、実施の形態３における電池３３００が構成されてもよい。

図１８は、実施の形態３における電池３４００の概略構成を示すｘ−ｚ図（断面図）である。

上述の実施の形態３における電池３１００の構成に、実施の形態２における第１対極側熱伝導層１４０’を加えることで、実施の形態３における電池３４００が構成されてもよい。

＜製造方法＞
実施の形態１から３における電池の製造方法の一例が、説明される。

正極活物質と固体電解質とに溶剤を加えペースト状にした正極層ペーストと、固体電解質と熱伝剤とに溶剤を加えペースト状にした熱伝導層ペーストと、負極活物質と固体電解質とに溶剤を加えペースト状にした負極層ペーストと、固体電解質に溶剤を加えペースト状にした固体電解質層ペーストとを、それぞれ作製する。

負極集電体の上に、負極層ペーストを塗工する。塗工の方法として、メタルマスク版、スクリーン版などを用いた印刷技術を用いることができる。熱風乾燥機または減圧乾燥機で溶剤を除去することにより、負極集電体の上に負極層が設けられた負極を得る。この時、負極層の緻密度を向上する目的で、一軸プレス、ロールプレス、冷間等方圧加圧方（ＣＩＰ法）、など、により、負極層を加圧圧縮してもよい。

負極の上に、熱伝導層ペーストを塗工する。この時、熱伝導層ペーストを塗工する面積を、負極層の面積よりも大きくすることで、図６に示す電池１５００のように、負極層（ここでは、第１電極層１１０）の側面を第１熱伝導層１４０が覆う構造を、作製することができる。熱風乾燥機または減圧乾燥機で溶剤を除去することにより、負極集電体の上に負極層、熱伝導層が設けられた積層体を得る。この時、緻密度を向上する目的で、一軸プレス、ロールプレス、冷間等方圧加圧方（ＣＩＰ法）、など、により、加圧圧縮してもよい。

正極集電体の上に、正極層ペーストを塗工する。塗工の方法として、メタルマスク版、スクリーン版などを用いた印刷技術を用いることができる。熱風乾燥機または減圧乾燥機で溶剤を除去することにより、正極集電体の上に正極層が設けられた正極を得る。この時、正極層の緻密度を向上する目的で、一軸プレス、ロールプレス、ＣＩＰ法、など、により、正極層を加圧圧縮してもよい。

負極集電体の上に負極層と熱伝導層とが設けられた積層体および正極集電体の上に正極層が設けられた正極のいずれか一方もしくは両方に、固体電解質層ペーストを塗工する。この時、固体電解質層ペーストを塗工する面積を、負極層と熱伝導層との積層体または正極層の面積よりも大きくすることで、図６に示す電池１５００のように、電池側面を第１固体電解質層１３０が覆う構造を、作製することができる。熱風乾燥機または減圧乾燥機で溶剤を除去することにより、負極集電体の上に負極層と熱伝導層と固体電解質層が設けられた積層体、および、正極集電体の上に正極層と固体電解質層とが設けられた積層体を得る。この時、緻密度を向上する目的で、一軸プレス、ロールプレス、冷間等方圧加圧方（ＣＩＰ法）、など、により、加圧圧縮してもよい。

負極集電体の上に負極層と熱伝導層と固体電解質層とが設けられた積層体と、正極集電体の上に正極層と固体電解質層とが設けられた積層体とを、貼り合わせる。一軸プレス、ロールプレス、冷間等方圧加圧方（ＣＩＰ法）、など、で積層体を加圧圧縮することで、両者を接合する。

以上の工程により、例えば、電池１０００が作製される。

実施の形態１における電池１３００または１４００などは、電池１０００の製造方法と比較して、熱伝導層ペーストを塗工する工程が異なる点以外は、同様に製造される。すなわち、正極層と固体電解質層と負極層とのいずれかの上に熱伝導層ペーストを塗工する際に、熱伝導層ペーストを塗工する部分に開口部が設けられたメタルマスク版またはスクリーン版を用いる。次に、熱伝導層ペーストが塗工されている部分がマスク部となっており、それ以外の部分に開口部が設けられたメタルマスク版またはスクリーン版を用い、正極層ペーストと固体電解質層ペーストと負極層ペーストとのいずれかが塗工される。

実施の形態２における電池２０００は、電池１０００の製造方法と比較して、ペーストを塗工する順番が異なる点以外は、同様に製造される。すなわち、例えば、正極集電体の上に、正極層ペースト、熱伝導層ペースト、固体電解質層ペーストの順に塗工する。また、負極集電体の上に、負極層ペースト、熱伝導層ペースト、固体電解質層ペーストの順に塗工する。このとき、固体電解質層ペーストは、正極の積層体と負極の積層体との両者に設けられてもよく、いずれか一方のみに設けられてもよい。

実施の形態３における電池３０００は、電池１０００の製造方法と比較して、積層体を塗工する順番が異なる点以外は、同様に製造される。すなわち、例えば、正極集電体の上に、正極層ペースト、固体電解質層ペースト、熱伝導層ペーストの順に塗工する。また、負極集電体の上に、負極層ペースト、固体電解質層ペースト、熱伝導層ペーストの順に塗工する。このとき、熱伝導層ペーストは、正極の積層体と負極の積層体との両者に設けられてもよく、いずれか一方のみに設けられてもよい。

（実施の形態４）
以下、実施の形態４が説明される。上述の実施の形態１から３のいずれかと重複する説明は、適宜、省略される。

図１９は、実施の形態４における電池４０００の概略構成を示すｘ−ｚ図（断面図）である。

実施の形態４における電池４０００は、上述の実施の形態１から３のいずれかの構成に加えて、下記の構成をさらに備える。

すなわち、実施の形態４における電池４０００は、第２電極層２１０と、第２対極層２２０と、第２固体電解質層２３０と、第１集電体層４１０と、をさらに備える。

第２電極層２１０は、第２電極材料を含む層である。

第２対極層２２０は、第２対極材料を含む層である。第２対極層２２０は、第２電極層２１０の対極となる層である。

第２固体電解質層２３０は、固体電解質材料を含む層である。第２固体電解質層２３０は、第２電極層２１０と第２対極層２２０との間に位置する。

第１集電体層４１０は、第１電極層１１０と第２対極層２２０とに電気的に接続される集電体を含む層である。

第１電極層１１０と第２対極層２２０とは、第１集電体層４１０を介して、積層される。

以上の構成によれば、少なくとも２つ以上の発電要素を備える積層型電池における少なくとも１つ以上の発電要素に、熱伝材料を含む層を配置させることができる。すなわち、２つ以上の発電要素が積層されてなる積層型電池（蓄熱がより生じ易い電池）における放熱性を、第１熱伝導層１４０により、より高めることができる。すなわち、積層型電池の内部で発生した熱を、第１熱伝導層１４０を介して、電池外部に放熱することができる。これにより、２つ以上の発電要素が積層されることによる電池の厚みの増加に伴う放熱性の低下を、第１熱伝導層１４０の放熱性により、補うことができる。この結果、長寿命であり、かつ、高い信頼性の積層型電池を実現できる。

なお、実施の形態４においては、図１９に示されるように、第２電極層２１０と第２対極層２２０と第２固体電解質層２３０とが積層されることにより、第２発電要素２００が構成されてもよい。

なお、実施の形態４においては、第２発電要素２００の各層の構成（形成面積、厚み、など）としては、実施の形態１から３において第１発電要素１００の各層として示された構成が、適宜、採用されうる。

なお、実施の形態４においては、第２固体電解質層２３０と第１固体電解質層１３０とに含まれる固体電解質材料は、互いに同じ材料であってもよいし、もしくは、互いに異なる材料であってもよい。

なお、実施の形態４においては、図１９に示されるように、第２発電要素２００の一端に、第３集電体層４３０が、配置されてもよい。

すなわち、実施の形態４における電池４０００は、第３集電体層４３０をさらに備えてもよい。

第３集電体層４３０は、第２電極層２１０に電気的に接続される（例えば、直接的に接触される）集電体を含む層である。

なお、実施の形態４においては、第１電極層１１０は、正極層であってもよい。このとき、第２電極層２１０は、正極層であってもよい。このとき、第２電極層２１０に含まれる第２電極材料は、正極材料である。このとき、第２対極層２２０は、負極層である。このとき、第２対極層２２０に含まれる第２対極材料は、負極材料である。このとき、第３集電体層４３０は、正極集電体を含む層である。

もしくは、実施の形態４においては、第１電極層１１０は、負極層であってもよい。このとき、第２電極層２１０は、負極層であってもよい。このとき、第２電極層２１０に含まれる第２電極材料は、負極材料である。このとき、第２対極層２２０は、正極層である。このとき、第２対極層２２０に含まれる第２対極材料は、正極材料である。このとき、第３集電体層４３０は、負極集電体を含む層である。

以上のように、第１電極層１１０と第２電極層２１０とを同極とすることで、第１発電要素１００と第２発電要素２００とを直列接続させた積層電池を構成できる。複数の発電要素を直列接続する（隣接する発電要素の正極側と負極側を接続する）ことで、電池の電圧を増加させることができる。

なお、実施の形態４においては、図１９に示されるように、第１集電体層４１０として、バイポーラ集電体が用いられてもよい。

バイポーラ集電体とは、１枚の集電体の一方に正極層が付設され、かつ、その反対側に負極層が付設される集電体のことである。従来、正極集電体と負極集電体の２枚必要であった集電体を、１枚とすることができる。このため、集電体の枚数を減らすことができる。この結果、電池のエネルギー密度を増加することができる。

もしくは、実施の形態４においては、複数の発電要素を直列接続する際には、集電体として、正極集電体と負極集電体とが用いられてもよい。すなわち、第１集電体層４１０は、正極集電体と負極集電体とが積層されてなる集電体であってもよい。

以上の構成によれば、バイポーラ集電体のように、隣接する２つの発電要素で集電体を共有しない。このため、発電要素間の切り離し、および、接続が容易となる。このため、電池製造上、歩留まりを向上することができる。

図２０は、実施の形態４における電池４１００の概略構成を示すｘ−ｚ図（断面図）である。

実施の形態４における電池４１００は、上述の実施の形態４における電池４０００の構成に加えて、下記の構成をさらに備える。

すなわち、実施の形態４における電池４１００は、第３電極層３１０と、第３対極層３２０と、第３固体電解質層３３０と、第２集電体層４２０と、をさらに備える。

第３電極層３１０は、第３電極材料を含む層である。

第３対極層３２０は、第３対極材料を含む層である。第３対極層３２０は、第３電極層３１０の対極となる層である。

第３固体電解質層３３０は、固体電解質材料を含む層である。第３固体電解質層３３０は、第３電極層３１０と第３対極層３２０との間に位置する。

第２集電体層４２０は、第１対極層１２０と第３電極層３１０とに電気的に接続される。

第１対極層１２０と第３電極層３１０とは、第２集電体層４２０を介して、積層される。

以上の構成によれば、少なくとも３つ以上の発電要素を備える積層型電池における、両端に位置する発電要素を除く、少なくとも１つ以上の発電要素に、熱伝材料を含む層を配置させることができる。すなわち、３つ以上の発電要素が積層されてなる積層型電池（蓄熱がより生じ易い電池）における放熱性を、第１熱伝導層１４０により、より高めることができる。すなわち、積層型電池の内部で発生した熱を、第１熱伝導層１４０を介して、電池外部に放熱することができる。これにより、３つ以上の発電要素が積層されることによる電池の厚みの増加に伴う放熱性の低下を、第１熱伝導層１４０の放熱性により、補うことができる。この結果、長寿命であり、かつ、高い信頼性の積層型電池を実現できる。

なお、実施の形態４においては、図２０に示されるように、第３電極層３１０と第３対極層３２０と第３固体電解質層３３０とが積層されることにより、第３発電要素３００が構成されてもよい。

なお、実施の形態４においては、第３発電要素３００の各層の構成（形成面積、厚み、など）としては、実施の形態１から３において第１発電要素１００の各層として示された構成が、適宜、採用されうる。

なお、実施の形態４においては、第３固体電解質層３３０と第１固体電解質層１３０とに含まれる固体電解質材料は、互いに同じ材料であってもよいし、もしくは、互いに異なる材料であってもよい。

なお、実施の形態４においては、図２０に示されるように、第３発電要素３００の一端に、第４集電体層４４０が、配置されてもよい。

すなわち、実施の形態４における電池４１００は、第４集電体層４４０をさらに備えてもよい。

第４集電体層４４０は、第３対極層３２０に電気的に接続される（例えば、直接的に接触される）集電体を含む層である。

なお、実施の形態４においては、第１電極層１１０は、正極層であってもよい。このとき、第３電極層３１０は、正極層であってもよい。このとき、第３電極層３１０に含まれる第３電極材料は、正極材料である。このとき、第３対極層３２０は、負極層である。このとき、第３対極層３２０に含まれる第３対極材料は、負極材料である。このとき、第４集電体層４４０は、負極集電体を含む層である。

もしくは、実施の形態４においては、第１電極層１１０は、負極層であってもよい。このとき、第３電極層３１０は、負極層であってもよい。このとき、第３電極層３１０に含まれる第３電極材料は、負極材料である。このとき、第３対極層３２０は、正極層である。このとき、第３対極層３２０に含まれる第３対極材料は、正極材料である。このとき、第４集電体層４４０は、正極集電体を含む層である。

以上のように、第１電極層１１０と第３電極層３１０とを同極とすることで、第１発電要素１００と第３発電要素３００とを直列接続させた積層電池を構成できる。複数の発電要素を直列接続する（隣接する発電要素の正極側と負極側を接続する）ことで、電池の電圧を増加させることができる。

なお、実施の形態４においては、図２０に示されるように、第２集電体層４２０として、バイポーラ集電体が用いられてもよい。

もしくは、実施の形態４においては、第２集電体層４２０は、正極集電体と負極集電体とが積層されてなる集電体であってもよい。

実施の形態４においては、図２０に示されるように、第２固体電解質層２３０は、第２電極層２１０と第２対極層２２０とに接してもよい。

さらに、第３固体電解質層３３０は、第３電極層３１０と第３対極層３２０とに接してもよい。

以上の構成によれば、例えば、両端の発電要素（すなわち、第２発電要素２００と第３発電要素３００）は熱伝導層を含まず、かつ、両端の発電要素の間に位置する第１発電要素１００が熱伝導層（＝第１熱伝導層１４０）を備える構成の積層型電池を実現できる。これにより、両端の発電要素の間に位置する発電要素（蓄熱がより生じ易い発電要素）の放熱性を、第１熱伝導層１４０により、高めることができる。これにより、積層型電池の全体の放熱性を、第１熱伝導層１４０により、効率的に、高めることができる。

一方で、両端の発電要素（電池の外周に位置することで、比較的、放熱性が高い発電要素）には熱伝導層を配置しないことで、熱伝導層の数を低減できる。このため、熱伝材料に起因する電池出力特性の低下を防止できる。これらの結果、積層型電池の出力特性を大きく低下させずに、積層型電池の放熱性を十分に高めることができる。

図２１は、実施の形態４における電池４２００の概略構成を示すｘ−ｚ図（断面図）である。

実施の形態４においては、図２１に示されるように、積層型電池を構成する発電要素の数は、４以上であってもよい。

例えば、図２１に示される電池４２００は、第３集電体層４３０と第２発電要素２００ｂと第１集電体層４１０ｂと第２発電要素２００ａと第１集電体層４１０ａと第１発電要素１００と第２集電体層４２０ａと第３発電要素３００ａと第２集電体層４２０ｂと第３発電要素３００ｂと第４集電体層４４０とが、積層されて構成される。

以上の構成によれば、積層の中央部分に第１熱伝導層１４０が配置されることで、積層される発電要素の数が４以上である場合でも、積層型電池の出力特性を大きく低下させずに、積層型電池の放熱性を十分に高めることができる。

図２２は、実施の形態４における電池４３００の概略構成を示すｘ−ｚ図（断面図）である。

実施の形態４における電池４３００は、上述の実施の形態４における電池４１００の構成に加えて、下記の構成をさらに備える。

すなわち、実施の形態４における電池４３００は、第２熱伝導層２４０と、第３熱伝導層３４０と、をさらに備える。

第２熱伝導層２４０は、熱伝材料を含む領域を備える層である。第２熱伝導層２４０は、第２電極層２１０と第２対極層２２０との間に位置する。

第３熱伝導層３４０は、熱伝材料を含む領域を備える層である。第３熱伝導層３４０は、第３電極層３１０と第３対極層３２０との間に位置する。

以上の構成によれば、３つ以上の発電要素が積層されてなる積層型電池（蓄熱がより生じ易い電池）における放熱性を、より高めることができる。すなわち、積層型電池の内部で発生した熱を、第１熱伝導層１４０と第２熱伝導層２４０と第３熱伝導層３４０とを介して、電池外部に放熱することができる。これにより、３つ以上の発電要素が積層されることによる電池の厚みの増加に伴う放熱性の低下を、第１熱伝導層１４０と第２熱伝導層２４０と第３熱伝導層３４０の放熱性により、補うことができる。この結果、より長寿命であり、かつ、より高い信頼性の積層型電池を実現できる。

なお、実施の形態４においては、図２２に示されるように、第２熱伝導層２４０は、第２電極層２１０と第２固体電解質層２３０との間に位置してもよい。また、第３熱伝導層３４０は、第３電極層３１０と第３固体電解質層３３０との間に位置してもよい。

なお、実施の形態４においては、第１熱伝導層１４０と第２熱伝導層２４０と第３熱伝導層３４０とに含まれる熱伝材料は、互いに同じ材料であってもよいし、もしくは、互いに異なる材料であってもよい。

なお、実施の形態４においては、第２熱伝導層２４０および第３熱伝導層３４０の各層の構成（形成面積、厚み、など）としては、実施の形態１から３において第１熱伝導層１４０の各層として示された構成が、適宜、採用されうる。

なお、実施の形態４においては、第１熱伝導層１４０と第２熱伝導層２４０と第３熱伝導層３４０の大きさ（例えば、面積、厚み、体積、など）は、互いに同じであってもよいし、互いに異なってもよい。

なお、実施の形態４においては、「第２熱伝導層２４０に含まれる熱伝材料の濃度」と「第３熱伝導層３４０に含まれる熱伝材料の濃度」のうちの少なくとも一方は、第１熱伝導層１４０の第１領域における熱伝材料の濃度よりも、低くてもよい。

以上の構成によれば、例えば、両端の発電要素の少なくとも一方の熱伝導層における熱伝材料の含有量を、両端の発電要素の間に位置する発電要素の熱伝導層における熱伝材料の含有量よりも、少なくできる。すなわち、両端の発電要素（電池の外周に位置することで、比較的、放熱性が高い発電要素）の少なくとも一方には、低い濃度で熱伝材料を含む熱伝導層（第２熱伝導層２４０または第３熱伝導層３４０）を配置できる。これにより、高い濃度で熱伝材料を含む第１熱伝導層１４０により両端の発電要素の間に位置する発電要素（蓄熱がより生じ易い発電要素）の放熱性を高めながら、両端の発電要素における熱伝材料に起因する電池出力特性の低下の度合いを低減できる。この結果、積層型電池の放熱性を高めながら、積層型電池の出力特性の低下を抑制できる。

なお、実施の形態４においては、「第２熱伝導層２４０に含まれる熱伝材料の濃度」と「第３熱伝導層３４０に含まれる熱伝材料の濃度」との両方は、第１熱伝導層１４０の第１領域における熱伝材料の濃度よりも、低くてもよい。

以上の構成によれば、積層型電池の放熱性を高めながら、積層型電池の出力特性の低下を、より抑制できる。

図２３は、実施の形態４における電池４４００の概略構成を示すｘ−ｚ図（断面図）である。

実施の形態４においては、図２３に示されるように、「第２熱伝導層２４０が備える熱伝材料を含む領域（例えば、第１領域２４１）の大きさ」と「第３熱伝導層３４０が備える熱伝材料を含む領域（例えば、第１領域３４１）の大きさ」のうちの少なくとも一方は、第１熱伝導層１４０の第１領域１４１の大きさよりも、小さくてもよい。ここで、「大きさ」とは、例えば、面積、厚み、体積、など、が挙げられる。

以上の構成によれば、例えば、両端の発電要素の少なくとも一方の熱伝導層に含まれる熱伝材料の配置面積を、両端の発電要素の間に位置する発電要素の熱伝導層に含まれる熱伝材料の配置面積よりも、小さくできる。すなわち、両端の発電要素（電池の外周に位置することで、比較的、放熱性が高い発電要素）の少なくとも一方には、狭い範囲に熱伝材料が配置された熱伝導層（第２熱伝導層２４０または第３熱伝導層３４０）を配置できる。これにより、より広範囲に配置された熱伝材料を含む第１熱伝導層１４０により両端の発電要素の間に位置する発電要素（蓄熱がより生じ易い発電要素）の放熱性を高めながら、両端の発電要素における熱伝材料に起因する電池出力特性の低下の度合いを低減できる。この結果、積層型電池の放熱性を高めながら、積層型電池の出力特性の低下を抑制できる。

なお、実施の形態４においては、図２３に示されるように、「第２熱伝導層２４０が備える熱伝材料を含む領域（例えば、第１領域２４１）の大きさ」と「第３熱伝導層３４０が備える熱伝材料を含む領域（例えば、第１領域３４１）の大きさ」との両方は、第１熱伝導層１４０の第１領域１４１の大きさよりも、小さくてもよい。

以上の構成によれば、積層型電池の放熱性を十分に高めながら、積層型電池の出力特性の低下を、より抑制できる。

なお、実施の形態４においては、図２３に示されるように、第２熱伝導層２４０は、第２領域２４２を備えてもよい。第２領域２４２は、例えば、第２熱伝導層２４０において、第１領域２４１が配置されない領域である。また、第３熱伝導層３４０は、第２領域３４２を備えてもよい。第２領域３４２は、例えば、第３熱伝導層３４０において、第１領域３４１が配置されない領域である。

なお、実施の形態４においては、第１熱伝導層１４０の第２領域１４２と第２熱伝導層２４０の第２領域２４２と第３熱伝導層３４０の第２領域３４２とに含まれる材料は、互いに同じ材料であってもよいし、もしくは、互いに異なる材料であってもよい。

図２４は、実施の形態４における電池４５００の概略構成を示すｘ−ｚ図（断面図）である。

実施の形態４においては、図２４に示されるように、積層型電池を構成する発電要素の数は、４以上であってもよい。

例えば、図２４に示される電池４５００は、第３集電体層４３０と第２発電要素２００ｂ（第２熱伝導層２４０ｂを備える）と第１集電体層４１０ｂと第２発電要素２００ａ（第２熱伝導層２４０ａを備える）と第１集電体層４１０ａと第１発電要素１００（第１熱伝導層１４０を備える）と第２集電体層４２０ａと第３発電要素３００ａ（第３熱伝導層３４０ａを備える）と第２集電体層４２０ｂと第３発電要素３００ｂ（第３熱伝導層３４０ｂを備える）と第４集電体層４４０とが、積層されて構成される。

以上の構成によれば、積層される発電要素の数が４以上である場合でも、それぞれの発電要素に配置される熱伝導層により、積層型電池の放熱性を十分に高めることができる。さらに、積層型電池の両端に近い発電要素ほど、その熱伝導層における熱伝材料を含む領域の大きさを小さくすることで、積層型電池の放熱性を維持しながら、積層型電池の出力特性の低下を、より抑制できる。

なお、実施の形態４においては、直列接続する発電要素の個数は、特に限定されない。直列接続する発電要素の数を増やすことで、電池の電圧を増加することができる。電圧が３．７Ｖ程度の発電要素を直列接続する場合、発電要素の個数は、４個であってもよい。この場合の積層型電池は、自動車のスターター電源として用いてもよい。電圧が３．７Ｖ程度の発電要素を直列接続する場合、発電要素の個数は、１２個であってもよい。この場合の積層型電池は、プラグインハイブリッド車または電気自動車などの駆動用電源として用いてもよい。

図２５は、実施の形態４における電池４６００の概略構成を示すｘ−ｚ図（断面図）である。

実施の形態４における電池４６００においては、第１電極層１１０と第２対極層２２０とが同極である。

すなわち、実施の形態４における電池４６００においては、第１電極層１１０と第２対極層２２０とは、正極層であってもよい。このとき、第１集電体層４１０は、正極集電体を含む層である。このとき、第１対極層１２０と第２電極層２１０とは、負極層である。このとき、第２集電体層４２０と第３集電体層４３０とは、負極集電体を含む層である。

もしくは、実施の形態４における電池４６００においては、第１電極層１１０と第２対極層２２０とは、負極層であってもよい。このとき、第１集電体層４１０は、負極集電体を含む層である。このとき、第１対極層１２０と第２電極層２１０とは、正極層である。このとき、第２集電体層４２０と第３集電体層４３０とは、正極集電体を含む層である。

以上のように、第１電極層１１０と第２対極層２２０とを同極とすることで、第１発電要素１００と第２発電要素２００とを並列接続させた積層電池を構成できる。複数の発電要素を並列接続する（隣接する発電要素の正極側同士を接続、および、負極側同士を接続する）ことで、電池の容量を増加させることができる。さらに、並列接続する発電要素の数を増やすことで、電池の容量を、より増加させることができる。

図２６は、実施の形態４における電池４７００の概略構成を示すｘ−ｚ図（断面図）である。

実施の形態４における電池４７００においては、第３集電体層４３０と第２発電要素２００ｂと第１集電体層４１０ｂと第２発電要素２００ａと第１集電体層４１０ａと第１発電要素１００と第２集電体層４２０ａと第３発電要素３００ａと第２集電体層４２０ｂと第３発電要素３００ｂと第４集電体層４４０とが、積層されて構成される。

実施の形態４における電池４７００においては、それぞれの発電要素は、並列接続されている。

実施の形態４における電池４７００は、第１集電端子５１０と、第２集電端子５２０と、を備える。

第１集電端子５１０は、第１集電体層４１０ｂと第２集電体層４２０ａと第４集電体層４４０とに、接続される。

第２集電端子５２０は、第３集電体層４３０と第１集電体層４１０ａと第２集電体層４２０ｂとに、接続される。

なお、実施の形態４においては、上述の図２１または図２４に示される直列接続の積層型電池においては、第１集電端子５１０と第２集電端子５２０とは、それぞれ、第３集電体層４３０と第４集電体層４４０とに接続される。

第１集電端子５１０と第２集電端子５２０とが充電装置または負荷に接続されることで、電池の充電または放電が行われる。

なお、実施の形態４においては、直列接続と並列接続とを組み合わせて接続してもよい。すなわち、互いに直列接続された複数の発電要素と、互いに並列接続された複数の発電要素とを、組み合わせる（接続する）ことにより、積層型電池が構成されてもよい。これにより、電池の容量と電圧とを共に増加させることができる。

なお、実施の形態４における電池は、コイン型、円筒型、角型、シート型、ボタン型、扁平型、積層型、など、種々の形状の電池として、構成されうる。

＜製造方法＞
実施の形態４における電池の製造方法の一例が、説明される。

バイポーラ集電体（第１集電体層４１０）の一方に、正極層が形成される。正極層の上に、さらに、固体電解質層が形成される。次に、バイポーラ集電体の、正極層が形成された面とは反対側に、負極層が形成される。負極層の上に、さらに、熱伝導層と固体電解質層とが形成される。

一方側に正極層が形成され、反対側に負極層が形成されたバイポーラ電極を、発電要素の積層数に応じて、複数個作製する。

また、電池の両端の一方に位置する電極として、片側のみに、正極層と固体電解質層とが形成された電極が作製される。

また、電池の両端のもう一方に位置する電極として、片側のみに、負極層と熱伝導層と固体電解質層とが形成された電極が作製される。

このように作製したバイポーラ電極、両端に位置する電極を、積層する。一軸プレス、ロールプレス、冷間等方圧加圧方（ＣＩＰ法）などで積層体を加圧圧縮することで、複数のバイポーラ電極を接合する。

以上の工程により、実施の形態４における電池が製造される。

なお、ペーストの塗工方法、溶剤の除去、加圧圧縮などの工程については、実施の形態１から３における製造方法として示した方法が、用いられうる。

もしくは、実施の形態１から３における電池の製造方法に従い、複数の電池を製造する。次に、隣接する電池の、第１集電体層４１０と第２集電体層４２０とを接続する。このとき、両者を単に接触させるだけでもよい。もしくは、溶接、導電性ペースト、導電性テープ、導電性高分子などで、両者を接続してもよい。この方法によれば、バイポーラ集電体を用いずに、積層型電池を製造できる。

以上の製造方法において、各発電要素における熱伝導層の有無（もしくは、その大きさ、または、熱伝材料の含有量）を調整することで、実施の形態４において示された各電池を製造することができる。

なお、上述の実施の形態１から４のそれぞれに記載の構成は、適宜、互いに、組み合わされてもよい。

本開示の電池は、例えば、全固体リチウム二次電池などとして、利用されうる。

１００ 第１発電要素
１１０ 第１電極層
１２０ 第１対極層
１３０ 第１固体電解質層
１３１ 第１電極側固体電解質層
１４０ 第１熱伝導層
１４１ 第１領域
１４２ 第２領域
１４３ 第３領域
１４０’ 第１対極側熱伝導層
１４１’ 第１領域
１４２’ 第２領域
１４３’ 第３領域
２００ 第２発電要素
２００ａ 第２発電要素
２００ｂ 第２発電要素
２１０ 第２電極層
２２０ 第２対極層
２３０ 第２固体電解質層
２４０ 第２熱伝導層
２４０ａ 第２熱伝導層
２４０ｂ 第２熱伝導層
２４１ 第１領域
２４２ 第２領域
３００ 第３発電要素
３００ａ 第３発電要素
３００ｂ 第３発電要素
３１０ 第３電極層
３２０ 第３対極層
３３０ 第３固体電解質層
３４０ 第３熱伝導層
３４０ａ 第３熱伝導層
３４０ｂ 第３熱伝導層
３４１ 第１領域
３４２ 第２領域
４１０ 第１集電体層
４１０ａ 第１集電体層
４１０ｂ 第１集電体層
４２０ 第２集電体層
４２０ａ 第２集電体層
４２０ｂ 第２集電体層
４３０ 第３集電体層
４４０ 第４集電体層
５１０ 第１集電端子
５２０ 第２集電端子
１０００、１１００、１２００、１３００、１４００、１５００、１５１０、１５２０、２０００、２１００、２２００、２３００、２４００、３０００、３１００、３２００、３３００、３４００、４０００、４１００、４２００、４３００、４４００、４５００、４６００、４７００ 電池

Claims (22)

1. 第１電極層と、
   前記第１電極層の対極である第１対極層と、
   前記第１電極層と前記第１対極層との間に位置する第１固体電解質層と、
   熱伝材料を含む第１領域を備える第１熱伝導層と、
   を備え、
   前記第１領域は、前記第１電極層と前記第１固体電解質層との間に位置する、
   電池。
2. 前記第１領域は、固体電解質材料を含む、
   請求項１に記載の電池。
3. 前記第１電極層は、第１電極材料を含み、
   前記第１対極層は、第１対極材料を含み、
   前記第１領域は、前記第１電極材料と前記第１対極材料とを含まない領域である、
   請求項１または２に記載の電池。
4. 前記第１固体電解質層は、無機固体電解質材料を含む、
   請求項１から３のいずれかに記載の電池。
5. 前記第１領域は、前記第１電極層と前記第１固体電解質層とが対向する領域の全体に、位置する、
   請求項１から４のいずれかに記載の電池。
6. 前記第１熱伝導層は、前記第１領域とは異なる領域である第２領域を備え、
   前記第１領域における前記熱伝材料の濃度は、前記第２領域における前記熱伝材料の濃度よりも、高く、
   前記第１領域は、前記第１電極層と前記第１固体電解質層とが対向する領域の端縁に、位置し、
   前記第２領域は、前記第１電極層と前記第１固体電解質層とが対向する領域の中央に、位置する、
   請求項１から４のいずれかに記載の電池。
7. 前記第１熱伝導層は、前記第１領域とは異なる領域である第２領域を備え、
   前記第１領域における前記熱伝材料の濃度は、前記第２領域における前記熱伝材料の濃度よりも、高く、
   前記第１領域は、前記第１電極層と前記第１固体電解質層とが対向する領域の中央に、位置し、
   前記第２領域は、前記第１電極層と前記第１固体電解質層とが対向する領域の端縁に、位置する、
   請求項１から４のいずれかに記載の電池。
8. 前記第２領域は、固体電解質材料を含む、
   請求項６または７に記載の電池。
9. 前記第１電極層は、第１電極材料を含み、
   前記第２領域は、前記第１電極材料を含む、
   請求項６から８のいずれかに記載の電池。
10. 前記第１熱伝導層は、熱伝材料を含む第３領域を備え、
    前記第３領域は、前記第１電極層の端部を覆う、
    請求項１から９のいずれかに記載の電池。
11. 前記第１電極層に電気的に接続される第１集電体層をさらに備え、
    前記第１熱伝導層は、熱伝材料を含む第３領域を備え、
    前記第３領域は、前記第１集電体層に接する、
    請求項１から１０のいずれかに記載の電池。
12. 熱伝材料を含む第１対極側熱伝導層を、さらに備え、
    前記第１対極側熱伝導層は、前記第１対極層と前記第１固体電解質層との間に位置する、
    請求項１から１１のいずれかに記載の電池。
13. 前記第１対極側熱伝導層は、前記第１対極層の端部を覆う、
    請求項１２に記載の電池。
14. 前記第１対極層に電気的に接続される第２集電体層をさらに備え、
    前記第１対極側熱伝導層は、前記第２集電体層に接する、
    請求項１２または１３に記載の電池。
15. 第１電極側固体電解質層を、さらに備え、
    前記第１電極側固体電解質層は、前記第１電極層と前記第１熱伝導層との間に位置する、
    請求項１から１４のいずれかに記載の電池。
16. 前記第１電極側固体電解質層は、無機固体電解質材料を含む、
    請求項１５に記載の電池。
17. 第２電極層と、
    前記第２電極層の対極である第２対極層と、
    前記第２電極層と前記第２対極層との間に位置する第２固体電解質層と、
    前記第１電極層と前記第２対極層とに電気的に接続される第１集電体層と、
    をさらに備え、
    前記第１電極層と前記第２対極層とは、前記第１集電体層を介して、積層される、
    請求項１から１６のいずれかに記載の電池。
18. 第３電極層と、
    前記第３電極層の対極である第３対極層と、
    前記第３電極層と前記第３対極層との間に位置する第３固体電解質層と、
    前記第１対極層と前記第３電極層とに電気的に接続される第２集電体層と、
    をさらに備え、
    前記第１対極層と前記第３電極層とは、前記第２集電体層を介して、積層される、
    請求項１７に記載の電池。
19. 前記第２固体電解質層は、前記第２電極層と前記第２対極層とに接し、
    前記第３固体電解質層は、前記第３電極層と前記第３対極層とに接する、
    請求項１８に記載の電池。
20. 熱伝材料を含む領域を備える第２熱伝導層と、
    熱伝材料を含む領域を備える第３熱伝導層と、
    をさらに備え、
    前記第２熱伝導層は、前記第２電極層と前記第２対極層との間に位置し、
    前記第３熱伝導層は、前記第３電極層と前記第３対極層との間に位置する、
    請求項１８に記載の電池。
21. 前記第２熱伝導層に含まれる前記熱伝材料の濃度と前記第３熱伝導層に含まれる前記熱伝材料の濃度のうちの少なくとも一方は、前記第１領域における前記熱伝材料の濃度よりも、低い、
    請求項２０に記載の電池。
22. 前記第２熱伝導層が備える前記熱伝材料を含む領域の大きさと前記第３熱伝導層が備える前記熱伝材料を含む領域の大きさのうちの少なくとも一方は、前記第１領域の大きさよりも、小さい、
    請求項２０に記載の電池。

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