JP6863389B2 - 固体電池、電池パック、車両、蓄電システム、電動工具及び電子機器 - Google Patents

固体電池、電池パック、車両、蓄電システム、電動工具及び電子機器 Download PDF

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Description

本技術は固体電池に関する。より詳しくは、本技術は、固体電池、電池パック、車両、蓄電システム、電動工具及び電子機器に関する。
近年、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）や携帯電話などのポータブル機器の開発に伴い、電池の需要が急速に拡大している。また、電気自動車などの普及も加速化し、ますます電池のニーズが高まっている。その中で、電解質を液体系から固体系に代えた固体電池の研究・開発が盛んに行われている。
例えば、電解質グリーンシート及び正極グリーンシートを重ねて積層体を作製する工程と、前記積層体を焼成する工程と、を含むリチウムイオン二次電池の製造方法において、前記電解質グリーンシート及び前記正極グリーンシートの少なくとも一方は、前記焼成工程においてリチウムイオン伝導性の結晶が析出する非晶質の酸化物ガラス粉末を含むことを特徴とするリチウムイオン二次電池の製造方法が提案されている（特許文献１を参照）。
また、例えば、少なくとも正極層と、固体電解質層と、負極層とが積層されて構成された全固体電池であって、前記正極層は、特定の結晶面がリチウムイオンの伝導方向に配向した正極活物質のみで構成され、前記負極層は、炭素質材料で構成され、前記負極層の体積中、７０％以上が前記炭素質材料で占められていることを特徴とする全固体電池が提案されている（特許文献２を参照）。
さらに、例えば、少なくとも正極活物質層を有する正極活物質層含有体の製造方法であって、正極活物質および固体電解質材料を含有し、前記正極活物質および前記固体電解質材料の合計に対する前記正極活物質の割合が５０体積％より大きく、前記固体電解質材料に対する前記正極活物質の平均粒径比が、０．９以上である正極活物質層形成用材料を調製する調製工程と、前記固体電解質材料の軟化点以上の温度で、前記正極活物質層形成用材料を加熱プレスして正極活物質層含有体を形成する正極活物質層含有体形成工程と、を有することを特徴とする正極活物質層含有体の製造方法が提案されている（特許文献３を参照）。
特開２００９−２０６０９０号公報 特開２０１５−３２３５５号公報 特開２０１３−１９６９６８号公報
しかしながら、当該技術分野では、特許文献１〜３で提案された技術による固体電池よりも、更に、電池特性及び信頼性を向上させた固体電池が望まれているのが現状である。
そこで、本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、優れた電池特性や優れた信頼性を有する固体電池、並びにその固体電池を備える電池パック、車両、蓄電システム、電動工具及び電子機器を提供することを主目的とする。
本発明者らは、上述の目的を解決するために鋭意研究を行った結果、固体電池を構成する要素（例えば、正極層、負極層、集電層、固体電解質層、絶縁層等）中の５００℃以下にガラス転移点を有する材料の含有量に着目することによって、驚くべきことに、電池特性や信頼性を飛躍的に向上させることに成功し、本技術を完成するに至った。
すなわち、本技術では、正極層と、負極層と、集電層と、固体電解質層と、絶縁層とを備え、
該正極層、該負極層、該集電層、該固体電解質層及び該絶縁層のそれぞれの層が、５００℃以下にガラス転移点を有する材料を１０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下で含み、
該正極層、該負極層、該集電層、該固体電解質層及び該絶縁層のそれぞれの層の該５００℃以下にガラス転移点を有する材料の含有量の中で、最大含有量と最小含有量との差が３０ｖｏｌ％以下である、固体電池を提供する。
また、本技術では、正極層と、負極層と、集電層と、固体電解質層と、絶縁層とを備え、
該固体電解質層が、５００℃以下にガラス転移点を有する材料から構成され、
該正極層、該負極層、該集電層及び該絶縁層のそれぞれの層が、該５００℃以下にガラス転移点を有する材料を１０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下で含み、
該正極層、該負極層、該集電層及び該絶縁層のそれぞれの層の該５００℃以下にガラス転移点を有する材料の含有量の中で、最大含有量と最小含有量との差が３０ｖｏｌ％以下である、固体電池を提供する。
本技術に係る固体電池において、少なくとも前記正極層及び前記負極層に含まれる前記５００℃以下にガラス転移点を有する材料、並びに前記固体電解質層を構成する前記５００℃以下にガラス転移点を有する材料が、１０−７Ｓ／ｃｍ以上のイオン伝導度を有してよい。
本技術に係る固体電池は保護層を更に備えてよく、
該保護層が、５００℃以下にガラス転移点を有する材料を含んでよい。
本技術に係る固体電池は端子層を更に備えてよく、
該端子層が、５００℃以下にガラス転移点を有する材料を含んでよい。
さらに、本技術では、本技術に係る固体電池と、該固体電池の使用状態を制御する制御部と、
該制御部の指示に応じて該固体電池の使用状態を切り換えるスイッチ部と、を備える、電池パックを提供し、
本技術に係る固体電池と、該固体電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する駆動力変換装置と、該駆動力に応じて駆動する駆動部と、車両制御装置と、を備える、車両を提供し、
本技術に係る固体電池を有する蓄電装置と、該固体電池から電力が供給される電力消費装置と、該固体電池からの該電力消費装置に対する電力供給を制御する制御装置と、該固体電池を充電する発電装置と、を備える、蓄電システムを提供し、
本技術に係る固体電池と、該固体電池から電力が供給される可動部と、を備える、電動工具を提供し、
本技術に係る固体電池を備え、該固体電池から電力の供給を受ける電子機器を提供する。
本技術によれば、電池特性や信頼性を向上させることができる。なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果、または、それらと異質な効果であってもよい。
本技術に係る固体電池の例の構成を表す図である。 本技術に係る固体電池の適用例（電池パック）の構成を表すブロック図である。 本技術に係る固体電池の適用例（車両）の構成を表すブロック図である。 本技術に係る固体電池の適用例（蓄電システム）の構成を表すブロック図である。 本技術に係る固体電池の適用例（電動工具）の構成を表すブロック図である。 本技術に係る固体電池の適用例（電子機器）の構成を表すブロック図である。 本技術に係る固体電池の応用例１（プリント回路基板）の構成を表す図である。 本技術に係る固体電池の応用例２（ユニバーサルクレジットカード）の構成の一例を表す図である。 本技術に係る固体電池の応用例３（リストバンド型活動量計）の構成の一例を表す図である。 本技術に係る固体電池の応用例３（リストバンド型活動量計）の構成の一例を表す図である。 本技術に係る固体電池の応用例３（リストバンド型電子機器）の構成を表す図である。 本技術に係る固体電池の応用例４（スマートウオッチ）の構成を表す分解斜視図である。 本技術に係る固体電池の応用例４（バンド型電子機器）の内部構成の一部を表す図である。 本技術に係る固体電池の応用例４（バンド型電子機器）の回路構成を示すブロック図である。 本技術に係る固体電池の応用例５（眼鏡型端末）の構成の具体例を表す図である。
以下、本技術を実施するための好適な形態について説明する。以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。
なお、説明は以下の順序で行う。
１．本技術の概要
２．第１の実施形態（固体電池の例）
２−１．固体電池
２−２．５００℃以下にガラス転移点を有する材料
２−３．固体電解質層
２−４．正極層
２−５．負極層
２−６．集電層
２−７．絶縁層
２−８．保護層
２−９．端子層
２−１０．固体電池の製造方法
３．第２の実施形態（固体電池の変形例）
３−１．固体電池
４．固体電池の用途
４−１．固体電池の用途の概要
４−２．第３の実施形態（電池パックの例）
４−３．第４の実施形態（車両の例）
４−４．第５の実施形態（蓄電システムの例）
４−５．第６の実施形態（電動工具の例）
４−６．第７の実施形態（電子機器の例）
＜１．本技術の概要＞
まず、本技術の概要について説明をする。
酸化物を固体電池材料として用いる固体電池は多くの場合、各構成要素（例えば、固体電解質層、正極層、負極層、集電層、絶縁層等）からなる積層構造を形成したのち、一括して焼結することで電池を作製している。このように異なる材料からなる積層体を一括焼結する際、焼結には主にガラスからなる結着材料をガラス転移温度以上に加熱・軟化させて電池全体として結着させる。そのため、電池の各構成要素におけるガラス成分の構成比は重要である。また、各構成要素中の体積比率、特に各電極中の活物質比率などが検討されている技術がある。電池として高容量を実現するためには、電極中の活物質比率をできる限り大きくする必要があり、負極中の炭素比率を５０ｖｏｌ％以上にすることがあり、また、正極活物質の割合を５０ｖｏｌ％以上とすることがある。
このように、各電極層における活物質の比率は検討されているが、一体焼結型の電池においては、各構成要素からなる電池を一度に焼結するため、各構成要素における、ガラス成分の割合が異なると、焼結時に各構成要素の熱膨張などが大きく異なってしまうため、焼結後に電池の割れ、そりなどが生じてしまうことがある。
以上のような状況下で、本技術は、本発明者らが鋭意研究を重ねた結果の末になされたものである。本技術は、一体焼結される電池の各構成要素中に占める、５００℃以下にガラス転移点を有する材料の成分の体積比率の差異を所定の割合以下にすることにより、焼結時における各構成要素の、膨張収縮や流動性などの挙動の差異を小さくすることができる。これにより、一体焼結後における、ひび、割れ、そり、内部ショートといった電池特性や信頼性に悪影響を及ぼす電池の変形や破損を抑制することができる。
＜２．第１の実施形態（固体電池の例）＞
［２−１．固体電池］
本技術に係る第１の実施形態の固体電池は、正極層と、負極層と、集電層と、固体電解質層と、絶縁層とを備え、正極層、負極層、集電層、固体電解質層及び絶縁層のそれぞれの層が、５００℃以下にガラス転移点を有する材料を１０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下で含み、正極層、負極層、集電層、固体電解質層及び絶縁層のそれぞれの層の５００℃以下にガラス転移点を有する材料の含有量の中で、最大含有量と最小含有量との差が３０ｖｏｌ％以下である、固体電池である。
本技術に係る第１の実施形態の固体電池によれば、優れた電池特性や優れた信頼性の効果が奏され、また、優れた電池特性と優れた信頼性との両方の効果が奏されて、優れた電池特性と優れた信頼性との効果を両立することができる。具体的には、本技術に係る第１の実施形態の固体電池によれば、ひび、割れ、そり、内部ショート等といった電池特性や信頼性に悪影響を及ぼす電池の変形や破損を抑制することができる。
本技術に係る第１の実施形態の固体電池において、５００℃以下にガラス転移点を有する材料は、正極層、負極層、集電層、固体電解質層及び絶縁層のそれぞれの層に、１０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下で含まれるが、１０ｖｏｌ％以上５０ｖｏｌ％以下で含まれることが好ましい。
本技術に係る第１の実施形態の固体電池において、正極層、負極層、集電層、固体電解質層及び絶縁層のそれぞれの層の該５００℃以下にガラス転移点を有する材料の含有量の中で、最大含有量と最小含有量との差が３０ｖｏｌ％以下であるが、２０ｖｏｌ％以下であることが好ましく、１０ｖｏｌ％以下であることがより好ましい。
本技術に係る第１の実施形態の固体電池において、少なくとも正極層、負極層及び固体電解質層に含まれる５００℃以下にガラス転移点を有する材料が、１０−７Ｓ／ｃｍ以上のイオン伝導度を有することが好ましい。１０−７Ｓ／ｃｍ以上のイオン伝導度を有することにより室温での電池動作が可能になる。ところで、さらに、集電層及び絶縁層、並びに後述する保護層及び端子層の少なくとも１つの層に含まれる５００℃以下にガラス転移点を有する材料も、１０−７Ｓ／ｃｍ以上のイオン伝導度を有してよい。
本技術に係る第１の実施形態の固体電池は、例えば、固体電解質層が、正極層と負極層との間に設けられて、集電層が正極層と負極層との外側に設けられて、そして、２つの集電層のそれぞれの外側に絶縁層が設けられる。そして、絶縁層は、固体電解質層と正極層との間及び／又は固体電解質層と負極層との間に更に設けられてもよい。
本技術に係る第１の実施形態の固体電池は、いわゆる全固体電池でよく、電極反応物質であるリチウム（Ｌｉ）の授受により電池容量が繰り返して得られる二次電池でよい。本技術に係る第１の実施形態の固体電池は、例えば、リチウムイオンの吸蔵放出により負極の容量が得られるリチウムイオン二次電池が挙げられる。
本技術に係る第１の実施形態の固体電池は、例えば、充電時において、正極層から放出されたリチウムイオンが固体電解質層を介して負極層に取り込まれると共に、放電時において、負極層から放出されたリチウムイオンが固体電解質層を介して正極層に取り込まれる。
上述のとおり、電極反応物質としてリチウムを用いることを説明したが、本技術に係る第１の実施形態の固体電池は、リチウムを用いることに限定されず、電極反応物質として、例えば、ナトリウム（Ｎａ）もしくはカリウム（Ｋ）などの他のアルカリ金属、マグネシウム（Ｍｇ）もしくはカルシウム（Ｍｇ）などのアルカリ土類金属、またはアルミニウム（Ａｌ）もしくは銀（Ａｇ）などのその他の金属を、本技術に係る第１の実施形態の固体電池に適用してもよい。
［２−２．５００℃以下にガラス転移点を有する材料］
５００℃以下にガラス転移点を有する材料は、いわゆる低融性ガラス材料である。当該材料は、５００℃以下にガラス転移点を有するが、３００℃〜５００℃にガラス転移点を有することが好ましい。
また、５００℃以下にガラス転移点を有する材料は、Ｌｉ（リチウム）、Ｓｉ（ケイ素）およびＢ（ホウ素）を含むリチウムイオン伝導性酸化物結晶化ガラスであることが好ましく、また、Ｌｉ（リチウム）、Ｓｉ（ケイ素）およびＢ（ホウ素）から選ばれる少なくとも１つを含むリチウムイオン伝導性酸化物結晶化ガラスであることも好ましい。
さらに、５００℃以下にガラス転移点を有する材料は、リチウム（Ｌｉ）、ケイ素（Ｓｉ）およびホウ素（Ｂ）を含む酸化物を含んでいることが好ましい。より具体的には、５００℃以下にガラス転移点を有する材料は、Ｌｉ２Ｏ、ＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３を含んでいる。Ｌｉ２Ｏ、ＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３の総量に対するＬｉ２Ｏの含有量は、４０ｍｏｌ％以上７３ｍｏｌ％以下であることが好ましい。Ｌｉ２Ｏ、ＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３の総量に対するＳｉＯ２の含有量は、８ｍｏｌ％以上４０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。Ｌｉ２Ｏ、ＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３の総量に対するＢ２Ｏ３の含有量は、１０ｍｏｌ％以上５０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。またさらに、５００℃以下にガラス転移点を有する材料は、リチウム（Ｌｉ）を含む酸化物（例えば、Ｌｉ２Ｏ）、ケイ素（Ｓｉ）を含む酸化物（例えば、ＳｉＯ２）およびホウ素（Ｂ）を含む酸化物（例えば、Ｂ２Ｏ３）から選ばれる少なくとも１つの酸化物を含んでいることも好ましい。なお、これらの含有量は、誘導結合プラズマ発光分光分析法（ＩＣＰ−ＡＥＳ）などを用いて測定することが可能である。
５００℃以下にガラス転移点を有する材料は、好適には、酸化物ガラス（Ｌｉ２Ｏ：ＳｉＯ２：Ｂ２Ｏ３＝５４：１１：３５）や酸化物ガラス（Ｂｉ２Ｏ３・Ｂ２Ｏ３）が用いられる。
５００℃以下にガラス転移点を有する材料は、必要に応じて添加元素をさらに含んでいてもよい。添加元素としては、例えば、Ｎａ（ナトリウム）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｐ（リン）、Ｋ（カリウム）、Ｃａ（カルシウム）、Ｔｉ（チタン）、Ｖ（バナジウム）、Ｃｒ（クロム）、Ｍｎ（マンガン）、Ｆｅ（鉄）、Ｃｏ（コバルト）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｕ（銅）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｇａ（ガリウム）、Ｇｅ（ゲルマニウム）、Ｓｅ（セレン）、Ｒｂ（ルビジウム）、Ｓ（硫黄）、Ｙ（イットリウム）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｍｏ（モリブデン）、Ａｇ（銀）、Ｉｎ（インジウム）、Ｓｎ（スズ）、Ｓｂ（アンチモン）、Ｃｓ（セシウム）、Ｂａ（バナジウム）、Ｈｆ（ハフニウム）、Ｔａ（タンタル）、Ｗ（タングステン）、Ｐｂ（鉛）、Ｂｉ（ビスマス）、Ａｕ（金）、Ｌａ（ランタン）、Ｎｄ（ネオジム）およびＥｕ（ユーロピウム）からなる群より選ばれる１種以上が挙げられる。
（５００℃以下にガラス転移点を有する材料の製造方法）
以下に、５００℃以下にガラス転移点を有する材料の製造方法の一例について説明する。
まず、原料として複数種の非晶質系材料を混合する。非晶質系材料としては、網目形成酸化物と、修飾酸化物と、必要に応じて中間酸化物とが用いられる。網目形成酸化物としては、ＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３が用いられる。修飾酸化物としては、Ｌｉ２Ｏが用いられる。中間酸化物としては、例えば、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｒｂ、Ｓ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ａｕ、Ｌａ、ＮｄおよびＥｕからなる群より選ばれる１種以上の酸化物が用いられる。
Ｌｉ２Ｏ、ＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３の総量に対するＬｉ２Ｏの配合量は、４０ｍｏｌ％以上７３ｍｏｌ％以下であることが好ましい。Ｌｉ２Ｏ、ＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３の総量に対するＬｉ２Ｏの配合量は、８ｍｏｌ％以上４０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。Ｌｉ２Ｏ、ＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３の総量に対するＢ２Ｏ３の配合量は、１０ｍｏｌ％以上５０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
非晶質系材料として中間酸化物を用いる場合には、網目形成酸化物、修飾酸化物および中間酸化物の総量に対する中間酸化物の配合量は、１０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
一般的に非晶質系材料とは、網目形成酸化物（Ｎｅｔｗｏｒｋ ｆｏｒｍｅｒ：ＮＷＦ）、修飾酸化物（Ｎｅｔｗｏｒｋ ｍｏｄｉｆｉｅｒ）、中間酸化物（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ）である。網目形成酸化物（Ｎｅｔｗｏｒｋ ｆｏｒｍｅｒ：ＮＷＦ）は、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＧｅＯ２など、それ自身でガラス化することができるものである。修飾酸化物（Ｎｅｔｗｏｒｋ ｍｏｄｉｆｉｅｒ）は、それ自身では非晶質化できないが、上記の網目状酸化物の形成するネットワーク構造内では非晶質化が可能なもの、すなわち網目を修飾可能なものである。修飾酸化物は、例えばアルカリ金属類またはアルカリ土類金属類を含み、ガラスの網目構造の切断を行い、流動性を向上させる効果があることが知られている。中間酸化物（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ）は、網目形成酸化物および修飾酸化物の中間的な性質を持つ原料であり、例えばガラスの熱特性のうち熱膨張係数を低下させるなどの効果を有する。
最後に、原料をガラス化することで、５００℃以下にガラス転移点を有する材料を作製することができる。原料をガラス化する方法として、例えば、原料を融液まで溶融し、放冷する方法、融液を金属板などでプレスする方法、水銀中に投下する方法、ストリップ炉、スプラット急冷、ロール法（シングル、ツイン）の他に、メカニカルミリング法、ゾル・ゲル法、蒸着法、スパッタリング法、レーザーアブレーション法、ＰＬＤ（パルスレーザーディポジッション）法、プラズマ法などが挙げられる。
５００℃以下にガラス転移点を有する材料のガラス転移点は、公知の方法で測定できるが、例えばＴＧ測定（熱重量測定）の方法で測定することができる。
［２−３．固体電解質層］
本技術に係る第１の実施形態の固体電池は固体電解質層を備える。
固体電解質層には、上述したとおり、５００℃以下にガラス転移点を有する材料が含まれる。そして、固体電解質層には固体電解質を更に含んでもよく、また、後述する結着剤を必要に応じて含んでもよい。
固体電解質としては、例えば１種類または２種類以上の結晶性固体電解質が挙げられる。結晶性固体電解質の種類は、リチウムイオンを伝導可能である結晶性の固体電解質であれば特に限定されないが、例えば、無機材料または高分子材料などである。無機材料は、例えば、Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５、Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２−Ｌｉ３ＰＯ４、Ｌｉ７Ｐ３Ｓ１１、Ｌｉ３．２５Ｇｅ０．２５Ｐ０．７５Ｓ、またはＬｉ１０ＧｅＰ２Ｓ１２などの硫化物や、Ｌｉ７Ｌａ３Ｚｒ２Ｏ１２、Ｌｉ６．７５Ｌａ３Ｚｒ１．７５Ｎｂ０．２５Ｏ１２、Ｌｉ６ＢａＬａ２Ｔａ２Ｏ１２、Ｌｉ１＋ｘＡｌＸＴｉ２−ｘ（ＰＯ４）３またはＬａ２／３−ｘＬｉ３ｘＴｉＯ３などの酸化物である。高分子材料は、例えば、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）などである。
［２−４．正極層］
本技術に係る第１の実施形態の固体電池は正極層を備える。
正極層には、上述したとおり、５００℃以下にガラス転移点を有する材料が含まれる。そして、正極層は、１種類または２種類以上の正極活物質を含み、必要に応じて結着剤、導電剤などの添加剤、及び上述した固体電解質を更に含んでいてもよい。
正極活物質は、電極反応物質であるリチウムイオンを吸蔵放出可能である正極材料を含んでいる。この正極材料は、高いエネルギー密度が得られる観点から、リチウム含有化合物などであることが好ましいが、これに限定されるものではない。このリチウム含有化合物は、例えば、リチウムと遷移金属元素とを構成元素として含む複合酸化物（リチウム遷移金属複合酸化物）や、リチウムと遷移金属元素とを構成元素として含むリン酸化合物（リチウム遷移金属リン酸化合物）などである。中でも、遷移金属元素は、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）および鉄（Ｆｅ）のいずれか１種類または２種類以上であることが好ましい。より高い電圧が得られるからである。
リチウム遷移金属複合酸化物の化学式は、例えば、ＬｉｘＭ１Ｏ２またはＬｉｙＭ２Ｏ４などで表されると共に、リチウム遷移金属リン酸化合物の化学式は、例えば、ＬｉｚＭ３ＰＯ４などで表される。但し、Ｍ１〜Ｍ３は１種類または２種類以上の遷移金属元素であり、ｘ〜ｚの値は任意である。
リチウム遷移金属複合酸化物は、例えば、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＶＯ２、ＬｉＣｒＯ２またはＬｉＭｎ２Ｏ４などである。リチウム遷移金属リン酸化合物は、例えば、ＬｉＦｅＰＯ４またはＬｉＣｏＰＯ４などである。
この他、正極活物質は、例えば、酸化物、二硫化物、カルコゲン化物または導電性高分子などでもよい。酸化物は、例えば、酸化チタン、酸化バナジウムまたは二酸化マンガンなどである。二硫化物は、例えば、二硫化チタンまたは硫化モリブデンなどである。カルコゲン化物は、例えば、セレン化ニオブなどである。導電性高分子は、例えば、硫黄、ポリアニリンまたはポリチオフェンなどである。
正極活物質は、正極活物質粒子の粉末を含んでいてもよい。正極活物質粒子の表面が、被覆剤により被覆されていてもよい。ここで、被覆は、正極活物質粒子の表面の全体に限定されるものではなく、正極活物質粒子の表面の一部であってもよい。被覆剤は、例えば、固体電解質および導電剤のうち少なくとも１種である。正極活物質粒子の表面を被覆剤で被覆することで、正極活物質と固体電解質との界面抵抗を低減することができる。また、正極活物質の構造の崩壊を抑制できるので、掃引電位幅を広げ、多くのリチウムを反応に使えるようになると共に、サイクル特性も向上できる。
結着剤は、例えば、合成ゴムまたは高分子材料などのいずれか１種類または２種類以上である。合成ゴムは、例えば、スチレンブタジエン系ゴム、フッ素系ゴムまたはエチレンプロピレンジエンなどである。高分子材料は、例えば、ポリフッ化ビニリデンまたはポリイミドなどである。なお、結着剤は正極活物質などの粒子を結着させるためのものであるが、正極が、５００℃以下にガラス転移点を有する材料（ガラス材料）によって十分に結着される場合には、正極は結着剤を含んでいなくてもよい。
導電剤は、例えば、炭素材料、金属、金属酸化物または導電性高分子などを単独でまたは２種以上含んでいる。炭素材料は、例えば、黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラックまたはカーボンファイバーなどである。金属酸化物は、例えば、ＳｎＯ２などである。なお、導電剤は、導電性を有する材料であればよく、上述の例に限定されるものではない。
［２−５．負極層］
本技術に係る第１の実施形態の固体電池は負極層を備える。
負極層には、上述したとおり、５００℃以下にガラス転移点を有する材料が含まれる。そして、負極層は、１種類または２種類以上の負極活物質を含み、必要に応じて結着剤および導電剤などの添加剤、及び上述した固体電解質を更に含んでいてもよい。
負極活物質は、電極反応物質であるリチウムイオンを吸蔵放出可能である負極材料を含んでいる。この負極材料は、高いエネルギー密度が得られる観点から、炭素材料または金属系材料などであることが好ましいが、これに限定されるものではない。
炭素材料は、例えば、易黒鉛化性炭素、難黒鉛化性炭素、黒鉛、メソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）または高配向性グラファイト（ＨＯＰＧ）などである。
金属系材料は、例えば、リチウムと合金を形成可能な金属元素または半金属元素を構成元素として含む材料である。より具体的には、金属系材料は、例えば、ケイ素（Ｓｉ）、スズ（Ｓｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、インジウム（Ｉｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ホウ素（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、カドミウム（Ｃｄ）、銀（Ａｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、イットリウム（Ｙ）、パラジウム（Ｐｄ）または白金（Ｐｔ）などの単体、合金または化合物のいずれか１種類または２種類以上である。但し、単体は、純度１００％に限らず、微量の不純物を含んでいてもよい。この金属系材料は、例えば、Ｓｉ、Ｓｎ、ＳｉＢ４、ＴｉＳｉ２、ＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯv（０＜ｖ≦２）、ＬｉＳｉＯ、ＳｎＯｗ（０＜ｗ≦２）、ＳｎＳｉＯ３、ＬｉＳｎＯまたはＭｇ２Ｓｎなどである。
この他、金属系材料は、リチウム含有化合物またはリチウム金属（リチウムの単体）でもよい。このリチウム含有化合物は、リチウムと遷移金属元素とを構成元素として含む複合酸化物（リチウム遷移金属複合酸化物）であり、例えば、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２などである。
負極活物質は、負極活物質粒子の粉末を含んでいる。負極活物質粒子の表面が、被覆剤で被覆されていてもよい。ここで、被覆は、負極活物質粒子の表面の全体に限定されるものではなく、負極活物質粒子の表面の一部であってもよい。被覆剤は、例えば、固体電解質および導電剤のうち少なくとも１種である。負極活物質粒子の表面を被覆剤で被覆することで、負極活物質と固体電解質との界面抵抗を低減することができる。また、負極活物質の構造の崩壊を抑制できるので、掃引電位幅を広げ、多くのリチウムを反応に使えるようになると共に、サイクル特性も向上できる。
結着剤及び導電剤は上記で説明をしたとおりである。
［２−６．集電層］
本技術に係る第１の実施形態の固体電池は集電層を備える。
集電層には、上述したとおり、５００℃以下にガラス転移点を有する材料が含まれる。集電層は、５００℃以下にガラス転移点を有する材料の他に、導電率が大きい材料を含んでもよい。正極用の集電層に含まれる材料としては、例えば、炭素、グラファイト、カーボンナノチューブなどの一般的な炭素系材料や、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｐｄなど、又はこれらの何れかを含む合金が挙げられる。負極用の集電層に含まれる材料としても、正極用の集電層と同様の材料を用いることができる。
また、正極用の集電層を構成する材料は正極層を構成する材料と同じであってもよいし、異なっていてもよい。さらに、負極用の集電層を構成する材料は負極層を構成する材料と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
また、正極用の集電層及び負極用の集電層は、それぞれ正極活物質及び負極活物質を含んでもよい。例えば、負極活物質である導電性炭素物質（グラファイト）が、負極用の集電層に含まれてもよい。含有比は、集電層として機能する限り特に限定はされないが、正極集電体／正極活物質、又は負極集電体／負極活物質が体積比率で９０／１０から７０／３０の範囲であることが好ましい。正極用の集電層及び負極用の集電層が、それぞれ正極活物質及び負極活物質を含むことにより、正極用の集電層と正極活物質層、及び負極用の集電層と負極活物質層との密着性が向上するため望ましい。
集電層には、必要に応じて結着剤などの添加剤を更に含んでいてもよい。
［２−７．絶縁層］
本技術に係る第１の実施形態の固体電池は絶縁層を備える。
絶縁層には、上述したとおり、５００℃以下にガラス転移点を有する材料が含まれる。絶縁層は、５００℃以下にガラス転移点を有する材料の他に、無機絶縁性材料及び／又は有機絶縁性材料を含んでもよい。無機絶縁材料としては、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）等が挙げられ、有機絶縁性材料としては、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体等が挙げられる。
絶縁層には、必要に応じて結着剤などの添加剤を更に含んでいてもよい。
［２−８．保護層］ 本技術に係る第１の実施形態の固体電池は保護層を更に備えていてもよい。保護層は、本技術に係る第１の実施形態の固体電池の最外層として配置されてよい。
保護層は、５００℃以下にガラス転移点を有する材料を含む。例えば、保護層の５００℃以下にガラス転移点を有する材料の含有量は、正極層、負極層、集電層、及び絶縁層のそれぞれの層の５００℃以下にガラス転移点を有する材料の含有量よりも多くてもよいし、少なくてもよい。
保護層は、電気的、物理的、化学的に保護するためのものであり、固体電池の信頼性を向上することができる。保護層には、５００℃以下にガラス転移点を有する材料の他に、絶縁性、耐久性、耐湿性に優れ、環境的に安全である材料が含まれてもよい。例えば、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂が挙げられる。
保護層には、必要に応じて結着剤などの添加剤を更に含んでいてもよい。
［２−９．端子層］
本技術に係る第１の実施形態の固体電池は端子層を更に備えていてもよい。正極層及び／又は負極層の電極取り出し部に配置されてよい。
端子層は、５００℃以下にガラス転移点を有する材料を含む。例えば、端子層の５００℃以下にガラス転移点を有する材料の含有量は、例えば、正極層、負極層、集電層、及び絶縁層のそれぞれの層の５００℃以下にガラス転移点を有する材料の含有量よりも多くてもよいし、少なくてもよい。
端子層には、５００℃以下にガラス転移点を有する材料の他に、導電率が大きい材料、例えば銀、金、プラチナ、アルミニウム、銅、スズ、ニッケルが含まれてもよい。
端子層には、必要に応じて結着剤などの添加剤を更に含んでいてもよい。
［２−１０．固体電池の製造方法］
本技術に係る第１の実施形態の固体電池の製造方法について説明する。この製造方法は、塗布法を用いて正極層、負極層、固体電解質層、集電層及び絶縁層、並びに必要に応じて保護層及び端子層を形成する工程と、これらの層を積層して加熱処理する工程とを備える。なお、正極層、負極層、固体電解質層、集電層及び絶縁層並びに保護層及び端子層のすべての層がグリーンシートであってもよいし、正極層、負極層、固体電解質層、集電層及び絶縁層並びに保護層及び端子層のうちの少なくとも一つがグリーンシートでもよい。正極層、負極層、固体電解質層、集電層及び絶縁層並びに保護層及び端子層のうちの少なくとも一つがグリーンシートである場合、その少なくとも一つのグリーンシートに、グリーンシート以外の層（例えば、スラリー）を例えば、スクリーン印刷法等で形成してもよい。
また、本技術に係る第１の実施形態の固体電池は、塗布法以外の方法で作製してもよい。塗布法以外の方法としては、例えば、プレス機などを用いて、活物質および５００℃以下にガラス転移点を有する材料を含む電極合剤の粉末を加圧成形する方法を用いてもよい。この加圧成形後の成形体の形状は特に限定されず、例えば、ペレット状（コイン型）などであってもよい。
＜３．第２の実施形態（固体電池の変形例）＞
［３−１．固体電池］
本技術に係る第２の実施形態の固体電池は、正極層と、負極層と、集電層と、固体電解質層と、絶縁層とを備え、該固体電解質層が、５００℃以下にガラス転移点を有する材料から構成され、該正極層、該負極層、該集電層及び該絶縁層のそれぞれの層が、該５００℃以下にガラス転移点を有する材料を１０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下で含み、該正極層、該負極層、該集電層及び該絶縁層のそれぞれの層の該５００℃以下にガラス転移点を有する材料の含有量の中で、最大含有量と最小含有量との差が３０ｖｏｌ％以下である、固体電池である。
本技術に係る第２の実施形態の固体電池によれば、優れた電池特性や優れた信頼性の効果が奏され、また、優れた電池特性と優れた信頼性との両方の効果が奏されて、優れた電池特性と優れた信頼性との効果を両立することができる。具体的には、本技術に係る第２の実施形態の固体電池によれば、ひび、割れ、そり、内部ショート等といった電池特性や信頼性に悪影響を及ぼす電池の変形や破損を抑制することができる。
本技術に係る第２の実施形態の固体電池においては、固体電解質層は、５００℃以下にガラス転移点を有する材料から構成される。すなわち、固体電解質層は、１００ｖｏｌ％の５００℃以下にガラス転移点を有する材料からなる。
そして、本技術に係る第２の実施形態の固体電池において、５００℃以下にガラス転移点を有する材料は、正極層、負極層、集電層及び絶縁層のそれぞれの層に、１０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下で含まれるが、１０ｖｏｌ％以上５０ｖｏｌ％以下で含まれることが好ましい。
本技術に係る第２の実施形態の固体電池において、正極層、負極層、集電層及び絶縁層のそれぞれの層の該５００℃以下にガラス転移点を有する材料の含有量の中で、最大含有量と最小含有量との差が３０ｖｏｌ％以下であるが、２０ｖｏｌ％以下であることが好ましく、１０ｖｏｌ％以下であることがより好ましい。
本技術に係る第２の実施形態の固体電池において、少なくとも正極層及び負極層に含まれる５００℃以下にガラス転移点を有する材料、並びに固体電解質層を構成する５００℃以下にガラス転移点を有する材料が、１０−７Ｓ／ｃｍ以上のイオン伝導度を有することが好ましい。１０−７Ｓ／ｃｍ以上のイオン伝導度を有することにより室温での電池動作が可能になる。ところで、さらに、集電層及び絶縁層、並びに後述する保護層及び端子層の少なくとも１つの層に含まれる５００℃以下にガラス転移点を有する材料も、１０−７Ｓ／ｃｍ以上のイオン伝導度を有してよい。
本技術に係る第２の実施形態の固体電池は保護層を更に備えていてもよく、保護層は、５００℃以下にガラス転移点を有する材料を含む。保護層の該５００℃以下にガラス転移点を有する材料の含有量は、正極層、負極層、集電層、及び絶縁層のそれぞれの層の該５００℃以下にガラス転移点を有する材料の含有量よりも多くてもよいし、少なくてもよい。
また、本技術に係る第２の実施形態の固体電池は端子層を更に備えていてもよく、端子層は、５００℃以下にガラス転移点を有する材料を含む。端子層の５００℃以下にガラス転移点を有する材料の含有量は、正極層、負極層、集電層、及び絶縁層のそれぞれの層の５００℃以下にガラス転移点を有する材料の含有量よりも多くてもよいし、少なくてもよい。
本技術に係る第２の実施形態の固体電池について、上記で述べた内容の他は、本技術に係る第１の実施形態の固体電池ついての内容と同様であるので、ここでは詳細な説明は省略する。
＜４．固体電池の用途＞
固体電池の用途について下記に詳細に説明する。
＜４−１．固体電池の用途の概要＞
固体電池の用途は、その固体電池を駆動用の電源または電力蓄積用の電力貯蔵源などとして利用可能な機械、機器、器具、装置およびシステム（複数の機器などの集合体）などであれば、特に限定されない。電源として使用される固体電池は、主電源（優先的に使用される電源）でもよいし、補助電源（主電源に代えて、または主電源から切り換えて使用される電源）でもよい。固体電池を補助電源として利用する場合には、主電源の種類は固体電池に限られない。
固体電池の用途は、例えば、以下の通りである。ノート型パーソナルコンピュータ、タブレット型コンピュータ、携帯電話（例えばスマートフォンなど）、携帯情報端末（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ：ＰＤＡ）、撮像装置（例えばデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなど）、オーディオ機器（例えばポータブルオーディオプレイヤー）、ゲーム機器、コードレスフォン子機、電子書籍、電子辞書、ラジオ、ヘッドホン、ナビゲーションシステム、メモリーカード、ペースメーカー、補聴器、照明機器、玩具、医療機器、ロボットなどの電子機器（携帯用電子機器を含む）である。電気シェーバなどの携帯用生活器具である。バックアップ電源およびメモリーカードなどの記憶用装置である。電動ドリルおよび電動鋸などの電動工具である。着脱可能な電源としてノート型パソコンなどに用いられる電池パックである。ペースメーカーおよび補聴器などの医療用電子機器である。電気自動車（ハイブリッド自動車を含む）などに用いられる車両である。非常時などに備えて電力を蓄積しておく家庭用バッテリシステムなどの蓄電システムである。勿論、上記以外の用途でもよい。
なかでも、固体電池は、電池パック、車両、蓄電システム、電動工具、及び電子機器に適用されることが有効である。優れた電池特性が要求されるため、本技術の固体電池を用いることで、有効に性能向上を図ることができるからである。なお、電池パックは、固体電池を用いた電源であり、いわゆる組電池などである。車両は、固体電池を駆動用電源として作動（走行）する車両であり、上記したように、固体電池以外の駆動源を併せて備えた自動車（ハイブリッド自動車など）でもよい。蓄電システムは、例えば、住宅用の蓄電システムが挙げられ、固体電池を電力貯蔵源として用いるシステムである。蓄電システムでは、電力貯蔵源である固体電池に電力が蓄積されているため、その電力を利用して電力消費装置、例えば、家庭用の電気製品が使用可能になる。電動工具は、固体電池を駆動用の電源として可動部（例えばドリルなど）が可動する工具である。電子機器は、固体電池を駆動用の電源（電力供給源）として各種機能を発揮する機器である。
ここで、固体電池のいくつかの適用例について具体的に説明する。なお、以下で説明する各適用例の構成はあくまで一例であるため、適宜変更可能である。
＜４−２．第３の実施形態（電池パック）＞
本技術に係る第３の実施形態の電池パックは、本技術に係る第１の実施形態の固体電池又は本技術に係る第２の実施形態の固体電池と、固体電池の使用状態を制御する制御部と、制御部の指示に応じて、固体電池の使用状態を切り換えるスイッチ部と、を備える、電池パックである。本技術に係る第３の実施形態の電池パックは、優れた電池特性や優れた信頼性を有する本技術に係る第１の実施形態の固体電池又は本技術に係る第２の実施形態の固体電池を備えているので、電池パックの性能や信頼性の向上につながる。
以下に、本技術に係る第３の実施形態の電池パックについて、図面を参照しながら説明する。
図２は、電池パックのブロック構成を表している。この電池パックは、例えば、プラスチック材料などにより形成された筐体６０の内部に、制御部６１と、電源６２と、スイッチ部６３と、電流測定部６４と、温度検出部６５と、電圧検出部６６と、スイッチ制御部６７と、メモリ６８と、温度検出素子６９と、電流検出抵抗７０と、正極端子７１および負極端子７２とを備えている。
制御部６１は、電池パック全体の動作（電源６２の使用状態を含む）を制御するものであり、例えば、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などを含んでいる。電源６２は、１または２以上の固体電池（図示せず）を含んでいる。この電源６２は、例えば、２以上の固体電池を含む組電池であり、それらの固体電池の接続形式は、直列でもよいし、並列でもよいし、双方の混合型でもよい。一例を挙げると、電源６２は、２並列３直列となるように接続された６つの固体電池を含んでいる。
スイッチ部６３は、制御部６１の指示に応じて電源６２の使用状態（電源６２と外部機器との接続の可否）を切り換えるものである。このスイッチ部６３は、例えば、充電制御スイッチ、放電制御スイッチ、充電用ダイオードおよび放電用ダイオード（いずれも図示せず）などを含んでいる。充電制御スイッチおよび放電制御スイッチは、例えば、金属酸化物半導体を用いた電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）などの半導体スイッチである。
電流測定部６４は、電流検出抵抗７０を用いて電流を測定して、その測定結果を制御部６１に出力するものである。温度検出部６５は、温度検出素子６９を用いて温度を測定して、その測定結果を制御部６１に出力するようになっている。この温度測定結果は、例えば、異常発熱時において制御部６１が充放電制御を行う場合や、制御部６１が残容量の算出時において補正処理を行う場合などに用いられる。電圧検出部６６は、電源６２中における固体電池の電圧を測定して、その測定電圧をアナログ−デジタル変換して制御部６１に供給するものである。
スイッチ制御部６７は、電流測定部６４および電圧検出部６６から入力される信号に応じて、スイッチ部６３の動作を制御するものである。
このスイッチ制御部６７は、例えば、電池電圧が過充電検出電圧に到達した場合に、スイッチ部６３（充電制御スイッチ）を切断して、電源６２の電流経路に充電電流が流れないように制御する。これにより、電源６２では、放電用ダイオードを介して放電のみが可能になる。なお、スイッチ制御部６７は、例えば、充電時に大電流が流れた場合に、充電電流を遮断するようになっている。
また、スイッチ制御部６７は、例えば、電池電圧が過放電検出電圧に到達した場合に、スイッチ部６３（放電制御スイッチ）を切断して、電源６２の電流経路に放電電流が流れないようにする。これにより、電源６２では、充電用ダイオードを介して充電のみが可能になる。なお、スイッチ制御部６７は、例えば、放電時に大電流が流れた場合に、放電電流を遮断するようになっている。
なお、固体電池では、例えば、過充電検出電圧は４．２Ｖ±０．０５Ｖであり、過放電検出電圧は２．４Ｖ±０．１Ｖである。
メモリ６８は、例えば、不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭなどである。このメモリ６８には、例えば、制御部６１により演算された数値や、製造工程段階において測定された固体電池の情報（例えば初期状態の内部抵抗）などが記憶されている。なお、メモリ６８に固体電池の満充電容量を記憶させておけば、制御部６１が残容量などの情報を把握可能になる。
温度検出素子６９は、電源６２の温度を測定すると共にその測定結果を制御部６１に出力するものであり、例えば、サーミスタなどである。
正極端子７１および負極端子７２は、電池パックを用いて稼働される外部機器（例えばノート型のパーソナルコンピュータなど）や、電池パックを充電するために用いられる外部機器（例えば充電器など）などに接続される端子である。電源６２の充放電は、正極端子７１および負極端子７２を介して行われる。
＜４−３．第４の実施形態（車両）＞
本技術に係る第４の実施形態の車両は、本技術に係る第１の実施形態の固体電池又は第２の実施形態の固体電池と、固体電池から供給された電力を駆動力に変換する駆動力変換装置と、駆動力に応じて駆動する駆動部と、車両制御装置と、を備える、車両である。本技術に係る第４の実施形態の車両は、優れた電池特性や優れた信頼性を有する本技術に係る第１の実施形態の固体電池又は第２の実施形態の固体電池を備えているので、車両の性能や信頼性の向上につながる。
以下に、本技術に係る第４の実施形態の車両について、図３を参照しながら説明する。
図３に、本技術が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッドの車両の構成の一例を概略的に示す。シリーズハイブリッドシステムはエンジンで動かす発電機で発電された電力、あるいはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置で走行する車である。
このハイブリッド車両７２００には、エンジン７２０１、発電機７２０２、電力駆動力変換装置７２０３、駆動輪７２０４ａ、駆動輪７２０４ｂ、車輪７２０５ａ、車輪７２０５ｂ、バッテリー７２０８、車両制御装置７２０９、各種センサ７２１０、充電口７２１１が搭載されている。バッテリー７２０８に対して、蓄電装置（不図示）が適用される。
ハイブリッド車両７２００は、電力駆動力変換装置７２０３を動力源として走行する。電力駆動力変換装置７２０３の一例は、モータである。バッテリー７２０８の電力によって電力駆動力変換装置７２０３が作動し、この電力駆動力変換装置７２０３の回転力が駆動輪７２０４ａ、７２０４ｂに伝達される。なお、必要な個所に直流−交流（ＤＣ−ＡＣ）あるいは逆変換（ＡＣ−ＤＣ変換）を用いることによって、電力駆動力変換装置７２０３が交流モータでも直流モータでも適用可能である。各種センサ７２１０は、車両制御装置７２０９を介してエンジン回転数を制御したり、図示しないスロットルバルブの開度（スロットル開度）を制御したりする。各種センサ７２１０には、速度センサ、加速度センサ、エンジン回転数センサなどが含まれる。
エンジン７２０１の回転力は発電機７２０２に伝えられ、その回転力によって発電機７２０２により生成された電力をバッテリー７２０８に蓄積することが可能である。
図示しない制動機構によりハイブリッド車両が減速すると、その減速時の抵抗力が電力駆動力変換装置７２０３に回転力として加わり、この回転力によって電力駆動力変換装置７２０３により生成された回生電力がバッテリー７２０８に蓄積される。
バッテリー７２０８は、ハイブリッド車両の外部の電源に接続されることで、その外部電源から充電口２１１を入力口として電力供給を受け、受けた電力を蓄積することも可能である。
図示しないが、二次電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行なう情報処理装置を備えていても良い。このような情報処理装置としては、例えば、電池の残量に関する情報に基づき、電池残量表示を行う情報処理装置などがある。
なお、以上は、エンジンで動かす発電機で発電された電力、或いはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、モータで走行するシリーズハイブリッド車を例として説明した。しかしながら、エンジンとモータの出力がいずれも駆動源とし、エンジンのみで走行、モータのみで走行、エンジンとモータ走行という３つの方式を適宜切り替えて使用するパラレルハイブリッド車に対しても本開示は有効に適用可能である。さらに、エンジンを用いず駆動モータのみによる駆動で走行する所謂、電動車両に対しても本技術は有効に適用可能である。
＜４−４．第５の実施形態（蓄電システム）＞
本技術に係る第５の実施形態の蓄電システムは、本技術に係る第１の実施形態の固体電池又は本技術に係る第２の実施形態の固体電池を有する蓄電装置と、固体電池から電力が供給される電力消費装置と、固体電池からの該電力消費装置に対する電力供給を制御する制御装置と、固体電池を充電する発電装置と、を備える、蓄電システムである。本技術に係る第５の実施形態の蓄電システムは、優れた電池特性や優れた信頼性を有する本技術に係る第１の実施形態の固体電池又は本技術に係る第２の実施形態の固体電池を備えているので、蓄電システムの性能や信頼性の向上につながる。
以下に、本技術に係る第５の実施形態の蓄電システムの１例である住宅用の蓄電システムについて、図４を参照しながら説明する。
例えば、住宅９００１用の蓄電システム９１００においては、火力発電９００２ａ、原子力発電９００２ｂ、水力発電９００２ｃ等の集中型電力系統９００２から電力網９００９、情報網９０１２、スマートメータ９００７、パワーハブ９００８等を介し、電力が蓄電装置９００３に供給される。これと共に、家庭内発電装置９００４等の独立電源から電力が蓄電装置９００３に供給される。蓄電装置９００３に供給された電力が蓄電される。蓄電装置９００３を使用して、住宅９００１で使用する電力が給電される。住宅９００１に限らずビルに関しても同様の蓄電システムを使用できる。
住宅９００１には、発電装置９００４、電力消費装置９００５、蓄電装置９００３、各装置を制御する制御装置９０１０、スマートメータ９００７、各種情報を取得するセンサ９０１１が設けられている。各装置は、電力網９００９および情報網９０１２によって接続されている。発電装置９００４として、太陽電池、燃料電池等が利用され、発電した電力が電力消費装置９００５および／または蓄電装置９００３に供給される。電力消費装置９００５は、冷蔵庫９００５ａ、空調装置９００５ｂ、テレビジョン受信機９００５ｃ、風呂９００５ｄ等である。さらに、電力消費装置９００５には、電動車両９００６が含まれる。電動車両９００６は、電気自動車９００６ａ、ハイブリッドカー９００６ｂ、電気バイク９００６ｃである。
蓄電装置９００３に対して、上述した本開示のバッテリユニットが適用される。蓄電装置９００３は、二次電池又はキャパシタから構成されている。例えば、リチウムイオン電池によって構成されている。リチウムイオン電池は、定置型であっても、電動車両９００６で使用されるものでも良い。スマートメータ９００７は、商用電力の使用量を測定し、測定された使用量を、電力会社に送信する機能を備えている。電力網９００９は、直流給電、交流給電、非接触給電の何れか一つまたは複数を組み合わせてもよい。
各種のセンサ９０１１は、例えば人感センサ、照度センサ、物体検知センサ、消費電力センサ、振動センサ、接触センサ、温度センサ、赤外線センサ等である。各種センサ９０１１により取得された情報は、制御装置９０１０に送信される。センサ９０１１からの情報によって、気象の状態、人の状態等が把握されて電力消費装置９００５を自動的に制御してエネルギー消費を最小とすることができる。さらに、制御装置９０１０は、住宅９００１に関する情報を、インターネットを介して外部の電力会社等に送信することができる。
パワーハブ９００８によって、電力線の分岐、直流交流変換等の処理がなされる。制御装置９０１０と接続される情報網９０１２の通信方式としては、ＵＡＲＴ(Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ-Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ:非同期シリアル通信用送受信回路）等の通信インターフェースを使う方法、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ、Ｗｉ−Ｆｉ等の無線通信規格によるセンサーネットワークを利用する方法がある。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）方式は、マルチメディア通信に適用され、一対多接続の通信を行うことができる。ＺｉｇＢｅｅは、ＩＥＥＥ(Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ) ８０２．１５．４の物理層を使用するものである。ＩＥＥＥ８０２．１５．４は、ＰＡＮ(Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ) またはＷ(Ｗｉｒｅｌｅｓｓ)ＰＡＮと呼ばれる短距離無線ネットワーク規格の名称である。
制御装置９０１０は、外部のサーバ９０１３と接続されている。このサーバ９０１３は、住宅９００１、電力会社、サービスプロバイダーの何れかによって管理されていても良い。サーバ９０１３が送受信する情報は、たとえば、消費電力情報、生活パターン情報、電力料金、天気情報、天災情報、電力取引に関する情報である。これらの情報は、家庭内の電力消費装置（たとえばテレビジョン受信機）から送受信しても良いが、家庭外の装置（たとえば、携帯電話機等）から送受信しても良い。これらの情報は、表示機能を持つ機器、たとえば、テレビジョン受信機、携帯電話機、携帯情報端末（ＰＤＡ）等に、表示されてもよい。
各部を制御する制御装置９０１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成され、この例では、蓄電装置９００３に格納されている。制御装置９０１０は、蓄電装置９００３、家庭内発電装置９００４、電力消費装置９００５、各種センサ９０１１、サーバ９０１３と情報網９０１２により接続され、例えば、商用電力の使用量と、発電量とを調整する機能を有している。なお、その他にも、電力市場で電力取引を行う機能等を備えていてもよい。
以上のように、電力が火力９００２ａ、原子力９００２ｂ、水力９００２ｃ等の集中型電力系統９００２のみならず、家庭内発電装置９００４（太陽光発電、風力発電）の発電電力を蓄電装置９００３に蓄えることができる。したがって、家庭内発電装置９００４の発電電力が変動しても、外部に送出する電力量を一定にしたり、または、必要なだけ放電するといった制御を行うことができる。例えば、太陽光発電で得られた電力を蓄電装置９００３に蓄えると共に、夜間は料金が安い深夜電力を蓄電装置９００３に蓄え、昼間の料金が高い時間帯に蓄電装置９００３によって蓄電した電力を放電して利用するといった使い方もできる。
なお、この例では、制御装置９０１０が蓄電装置９００３内に格納される例を説明したが、スマートメータ９００７内に格納されてもよいし、単独で構成されていてもよい。さらに、蓄電システム９１００は、集合住宅における複数の家庭を対象として用いられてもよいし、複数の戸建て住宅を対象として用いられてもよい。
＜４−５．第６の実施形態（電動工具）＞
本技術に係る第６の実施形態の電動工具は、本技術に係る第１の実施形態の固体電池又は本技術に係る第２の実施形態の固体電池と、固体電池から電力が供給される可動部とを備える、電動工具である。本技術に係る第６の実施形態の電動工具は、優れた電池特性や優れた信頼性を有する本技術に係る第１の実施形態の固体電池又は第２の実施形態の固体電池を備えているので、電動工具の性能や信頼性の向上につながる。
以下に、本技術に係る第６の実施形態の電動工具について、図５を参照しながら説明する。
図５は、電動工具のブロック構成を表している。この電動工具は、例えば、電動ドリルであり、プラスチック材料などにより形成された工具本体９８の内部に、制御部９９と、電源１００とを備えている。この工具本体９８には、例えば、可動部であるドリル部１０１が稼働（回転）可能に取り付けられている。
制御部９９は、電動工具全体の動作（電源１００の使用状態を含む）を制御するものであり、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源１００は、１または２以上の固体電池（図示せず）を含んでいる。この制御部９９は、図示しない動作スイッチの操作に応じて、電源１００からドリル部１０１に電力を供給するようになっている。
＜４−６．第７の実施形態（電子機器）＞
本技術に係る第７の実施形態の電子機器は、本技術に係る第１の実施形態の固体電池又は本技術に係る第２の実施形態の固体電池を備え、固体電池から電力の供給を受ける、電子機器である。上述したように、本技術に係る第７の実施形態の電子機器は、固体電池を駆動用の電源（電力供給源）として各種機能を発揮する機器である。本技術に係る第７の実施形態の電子機器は、優れた電池特性や優れた信頼性を有する本技術に係る第１の実施形態の固体電池又は本技術に係る第２の実施形態の固体電池を備えているので、電子機器の性能や信頼性の向上につながる。
以下に、本技術に係る第７の実施形態の電子機器について、図６を参照しながら説明する。
本技術の第７の実施形態に係る電子機器４００の構成の一例について説明する。電子機器４００は、電子機器本体の電子回路４０１と、電池パック３００とを備える。電池パック３００は、正極端子３３１ａおよび負極端子３３１ｂを介して電子回路４０１に対して電気的に接続されている。電子機器４００は、例えば、ユーザにより電池パック３００を着脱自在な構成を有している。なお、電子機器４００の構成はこれに限定されるものではなく、ユーザにより電池パック３００を電子機器４００から取り外しできないように、電池パック３００が電子機器４００内に内蔵されている構成を有していてもよい。
電池パック３００の充電時には、電池パック３００の正極端子３３１ａ、負極端子３３１ｂがそれぞれ、充電器（図示せず）の正極端子、負極端子に接続される。一方、電池パック３００の放電時（電子機器４００の使用時）には、電池パック３００の正極端子３３１ａ、負極端子３３１ｂがそれぞれ、電子回路４０１の正極端子、負極端子に接続される。
電子機器４００としては、例えば、ノート型パーソナルコンピュータ、タブレット型コンピュータ、携帯電話（例えばスマートフォンなど）、携帯情報端末（ＰＤＡ）、撮像装置（例えばデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなど）、オーディオ機器（例えばポータブルオーディオプレイヤー）、ゲーム機器、コードレスフォン子機、電子書籍、電子辞書、ラジオ、ヘッドホン、ナビゲーションシステム、メモリーカード、ペースメーカー、補聴器、照明機器、玩具、医療機器、ロボットなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。具体例として、頭部装着型ディスプレイ及びバンド型電子機器を説明すると、頭部装着型ディスプレイは、画像表示装置、画像表示装置を観察者の頭部に装着するための装着装置、及び画像表示装置を装着装置に取り付けるための取付け部材を備え、本技術に係る第１の実施形態の固体電池又は本技術に係る第２の実施形態の固体電池を駆動用の電源とした電子機器であり、バンド型電子機器は、バンド状に連結される複数のセグメントと、複数のセグメント内に配置される複数の電子部品と、複数のセグメント内の複数の電子部品を接続し、少なくとも１つのセグメント内に蛇行形状で配置されるフレキシブル回路基板と、を備え、上記電子部品として、例えば、本技術に係る第１の実施形態の固体電池又は本技術に係る第２の実施形態の固体電池が、上記セグメントに配される電子機器である。
電子回路４０１は、例えば、ＣＰＵ、周辺ロジック部、インターフェース部および記憶部などを備え、電子機器４００の全体を制御する。
電池パック３００は、組電池３０１と、充放電回路３０２とを備える。組電池３０１は、複数の二次電池３０１ａを直列および／または並列に接続して構成されている。複数の二次電池３０１ａは、例えばｎ並列ｍ直列（ｎ、ｍは正の整数）に接続される。なお、図６では、６つの二次電池３０１ａが２並列３直列（２Ｐ３Ｓ）に接続された例が示されている。二次電池３０１ａとしては、第１の実施形態またはその変形例に係る二次電池が用いられる。
充電時には、充放電回路３０２は、組電池３０１に対する充電を制御する。一方、放電時（すなわち電子機器４００の使用時）には、充放電回路３０２は、電子機器４００に対する放電を制御する。
以下に、実施例を挙げて、本技術の効果について具体的に説明をする。なお、本技術の範囲は実施例に限定されるものではない。
＜実験方法＞
（固体電解質層の作製）
ガーネット型酸化物結晶電解質（Ｌｉ６ＢａＬａ２Ｔａ２Ｏ１２）と酸化物ガラス（Ｌｉ２Ｏ：ＳｉＯ２：Ｂ２Ｏ３＝５４：１１：３５、ガラス転移温度：３８０℃）とを、下記の表１に示される体積分率（体積％（ｖｏｌ％））になるように所定の質量比（例えば、ガーネット型酸化物結晶電解質：酸化物ガラス＝７０：３０の質量比（体積比５０：５０ｖｏｌ％）の場合）で混合したのち、前記混合物とアクリルバインダとを、（ガーネット型酸化物結晶電解質＋酸化物ガラス）：アクリルバインダ＝７０：３０の質量比で混合し、その混合したものを酢酸ブチルに固形分が３０質量％になるように混合し、５ｍｍφのジルコニアボールとともに、４時間攪拌した。それを離形フィルム上に塗布し、８０℃で１０分乾燥して、実施例１〜１３及び比較例１〜１０で用いられる固体電解質層を作製した。
（正極層の作製）
Ａｌｄｒｉｃｈ社製コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）と、酸化物ガラス（Ｌｉ２Ｏ：ＳｉＯ２：Ｂ２Ｏ３＝５４：１１：３５、ガラス転移温度：３８０℃）とを、下記の表１に示される体積分率（体積％（ｖｏｌ％））になるように所定の質量比（例えば、コバルト酸リチウム：酸化物ガラス＝８０：２０の質量比（体積比６０：４０ｖｏｌ％）の場合）で混合したのち、前記混合物とアクリルバインダとを、（コバルト酸リチウム＋酸化物ガラス）：アクリルバインダ＝７０：３０の質量比で混合し、その混合したものを、酢酸ブチルに固形分が３０質量％になるように混合し、５ｍｍφのジルコニアボールとともに、４時間攪拌した。それを離形フィルム上に塗布し、８０℃で１０分乾燥して、実施例１〜１３及び比較例１〜１０で用いられる正極層を作製した。
（負極層の作製）
球状天然黒鉛と、酸化物ガラス（Ｌｉ２Ｏ：ＳｉＯ２：Ｂ２Ｏ３＝５４：１１：３５、ガラス転移温度：３８０℃）とを、下記の表１に示される体積分率（体積％（ｖｏｌ％））になるように所定の質量比（例えば、球状天然黒鉛：酸化物ガラス＝８０：２０の質量比（体積比８０：２０ｖｏｌ％）の場合）で混合したのち、前記混合物とアクリルバインダとを、（球状天然黒鉛＋酸化物ガラス）：アクリルバインダ＝７０：３０の質量比で混合し、その混合したものを、酢酸ブチルに固形分が３０質量％になるように混合し、５ｍｍφのジルコニアボールとともに４時間攪拌した。それを離形フィルム上に塗布し、８０℃で１０分乾燥して、実施例１〜１３及び比較例１〜１０で用いられる負極層を作製した。
（集電層の作製）
ＴＩＭＣＡＬ社製ＫＳ６と、酸化物ガラス（Ｌｉ２Ｏ：ＳｉＯ２：Ｂ２Ｏ３＝５４：１１：３５、ガラス転移温度：３８０℃）とを、下記の表１に示される体積分率（体積％（ｖｏｌ％））になるように所定の質量比（例えば、ＫＳ６：酸化物ガラス＝７０：３０の質量比（体積比７０：３０ｖｏｌ％）の場合）で混合したのち、前記混合物とアクリルバインダとを、（ＫＳ６＋酸化物ガラス）：アクリルバインダ＝７０：３０の質量比で混合し、その混合したものを、酢酸ブチルに固形分が３０質量％になるように混合し、５ｍｍφのジルコニアボールとともに、４時間攪拌した。それを離形フィルム上に塗布し、８０℃で１０分乾燥して、実施例１〜１３及び比較例１〜１０で用いられる集電層を作製した。
（絶縁層の作製）
アルミナ粒子（ＡＨＰ３００ 日本軽金属）と、酸化物ガラス（Ｌｉ２Ｏ：ＳｉＯ２：Ｂ２Ｏ３＝５４：１１：３５）とを、下記の表１に示される体積分率（体積％（ｖｏｌ％））になるように所定の質量比（例えば、アルミナ粒子：酸化物ガラス＝７５：２５の質量比（体積比６０：４０ｖｏｌ％）の場合）で混合したのち、前記混合物とアクリルバインダとを、（アルミナ粒子＋酸化物ガラス）：アクリルバインダ＝７０：３０の質量比で混合し、その混合したものを、酢酸ブチルに固形分が３０質量％になるように混合し、５ｍｍφのジルコニアボールとともに、４時間攪拌した。それを離形フィルム上に塗布し、８０℃で１０分乾燥して、実施例１〜１３及び比較例１〜１０で用いられる絶縁層を作製した。
（保護層の作製）
アルミナ粒子（ＡＨＰ３００ 日本軽金属）と、酸化物ガラス（Ｌｉ２Ｏ：ＳｉＯ２：Ｂ２Ｏ３＝５４：１１：３５）とを、下記の表１に示される体積分率（体積％（ｖｏｌ％））になるように所定の質量比（例えば、アルミナ粒子：酸化物ガラス＝６５：３５の質量比（体積比５０：５０ｖｏｌ％）の場合）で混合したのち、前記混合物とアクリルバインダとを、（アルミナ粒子＋酸化物ガラス）：アクリルバインダ＝７０：３０の質量比で混合し、その混合したものを、酢酸ブチルに固形分が３０質量％になるように混合し、５ｍｍφのジルコニアボールとともに、４時間攪拌した。それを離形フィルム上に塗布し、８０℃で１０分乾燥して、実施例１〜１３及び比較例１〜１０で用いられる保護層を作製した。
［固体電池の作製］
上記で得られたそれぞれの固体電解質層、正極層、負極層、集電層及び絶縁層、保護層を、図１Ａに示される形状に加工して（絶縁層１４、１８、保護層１１、１９、集電層１２，１７、正極層１３、固体電解質層１５、負極層１６）、その後、離型フィルムから離型して、図１Ｂ又は図１Ｃに示される積層順で積層した後、１００℃１０分間で圧着して、実施例１〜１３及び比較例１〜１０で用いられる積層構造体を得た。なお、積層構造に関しては、バイポーラ型に積層してもよい。また、電解質層、正極層、負極層、集電層及び絶縁層の各層の全てをグリーンシート層にするのではなく、ある特定のグリーンシート層に印刷等で、直接積層構造を形成してもよい。
１００℃１０分間で圧着後、固体電解質層、正極層、負極層、集電層及び絶縁層の積層構造体を３００℃１０時間で加熱してアクリルバインダを除去した。その後、積層構造体を４００℃３０分で焼結した。
（端子層の作製）
Ａｇ粉末（大研化学工業）と、酸化物ガラス（Ｂｉ−Ｂ系ガラス 旭硝子社製ＡＳＦ１０９６）とを所定の質量比（例えば、Ａｇ粉末：酸化物ガラス＝６０：４０の質量比（体積比５０：５０ｖｏｌ％の場合））で混合したのち、前記混合物とアクリルバインダとを、（Ａｇ粉末＋酸化物ガラス）：アクリルバインダ＝７０：３０の質量比で混合し、その混合したものを、テルピネオールに固形分が５０質量％になるように混合し、５ｍｍφのジルコニアボールとともに、4時間攪拌した。それを離形フィルム上に塗布したのち、電極が露出した端面を上記の積層構造体に付着させ、４００℃１時間で焼結して、端子電極を形成した。
上記で得られた端子層（端子電極）（不図示）に電流リードを設置して、実施例１〜１３及び比較例１〜１０で用いられる固体電池（固体電池１、２）を作製した。
［充放電評価］
上記で作製された固体電池を用いて充放電評価を行った。充放電条件は、充電：４．２Ｖ、０．１Ｃ−ＣＣＣＶ ０．０１Ｃ ｃｕｔで、放電：０．１Ｃ ２．０Ｖで放電容量を評価した。セル状態及び放電容量の結果を下記の表１に示す。
Figure 0006863389
上記の表１に示されるように、各構成要素（固体電解質層、正極層、負極層、集電層及び絶縁層）中の酸化物ガラス成分の割合の差異が、体積分率で３０ｖｏｌ％以下になっている場合（実施例１〜１２）は、固体電池は安定に動作することを確認した。また、固体電解質層の酸化物ガラス成分の割合が、体積分率で１００ｖｏｌ％であって、固体電解質層以外の各構成要素（正極層、負極層、集電層及び絶縁層）中の酸化物ガラス成分の割合の差異が、体積分率で３０ｖｏｌ％以下になっている場合（実施例１３）も、固体電池が安定に動作することを確認した。
一方、各構成要素（固体電解質層、正極層、負極層、集電層及び絶縁層）中の酸化物ガラス成分の割合の差異が、体積分率で４０ｖｏｌ％以上（３０ｖｏｌ％超）になると、固体電池に割れが生じたり、充放電時（特に、充電時）にショートが生じたりした。ショートは外観からはわからない電池内部の構造異常（欠陥、ひびなど）が原因と考えられる。
固体電池を構成する、正極層、負極層、集電層、固体電解質層、絶縁層、保護層及び端子層中に含まれる５００℃以下にガラス転移点を有するガラス材料の体積分率の差を３０％以下にすること、又は、固体電解質層を除いた正極層、負極層、集電層、絶縁層、保護層及び端子層中に含まれる５００℃以下にガラス転移点を有するガラス材料の体積分率の差を３０％以下にすることで、焼結時のクラックや変形を抑制することができることを確認した。また、充放電時（特に、充電時の内部ショートを防止することができることを確認した。
実施例１〜１３の結果より、市販の小型リチウムイオン電池と比較して、小型サイズで高いエネルギー密度が実現できると考える。
＜応用例１：プリント回路基板＞
上述した固体電池は、図７に示すように、プリント回路基板１２０２（Print circuit board、以下「ＰＣＢ」と称する。）上に充電回路等と共に実装することができる。例えば、ＰＣＢ１２０２上に固体電池１２０３及び充電回路等の電子回路をリフロー工程でもって実装することができる。ＰＣＢ１２０２上に固体電池１２０３及び充電回路等の電子回路が実装されたものを電池モジュール１２０１と称する。電池モジュール１２０１は、必要に応じてカード型の構成とされ、携帯可能なカード型モバイルバッテリとして構成することができる。
ＰＣＢ１２０２上には、また、充電制御ＩＣ(Integrated Circuit)１２０４、電池保護ＩＣ１２０５及び電池残量監視ＩＣ１２０６が形成されている。電池保護ＩＣ１２０５は、充放電時に充電電圧が過大となったり、負荷短絡によって過電流が流れたり、過放電が生じることがないように充放電動作を制御する。
ＰＣＢ１２０２に対してＵＳＢ(Universal Serial Bus)インターフェース１２０７が取り付けられている。ＵＳＢインターフェース１２０７を通じて供給される電力によって固体電池１２０３が充電される。この場合、充電制御ＩＣ１２０４によって充電動作が制御される。さらに、ＰＣＢ１２０２に取り付けられている負荷接続端子１２０８ａ及び１２０８ｂから負荷１２０９に対して所定の電力（例えば電圧が４．２Ｖ）が供給される。固体電池１２０３の電池残量が電池残量監視ＩＣ１２０６によって監視され、電池残量を表す表示（図示しない）が外部から分かるようになされる。なお、負荷接続のためにＵＳＢインターフェース１２０７を使用してもよい。
上述した負荷１２０９の具体例は以下のようなものである。
Ａ．ウェアラブル機器（スポーツウオッチ、時計、補聴器等）、
Ｂ．ＩｏＴ端末（センサネットワーク端末等）、
Ｃ．アミューズメント機器（ポータブルゲーム端末、ゲームコントローラ）、
Ｄ．ＩＣ基板埋め込み電池（リアルタイムクロックＩＣ）、
Ｅ．環境発電機器（太陽光発電、熱電発電、振動発電等の発電素子用の蓄電素子）。
＜応用例２：ユニバーサルクレジットカード＞
現在、複数枚のクレジットカードを持ち歩いている人が多い。しかしながら、クレジットカードの枚数が多くなるほど、紛失、盗難等の危険性が増す問題がある。そこで、複数枚のクレジットカードやポイントカードなどの機能を１枚のカードに集約した、ユニバーサルクレジットカードと呼ばれるカードが実用化されている。このカードの中には、例えば、様々なクレジットカードやポイントカードの番号や有効期限等の情報を取り込むことができるので、そのカード１枚を財布等の中の入れておけば、好きな時に好きなカードを選択して利用することができる。
図８はユニバーサルクレジットカード１３０１の構成の一例を示す。カード型形状を有し、ＩＣチップ及び本技術に係る固体電池（不図示）が内蔵されている。さらに、小電力消費のディスプレイ１３０２及び操作部例えば方向キー１３０３ａ及び１３０３ｂが設けられている。さらに、充電用端子１３０４がユニバーサルクレジットカード１３０１の表面に設けられている。
例えば、ユーザはディスプレイ１３０２を見ながら方向キー１３０３ａ及び１３０３ｂを操作して予めユニバーサルクレジットカード１３０１にロードされているクレジットカード等を特定することができる。複数のクレジットカードが予めロードされている場合には、ディスプレイ１３０２に各クレジットカードを示す情報が表示され、ユーザが方向キー１３０３ａ及び１３０３ｂを操作して所望のクレジットカードを指定することができる。その後は、従来のクレジットカードと同様に使用することができる。なお、上記は一例であって、本技術による固体電池は、ユニバーサルクレジットカード１３０１以外のあらゆる電子カードに適用可能であることは言うまでもない。
＜応用例３：リストバンド型電子機器＞
ウェアラブル端末の一例として、リストバンド型電子機器がある。その中でも、リストバンド型活動量計は、スマートバンドとも呼ばれ、腕に巻き付けておくのみで、歩数、移動距離、消費カロリー、睡眠量、心拍数などの人の活動に関するデータを取得することができるものである。さらに、取得されたデータをスマートフォンで管理することもできる。さらに、メールの送受信機能を備えることもでき、例えば、メールの着信をＬＥＤ(Light Emitting Diode)ランプ及び／又はバイブレーションでユーザに知らせる通知機能を有するものが使用されている。
図９及び図１０は、例えば脈拍を計測するリストバンド型活動量計の一例を示す。図９は、リストバンド型活動量計１５０１の外観の構成例を示している。図１０は、リストバンド型活動量計１５０１の本体部１５０２の構成例を示している。
リストバンド型活動量計１５０１は、光学方式により被験者の例えば脈拍を計測するリストバンド型の計測装置である。図９に示されるように、リストバンド型活動量計１５０１は、本体部１５０２とバンド１５０３により構成され、腕時計のようにバンド１５０３が被験者の腕（手首）１５０４に装着される。そして、本体部１５０２が、所定の波長の計測光を被験者の腕１５０４の脈を含む部分に照射し、戻ってきた光の強度に基づいて、被験者の脈拍の計測を行う。
本体部１５０２は、基板１５２１、ＬＥＤ１５２２、受光ＩＣ１５２３、遮光体１５２４、操作部１５２５、演算処理部１５２６、表示部１５２７、及び無線装置１５２８を含むように構成される。ＬＥＤ１５２２、受光ＩＣ１５２３、及び、遮光体１５２４は、基板１５２１上に設けられている。ＬＥＤ１５２２は、受光ＩＣ１５２３の制御の下に、所定の波長の計測光を被験者の腕１５０４の脈を含む部分に照射する。
受光ＩＣ１５２３は、計測光が腕１５０４に照射された後に戻ってきた光を受光する。受光ＩＣ１５２３は、戻ってきた光の強度を示すデジタルの計測信号を生成し、生成した計測信号を演算処理部１５２６に供給する。
遮光体１５２４は、基板１５２１上においてＬＥＤ１５２２と受光ＩＣ１５２３の間に設けられている。遮光体１５２４は、ＬＥＤ１５２２からの計測光が、受光ＩＣ１５２３に直接入射されることを防止する。
操作部１５２５は、例えば、ボタン、スイッチ等の各種の操作部材により構成され、本体部１５０２の表面等に設けられる。操作部１５２５は、リストバンド型活動量計１５０１の操作に用いられ、操作内容を示す信号を演算処理部１５２６に供給する。
演算処理部１５２６は、受光ＩＣ１５２３から供給される計測信号に基づいて、被験者の脈拍を計測するための演算処理を行う。演算処理部１５２６は、脈拍の計測結果を表示部１５２７及び無線装置１５２８に供給する。
表示部１５２７は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示装置により構成され、本体部１５０２の表面に設けられる。表示部１５２７は、被験者の脈拍の計測結果等を表示する。
無線装置１５２８は、所定の方式の無線通信により、被験者の脈拍の計測結果を外部の装置に送信する。例えば、図１０に示されるように、無線装置１５２８は、被験者の脈拍の計測結果をスマートフォン１５０５に送信し、スマートフォン１５０５の画面１５０６に計測結果を表示させる。さらに、計測結果のデータがスマートフォン１５０５によって管理され、計測結果をスマートフォン１５０５によって閲覧したり、ネットワーク上のサーバに保存することが可能とされている。なお、無線装置１５２８の通信方式には、任意の方式を採用することができる。なお、受光ＩＣ１５２３は、被験者の腕１５０４以外の部位（例えば、指、耳たぶ等）において脈拍の計測を行う場合にも用いることができる。
上述したリストバンド型活動量計１５０１は、受光ＩＣ１５２３における信号処理によって、体動の影響を除去して、正確に被験者の脈波及び脈拍を計測することができる。例えば、被験者がランニング等の激しい運動を行っても、正確に被験者の脈波及び脈拍を計測することができる。また、例えば、被験者がリストバンド型活動量計１５０１を長時間装着して計測を行う場合にも、被験者の体動の影響を除去して、正確に脈波及び脈拍を計測し続けることができる。
また、演算量を削減することにより、リストバンド型活動量計１５０１の消費電力を下げることができる。その結果、例えば、充電や電池の交換を行わずに、リストバンド型活動量計１５０１を被験者に長時間装着して、計測を行うことが可能になる。
なお、電源として例えば薄型の電池がバンド１５０３内に収納されている。リストバンド型活動量計１５０１は、本体の電子回路と、電池パックを備える。例えばユーザにより電池パックが着脱自在な構成を有している。電子回路は、上述した本体部１５０２に含まれる回路である。電池として全固体電池を使用する場合に本技術を適用することができる。
図１１にリストバンド型電子機器１６０１（以下、単に「電子機器１６０１」と称する。）の外観の構成例を示す。
電子機器１６０１は、例えば、人体に着脱自在とされる時計型のいわゆるウェアラブル機器である。電子機器１６０１は、例えば、腕に装着されるバンド部１６１１と、数字や文字、図柄等を表示する表示装置１６１２と、操作ボタン１６１３とを備えている。バンド部１６１１には、複数の孔部１６１１ａと、内周面（電子機器１６０１の装着時に腕に接触する側の面）側に形成される突起１６１１ｂとが形成されている。
電子機器１６０１は、使用状態においては、図１１に示すようにバンド部１６１１が略円形となるように折り曲げられ、孔部１６１１ａに突起１６１１ｂが挿入されて腕に装着される。突起１６１１ｂを挿入する孔部１６１１ａの位置を調整することにより、腕の太さに対応して径の大きさを調整することができる。電子機器１６０１は、使用されない状態では、孔部１６１１ａから突起１６１１ｂが取り外され、バンド部１６１１が略平坦な状態で保管される。本技術の一実施形態に係るセンサは、例えば、バンド部１６１１の全体にわたって設けられている。
＜応用例４：スマートウオッチ＞
スマートウオッチは、既存の腕時計のデザインと同様ないし類似の外観を有し、腕時計と同様にユーザの腕に装着して使用するものであり、ディスプレイに表示される情報で、電話や電子メールの着信などの各種メッセージをユーザに通知する機能を有する。さらに、電子マネー機能、活動量計等の機能を有するスマートウオッチも提案されている。スマートウオッチは、電子機器の本体部分の表面にディスプレイが組み込まれ、ディスプレイに様々な情報が表示される。また、スマートウオッチは、例えば、通信端末（スマートフォン等）とBluetooth（登録商標）などの近距離無線通信を行うことによって、通信端末等の機能やコンテンツ等と連携することも可能である。
スマートウオッチの一つとして、バンド状に連結される複数のセグメントと、複数のセグメント内に配置される複数の電子部品と、複数のセグメント内の複数の電子部品を接続し少なくとも１つのセグメント内に蛇行形状で配置されるフレキシブル回路基板とを備えるものが提案されている。このような蛇行形状を有することで、フレキシブル回路基板は、バンドが屈曲しても、ストレスが加わらず、回路の切断が防止される。また、ウオッチ本体を構成する筐体ではなく、そのウオッチ本体に取り付けられるバンド側のセグメントに、電子回路部品を内蔵させることが可能になり、ウオッチ本体側には変更を加える必要がなくなり、従来の時計のデザインと同様のデザインのスマートウオッチを構成することが可能となる。また、本応用例のスマートウオッチは、電子メールや着信などの通知、ユーザの行動履歴などのログの記録、通話などを行うことができる。また、スマートウオッチは、非接触式ＩＣカードとしての機能を備え、非接触で決済や認証等を行うことができる。
本応用例のスマートウオッチは、金属製のバンド内に、通信処理や通知処理を行う回路部品を内蔵している。金属製のバンドを薄型化しながら、電子機器として機能するようにするために、バンドが複数のセグメントを連結した構成とされ、各セグメントに回路基板，振動モータ、電池，加速度センサが収納される。各セグメントの回路基板，振動モータ，電池，加速度センサなどの部品は、フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）で接続されている。
図１２にスマートウオッチの全体構成（分解斜視図）を示す。バンド型電子機器２０００は、時計本体３０００に取り付けられる金属製のバンドであり、ユーザの腕に装着される。時計本体３０００は、時刻を表示する文字盤３１００を備える。時計本体３０００は、文字盤３１００の代わりに、液晶ディスプレイなどで電子的に時刻を表示してもよい。
バンド型電子機器２０００は、複数のセグメント２１１０〜２２３０を連結した構成である。時計本体３０００の一方のバンド取付孔にセグメント２１１０が取り付けられ、時計本体３０００の他方のバンド取付孔にセグメント２２３０が取り付けられる。本例では、それぞれのセグメント２１１０〜２２３０は金属で構成される。
（セグメントの内部の概要）
図１３は、バンド型電子機器２０００の内部構成の一部を示す。例えば３個のセグメント２１７０，２１８０，２１９０、２２００、２２１０の内部を示す。バンド型電子機器２０００では、連続した５個のセグメント２１７０〜２２１０の内部にフレキシブル回路基板２４００が配置される。セグメント２１７０内には、種々の電子部品が配置され、セグメント２１９０，２２１０には本技術に係るバッテリ２４１１，２４２１が配置され、これらの部品がフレキシブル回路基板２４００で電気的に接続される。セグメント２１７０とセグメント２１９０との間のセグメント２１８０は、比較的小さなサイズであり、蛇行状態のフレキシブル回路基板２４００が配置される。セグメント２１８０の内部では、防水部材に挟まれた状態でフレキシブル回路基板２４００が配置される。なお、セグメント２１７０〜２２１０の内部は、防水構造とされている。
（スマートウオッチの回路構成）
図１４は、バンド型電子機器２０００の回路構成を示すブロック図である。バンド型電子機器２０００の内部の回路は、時計本体３０００とは独立した構成である。時計本体３０００は、文字盤３１００に配置された針を回転させるムーブメント部３２００を備える。ムーブメント部３２００には、バッテリ３３００が接続されている。これらのムーブメント部３２００やバッテリ３３００は、時計本体３０００の筐体内に内蔵されている。
時計本体３０００に接続されたバンド型電子機器２０００は、３つのセグメント２１７０，２１９０，２２１０に、電子部品が配置される。セグメント２１７０には、データ処理部４１０１と無線通信部４１０２とＮＦＣ通信部４１０４とＧＰＳ部４１０６とが配置される。無線通信部４１０２，ＮＦＣ通信部４１０４，ＧＰＳ部４１０６には、それぞれアンテナ４１０３，４１０５，４１０７が接続されている。それぞれのアンテナ４１０３，４１０５，４１０７は、セグメント２１７０の後述するスリット２１７３の近傍に配置される。
無線通信部４１０２は、例えばBluetooth（登録商標）の規格で他の端末と近距離無線通信を行う。ＮＦＣ通信部４１０４は、ＮＦＣの規格で、近接したリーダー／ライタと無線通信を行う。ＧＰＳ部４１０６は、ＧＰＳ（Global Positioning System）と称されるシステムの衛星からの電波を受信して、現在位置の測位を行う測位部である。これらの無線通信部４１０２，ＮＦＣ通信部４１０４，ＧＰＳ部４１０６で得たデータは、データ処理部４１０１に供給される。
また、セグメント２１７０には、ディスプレイ４１０８とバイブレータ４１０９とモーションセンサ４１１０と音声処理部４１１１とが配置されている。ディスプレイ４１０８とバイブレータ４１０９は、バンド型電子機器２０００の装着者に通知する通知部として機能するものである。ディスプレイ４１０８は、複数個の発光ダイオードで構成され、発光ダイオードの点灯や点滅でユーザに通知を行う。複数個の発光ダイオードは、例えばセグメント２１７０の後述するスリット２１７３の内部に配置され、電話の着信や電子メールの受信などが点灯又は点滅で通知される。ディスプレイ４１０８としては、文字や数字などを表示するタイプのものが使用されてもよい。バイブレータ４１０９は、セグメント２１７０を振動させる部材である。バンド型電子機器２０００は、バイブレータ４１０９によるセグメント２１７０の振動で、電話の着信や電子メールの受信などを通知する。
モーションセンサ４１１０は、バンド型電子機器２０００を装着したユーザの動きを検出する。モーションセンサ４１１０としては、加速度センサ、ジャイロセンサ、電子コンパス、気圧センサなどが使用される。また、セグメント２１７０は、モーションセンサ４１１０以外のセンサを内蔵してもよい。例えば、バンド型電子機器２０００を装着したユーザの脈拍などを検出するバイオセンサが内蔵されてもよい。音声処理部４１１１には、マイクロホン４１１２とスピーカ４１１３とが接続され、音声処理部４１１１が、無線通信部４１０２での無線通信で接続された相手と通話の処理を行う。また、音声処理部４１１１は、音声入力操作のための処理を行うこともできる。
そして、セグメント２１９０にはバッテリ２４１１が内蔵され、セグメント２２１０にはバッテリ２４２１が内蔵される。バッテリ２４１１，２４２１は、本技術に係る固体電池によって構成することができ、セグメント２１７０内の回路に駆動用の電源を供給する。セグメント２１７０内の回路とバッテリ２４１１，２４２１は、フレキシブル回路基板２４００（図１３）により接続されている。なお、図１４には示さないが、セグメント２１７０は、バッテリ２４１１，２４２１を充電するための端子を備える。また、セグメント２１９０，２２１０には、バッテリ２４１１，２４２１以外の電子部品が配置されてもよい。例えば、セグメント２１９０，２２１０は、バッテリ２４１１，２４２１の充放電を制御する回路を備えるようにしてもよい。
＜応用例５：眼鏡型端末＞
以下に説明するメガネ型端末は、目の前の風景にテキスト、シンボル、画像等の情報を重畳して表示することができるものである。すなわち、透過式メガネ型端末専用の軽量且つ薄型の画像表示装置ディスプレイモジュールを搭載している。代表的なものとして、頭部装着型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）がある。
この画像表示装置は、光学エンジンとホログラム導光板からなる。光学エンジンは、マイクロディスプレイレンズを使用して画像、テキスト等の映像光を出射する。この映像光がホログラム導光板に入射される。ホログラム導光板は、透明板の両端部にホログラム光学素子が組み込まれたもので、光学エンジンからの映像光を厚さ１ｍｍのような非常に薄い透明板の中を伝搬させて観察者の目に届ける。このような構成によって、透過率が例えば８５％という厚さ３ｍｍ（導光板前後の保護プレートを含む）レンズを実現している。かかるメガネ型端末によって、スポーツ観戦中にプレーヤ、チームの成績等をリアルタイムで見ることができたり、旅先での観光ガイドを表示したりできる。
メガネ型端末の具体例は、図１５に示すように、画像表示部が眼鏡型の構成とされている。すなわち、通常の眼鏡と同様に、眼前に右画像表示部５００１及び左画像表示部５００２を保持するためのフレーム５００３を有する。フレーム５００３は、観察者の正面に配置されるフロント部５００４と、フロント部５００４の両端に蝶番を介して回動自在に取り付けられた２つのテンプル部５００５，５００６から成る。フレーム５００３は、金属や合金、プラスチック、これらの組合せといった、通常の眼鏡を構成する材料と同じ材料から作製されている。なお、ヘッドホン部を設けるようにしてもよい。
右画像表示部５００１および左画像表示部５００２は、利用者の右の眼前と、左の眼前とにそれぞれ位置するように配置されている。テンプル部５００５，５００６が利用者の頭部に画像表示部５００１および５００２を保持する。フロント部５００４とテンプル部５００５の接続箇所において、テンプル部５００５の内側に右表示駆動部５００７が配置されている。フロント部５００４とテンプル部５００６の接続箇所において、テンプル部５００６の内側に左表示駆動部５００８が配置されている。
図１５では省略されているが、フレーム５００３には、本技術に係る固体電池、加速度センサ、ジャイロ、電子コンパス、マイクロホン／スピーカ等が搭載されている。さらに、撮像装置が取り付けられ、静止画／動画の撮影が可能とされている。さらに、メガネ部と例えば無線又は有線のインターフェースでもって接続されたコントローラを備えている。コントローラには、タッチセンサ、各種ボタン、スピーカ、マイクロホン等が設けられている。さらに、スマートフォンとの連携機能を有している。例えばスマートフォンのＧＰＳ機能を活用してユーザの状況に応じた情報を提供することが可能とされている。
本技術は、上記各実施形態、各実施例、各応用例に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲内において変更することが可能である。
なお、本技術の効果は、固体電池に用いられる電極反応物質であれば電極反応物質の種類に依存せずに得られるはずであるため、その電極反応物質の種類を変更しても同様の効果を得ることができる。また、化合物等の化学式は代表的なものであって、同じ化合物の一般名称であれば、記載された価数等に限定されない。
また、本技術は、以下のような構成も取ることができる。
［１］ 正極層と、負極層と、集電層と、固体電解質層と、絶縁層とを備え、
該正極層、該負極層、該集電層、該固体電解質層及び該絶縁層のそれぞれの層が、５００℃以下にガラス転移点を有する材料を１０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下で含み、
該正極層、該負極層、該集電層、該固体電解質層及び該絶縁層のそれぞれの層の該５００℃以下にガラス転移点を有する材料の含有量の中で、最大含有量と最小含有量との差が３０ｖｏｌ％以下である、固体電池。
［２］ 少なくとも前記正極層、前記負極層及び前記固体電解質層に含まれる前記５００℃以下にガラス転移点を有する材料が、１０−７Ｓ／ｃｍ以上のイオン伝導度を有する、［１］に記載の固体電池。
［３］
保護層を更に備え、
該保護層が、５００℃以下にガラス転移点を有する材料を含む、［１］又は［２］に記載の固体電池。
［４］
端子層を更に備え、
該端子層が、５００℃以下にガラス転移点を有する材料を含む、［１］から［３］のいずれか１つに記載の固体電池。
［５］
正極層と、負極層と、集電層と、固体電解質層と、絶縁層とを備え、
該固体電解質層が、５００℃以下にガラス転移点を有する材料から構成され、
該正極層、該負極層、該集電層及び該絶縁層のそれぞれの層が、該５００℃以下にガラス転移点を有する材料を１０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下で含み、
該正極層、該負極層、該集電層及び該絶縁層のそれぞれの層の該５００℃以下にガラス転移点を有する材料の含有量の中で、最大含有量と最小含有量との差が３０ｖｏｌ％以下である、固体電池。
［６］
少なくとも前記正極層及び前記負極層に含まれる前記５００℃以下にガラス転移点を有する材料、並びに前記固体電解質層を構成する前記５００℃以下にガラス転移点を有する材料が、１０−７Ｓ／ｃｍ以上のイオン伝導度を有する、［５］に記載の固体電池。
［７］
保護層を更に備え、
該保護層が、５００℃以下にガラス転移点を有する材料を含む、［５］又は［６］に記載の固体電池。
［８］
端子層を更に備え、
該端子層が、５００℃以下にガラス転移点を有する材料を含む、［５］から［７］のいずれか１つに記載の固体電池。
［９］
［１］から［８］のいずれか１つに記載の固体電池と、
該固体電池の使用状態を制御する制御部と、
該制御部の指示に応じて該固体電池の使用状態を切り換えるスイッチ部と、を備える、電池パック。
［１０］
［１］から［８］のいずれか１つに記載の固体電池と、
該固体電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する駆動力変換装置と、
該駆動力に応じて駆動する駆動部と
車両制御装置と、を備える、車両。
［１１］
［１］から［８］のいずれか１つに記載の固体電池を有する蓄電装置と、
該固体電池から電力が供給される電力消費装置と、
該固体電池からの該電力消費装置に対する電力供給を制御する制御装置と、
該固体電池を充電する発電装置と、を備える、蓄電システム。
［１２］
［１］から［８］のいずれか１つに記載の固体電池と、
該固体電池から電力が供給される可動部と、を備える、電動工具。
［１３］
［１］から［８］のいずれか１つに記載の固体電池を備え、
該固体電池から電力の供給を受ける電子機器。
１、２…固体電池、１４、１８…絶縁層、１１，１９…保護層、１２，１７…集電層、１３…正極層、１５…固体電解質層、１６…負極層。

Claims (13)

  1. 正極層と、負極層と、集電層と、固体電解質層と、絶縁層とを備え、
    該正極層、該負極層、該集電層、該固体電解質層及び該絶縁層のそれぞれの層が、５００℃以下にガラス転移点を有する材料を１０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下で含み、
    該正極層、該負極層、該集電層、該固体電解質層及び該絶縁層のそれぞれの層の該５００℃以下にガラス転移点を有する材料の含有量の中で、最大含有量と最小含有量との差が３０ｖｏｌ％以下であり、
    該５００℃以下にガラス転移点を有する材料が、Ｌｉ（リチウム）、Ｓｉ（ケイ素）及びＢ（ホウ素）から選ばれる少なくとも１つを含むリチウムイオン伝導性酸化物結晶化ガラスである、固体電池。
  2. 少なくとも前記正極層、前記負極層及び前記固体電解質層に含まれる前記５００℃以下にガラス転移点を有する材料が、１０−７Ｓ／ｃｍ以上のイオン伝導度を有する、請求項１に記載の固体電池。
  3. 保護層を更に備え、
    該保護層が、５００℃以下にガラス転移点を有する材料を含み、前記固体電池の最外層であり、
    該保護層と、前記集電層と、前記負極層又は前記正極層と、前記固体電解質層とが、この順で積層され、
    前記絶縁層が、該保護層及び前記固体電解質の間であって、前記負極層が有する２つの端面のうちどちらか一方の端面及び前記負極層と積層する前記集電層が有する２つの端面のうちどちらか一方の端面、並びに前記正極層が有する２つの端面のうちどちらか一方の端面及び前記正極層と積層する前記集電層が有する２つの端面のうちどちらか一方の端面に形成されている、請求項１又は２に記載の固体電池。
  4. 端子層を更に備え、
    該端子層が、５００℃以下にガラス転移点を有する材料を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の固体電池。
  5. 正極層と、負極層と、集電層と、固体電解質層と、絶縁層とを備え、
    該固体電解質層が、５００℃以下にガラス転移点を有する材料から構成され、
    該正極層、該負極層、該集電層及び該絶縁層のそれぞれの層が、該５００℃以下にガラス転移点を有する材料を１０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下で含み、
    該正極層、該負極層、該集電層及び該絶縁層のそれぞれの層の該５００℃以下にガラス転移点を有する材料の含有量の中で、最大含有量と最小含有量との差が３０ｖｏｌ％以下であり、
    該５００℃以下にガラス転移点を有する材料が、Ｌｉ（リチウム）、Ｓｉ（ケイ素）及びＢ（ホウ素）から選ばれる少なくとも１つを含むリチウムイオン伝導性酸化物結晶化ガラスである、固体電池。
  6. 少なくとも前記正極層及び前記負極層に含まれる前記５００℃以下にガラス転移点を有する材料、並びに前記固体電解質層を構成する前記５００℃以下にガラス転移点を有する材料が、１０−７Ｓ／ｃｍ以上のイオン伝導度を有する、請求項５に記載の固体電池。
  7. 保護層を更に備え、
    該保護層が、５００℃以下にガラス転移点を有する材料を含み、前記固体電池の最外層であり、
    該保護層と、前記集電層と、前記負極層又は前記正極層と、前記固体電解質層とが、この順で積層され、
    前記絶縁層が、該保護層及び前記固体電解質の間であって、前記負極層が有する２つの端面のうちどちらか一方の端面及び前記負極層と積層する前記集電層が有する２つの端面のうちどちらか一方の端面、並びに前記正極層が有する２つの端面のうちどちらか一方の端面及び前記正極層と積層する前記集電層が有する２つの端面のうちどちらか一方の端面に形成されている、請求項５又は６に記載の固体電池。
  8. 端子層を更に備え、
    該端子層が、５００℃以下にガラス転移点を有する材料を含む、請求項５から７のいずれか一項に記載の固体電池。
  9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の固体電池と、
    該固体電池の使用状態を制御する制御部と、
    該制御部の指示に応じて該固体電池の使用状態を切り換えるスイッチ部と、を備える、電池パック。
  10. 請求項１から８のいずれか一項に記載の固体電池と、
    該固体電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する駆動力変換装置と、
    該駆動力に応じて駆動する駆動部と
    車両制御装置と、を備える、車両。
  11. 請求項１から８のいずれか一項に記載の固体電池を有する蓄電装置と、
    該固体電池から電力が供給される電力消費装置と、
    該固体電池からの該電力消費装置に対する電力供給を制御する制御装置と、
    該固体電池を充電する発電装置と、を備える、蓄電システム。
  12. 請求項１から８のいずれか一項に記載の固体電池と、
    該固体電池から電力が供給される可動部と、を備える、電動工具。
  13. 請求項１から８のいずれか一項に記載の固体電池を備え、
    該固体電池から電力の供給を受ける電子機器。
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