JP6952240B2 - 電池 - Google Patents

Description

本開示は、電池に関する。

特許文献１には、硫化水素と化学反応して電気抵抗が変化する材料を含むセルと、硫化水素検知手段と、が開示されている。

特許第５４５９３１９号公報

従来技術においては、ガスの検出感度を高めることが望まれる。

本開示の一様態における電池は、第１電極層と第１対極層とを備える第１発電要素と、前記第１電極層に接する第１集電体と、前記第１対極層に接する第２集電体と、前記第１集電体と前記第２集電体との間を封止する第１封止部分と、前記第１封止部分と前記第１発電要素とに挟まれる第１空隙と、ガスを検出する第１ガス検出部と、を備え、前記第１ガス検出部は、前記第１空隙における前記ガスを検出する。

本開示によれば、ガスの検出感度を高めることができる。

図１は、実施の形態１における電池１０００の概略構成を示す図である。 図２は、実施の形態１における電池１００１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１００２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１００３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１１００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１２００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１３００の概略構成を示す図である。 図８は、実施の形態２における電池２０００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２１００の概略構成を示す断面図である。 図１０は、実施の形態２における電池２２００の概略構成を示す断面図である。 図１１は、実施の形態２における電池２３００の概略構成を示す断面図である。 図１２は、実施の形態２における電池２４００の概略構成を示す断面図である。 図１３は、実施の形態３における電池３０００の概略構成を示す断面図である。 図１４は、実施の形態３における電池３１００の概略構成を示す断面図である。 図１５は、実施の形態３における電池３２００の概略構成を示す断面図である。 図１６は、実施の形態３における電池３３００の概略構成を示す断面図である。 図１７は、実施の形態４における電池４０００の概略構成を示す断面図である。 図１８は、実施の形態４における電池４１００の概略構成を示す断面図である。 図１９は、実施の形態４における電池４２００の概略構成を示す断面図である。 図２０は、実施の形態４における電池４３００の概略構成を示す断面図である。 図２１は、実施の形態４における電池４４００の概略構成を示す断面図である。 図２２は、実施の形態４における電池４５００の概略構成を示す断面図である。 図２３は、実施の形態５における電池５０００の概略構成を示す断面図である。 図２４は、比較例における電池の概略構成を示す断面図である。

以下、本開示の実施の形態が、図面を参照しながら、説明される。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１における電池１０００の概略構成を示す図である。

図１（ａ）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（１Ａ断面図）である。

図１（ｂ）は、実施の形態１における電池１０００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１０００は、第１発電要素１１０と、第１集電体２１０と、第２集電体２２０と、第１封止部分３１０と、第１空隙４１０と、第１ガス検出部５１０と、を備える。

第１発電要素１１０は、第１電極層１１１と、第１対極層１１２と、を備える。

第１集電体２１０は、第１電極層１１１に接する。

第２集電体２２０は、第１対極層１１２に接する。

第１封止部分３１０は、第１集電体２１０と第２集電体２２０との間を封止する。

第１空隙４１０は、第１封止部分３１０と第１発電要素１１０とに挟まれる。

第１ガス検出部５１０は、第１空隙４１０におけるガスを検出する。

以上の構成によれば、ガス（例えば、硫化水素ガス、など）の検出感度を高めることができる。具体的には、ガスが発生しうる第１発電要素１１０が存在する空間を、第１封止部分３１０により、より狭小な空間である第１空隙４１０に狭めることができる。これにより、より狭小な空間である第１空隙４１０を、ガスが検出される対象空間とすることができる。これにより、電池内部のより広い空間（例えば、外装体の内側の空間、など）を検出対象空間とする場合と比較して、第１発電要素１１０から発生するガスが、広い空間に拡散して薄まることを抑制できる。すなわち、第１発電要素１１０から発生するガスは、より狭小な空間である第１空隙４１０に留まる。このため、第１ガス検出部５１０は、第１空隙４１０におけるガスを、早期に高濃度のまま検出できる。したがって、ガスの検出感度を高めることができる。

また、以上の構成によれば、電池の安全性を高めることができる。具体的には、ガスが発生しうる第１発電要素１１０の周りを、第１封止部分３１０により、包囲する（例えば、密閉する）ことができる。例えば、電池がさらに外装体などを備える場合には、第１封止部分３１０とともに、多重の安全構造を構成することができる。このため、第１発電要素１１０から発生するガスが、電池内部の空間（例えば、外装体の内側の空間、など）または電池外部に、直ちに拡散することを抑制できる。このため、ガスが検出された際に、密閉外装体の破損または腐食などが発生した場合であっても、電池外部への有害なガス（例えば、硫化水素ガス、など）の流出リスクを、大幅に低減させることができる。したがって、電池の安全性を高めることができる。

図２４は、比較例における電池の概略構成を示す断面図である。

図２４に示される比較例の電池は、第１封止部分３１０を備えていない。このため、比較例の電池は、第１空隙４１０を有していない。

比較例の電池は、外装体９００を備える。外装体９００は、第１発電要素１１０と、第１集電体２１０と、第２集電体２２０と、第１ガス検出部５１０と、を内包する。

比較例の電池においては、第１ガス検出部５１０は、外装体９００の内側に配置される。

このように、比較例の電池においては、第１ガス検出部５１０の検出対象空間が、電池内部のより広い空間（外装体９００の内側の空間）となってしまう。したがって、ガスを早期に高濃度のまま検出することが困難となる。また、比較例の電池には第１封止部分３１０が無いため、ガスが検出された際に、外装体９００の破損または腐食などが発生した場合には、電池外部へガスが流出するリスクが高まる。

これに対して、実施の形態１の電池１０００であれば、上述したように、より狭小な空間である第１空隙４１０をガス検出の対象空間とすることで、ガスの検出感度を高めることができる。また、実施の形態１の電池１０００であれば、第１封止部分３１０を備えることにより、電池外部への有害なガスの流出リスクを、大幅に低減させることができる。

第１電極層１１１は、第１電極材料を含む層である。

第１対極層１１２は、第１電極層１１１の対極となる層である。第１対極層１１２は、第１対極材料を含む層である。

第１発電要素１１０においては、第１電極層１１１と第１対極層１１２とは、一方は正極層であり、もう一方は負極層である。

例えば、第１電極層１１１は正極層であってもよい。このとき、第１電極材料は、正極材料である。第１対極層１１２は負極層である。第１対極材料は、負極材料である。第１集電体２１０は、正極集電体である。第２集電体２２０は、負極集電体である。

もしくは、第１電極層１１１は負極層であってもよい。このとき、第１電極材料は、負極材料である。第１対極層１１２は正極層である。第１対極材料は、正極材料である。第１集電体２１０は、負極集電体である。第２集電体２２０は、正極集電体である。

なお、実施の形態１における第１発電要素１１０は、例えば、充電および放電の特性を有する発電要素である。

以下に、実施の形態１における発電要素および集電体の具体例が、説明される。

実施の形態１における発電要素は、例えば、正極層と負極層と固体電解質層とを備える。

正極層は、例えば、正極活物質層である。正極活物質層は、正極材料である正極活物質を含む層である。正極活物質層に含有される正極活物質としては、公知の正極活物質（例えば、コバルト酸リチウム、ＬｉＮＯ、など）が用いられうる。正極活物質の材料としては、Ｌｉを離脱および挿入することができる各種材料が用いられうる。

なお、正極層は、正極活物質層の含有材料を含む正極合剤層として、設けられてもよい。正極活物質層の含有材料としては、公知の固体電解質（例えば、無機系固体電解質など）が用いられうる。無機系固体電解質としては、硫化物固体電解質または酸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の混合物が用いられうる。正極活物質の表面は、固体電解質でコートされていてもよい。また、正極活物質層の含有材料としては、導電材（例えば、アセチレンブラックなど）、結着用バインダー（例えば、ポリフッ化ビニリデンなど）、など、が用いられうる。

正極層は、正極活物質と含有材料とを溶媒と共に練りこんだペースト状の塗料を正極集電体面上に塗工乾燥して作製されうる。正極層の密度を高めるために、正極層を乾燥後にプレスしてもよい。このようにして作製される正極層の厚みは、例えば、５〜３００μｍである。

負極層は、例えば、負極活物質層である。負極活物質層は、負極材料である負極活物質を含む層である。負極活物質層に含有される負極活物質としては、公知の負極活物質（例えば、グラファイト、など）が用いられうる。負極活物質の材料としては、Ｌｉを離脱および挿入することができる各種材料が用いられうる。

なお、負極層は、負極活物質層の含有材料を含む負極合剤層として、設けられてもよい。負極活物質層の含有材料としては、公知の固体電解質（例えば、無機系固体電解質など）が用いられうる。無機系固体電解質としては、硫化物固体電解質または酸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の混合物が用いられうる。また、負極活物質層の含有材料としては、導電材（例えば、アセチレンブラックなど）、結着用バインダー（例えば、ポリフッ化ビニリデンなど）、など、が用いられうる。

負極層は、負極活物質と含有材料とを溶媒と共に練りこんだペースト状の塗料を負極集電体面上に塗工乾燥して作製されうる。負極層の密度を高めるために、負極層を乾燥後にプレスしてもよい。このようにして作製される負極層の厚みは、例えば、５〜３００μｍである。

また、発電要素においては、負極活物質層の形成範囲は、正極活物質層の形成範囲よりも、大きくてもよい。これにより、例えば、リチウム析出による、電池の不具合（例えば、信頼性の低下）を防止できる可能性がある。

もしくは、発電要素においては、正極活物質層と負極活物質層の形成範囲は、同じでもよい。

固体電解質層は、固体電解質を含む層である。固体電解質層は、例えば、正極層と負極層との間に設けられる。

固体電解質層に含有される固体電解質としては、公知の固体電解質（例えば、無機系固体電解質など）が用いられうる。無機系固体電解質としては、硫化物固体電解質または酸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の混合物が用いられうる。硫化物固体電解質は、高いイオン伝導を有し、柔軟性にも優れる。

また、固体電解質層の含有材料としては、結着用バインダー（例えば、ポリフッ化ビニリデンなど）、など、が用いられうる。

固体電解質層は、固体電解質と含有材料とを溶媒と共に練りこんだペースト状の塗料を正極活物質層または負極活物質層上に塗工乾燥して作製されうる。正極集電体と正極層と固体電解質層と負極層と負極集電体との積層体を加圧圧迫することで、発電要素が作製されうる。加圧圧迫により、各層が緻密で互いに良好な接合状態とすることができる。接合の際、正極層の形成面内位置が、対向する負極層の形成面内位置から、はみ出さないようにしてもよい。

また、発電要素においては、正極層と負極層とは、いずれも、正極集電体および負極集電体よりも、狭い範囲に形成されてもよい。このとき、固体電解質層は、正極活物質層および負極活物質層のいずれよりも、大面積に形成されてもよい。これにより、正極層と負極層との直接接触による短絡を防止できる。

また、発電要素においては、固体電解質層は、正極集電体または負極集電体と同じ範囲に、形成されてもよい。

もしくは、発電要素においては、固体電解質層は、正極集電体または負極集電体よりも狭い範囲に、形成されてもよい。

正極集電体としては、金属箔（例えば、ＳＵＳ箔、Ａｌ箔）、など、が用いられうる。正極集電体の厚みは、例えば、５〜１００μｍであってもよい。

負極集電体としては、金属箔（例えば、ＳＵＳ箔、Ｃｕ箔）、など、が用いられうる。負極集電体の厚みは、例えば、５〜１００μｍであってもよい。

なお、製造工程における、発電要素の各層の形成順は、特に限定されない。また、発電要素の各層の形成方法としては、例えば、順次積層、貼り合わせ、転写、または、これらを組合せた工法、など、が用いられうる。

なお、実施の形態１における電池１０００においては、図１に示されるように、第１発電要素１１０は、第１固体電解質層１１３を備えてもよい。

第１固体電解質層１１３は、第１電極層１１１と第１対極層１１２との間に設けられる。

第１電極層１１１と第１対極層１１２と第１固体電解質層１１３のうちの少なくとも１つは、第１硫黄系材料を含んでもよい。

ガスは、第１硫黄系材料に起因して発生する硫化水素ガスを含んでもよい。

第１ガス検出部５１０は、第１空隙４１０における硫化水素ガスを検出してもよい。

以上の構成によれば、固体電解質を用いた積層型の電池（全固体リチウム二次電池）を実現しながら、硫化水素ガスの検出感度を、より高めることができる。

第１固体電解質層１１３は、第１固体電解質を含む層である。第１固体電解質は、例えば、上述の固体電解質であってもよい。

第１硫黄系材料は、例えば、上述の硫化物系固体電解質であってもよい。

第１硫黄系材料は、例えば、水分と反応することで、硫化水素（Ｈ_２Ｓ）ガスを発生する材料である。

第１封止部分３１０としては、一般に公知の封止材料（熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、など）が用いられうる。第１封止部分３１０の材料としては、水分および封入ガスおよび第１発電要素１１０から発生しうるガスなどに対して、高い浸透防止能力を有する材料であってもよい。第１封止部分３１０により水分の浸入を防止することで、集電体の腐食劣化、および、固体電解質の変質、および、有毒ガスの発生、など、を防止できる。

第１封止部分３１０は、図１に示されるように、第１発電要素１１０の周囲（例えば、四方）を封止してもよい。

第１空隙４１０は、少なくとも第１封止部分３１０と第１発電要素１１０とに挟まれる空隙（空間）である。

すなわち、「第１空隙４１０は第１封止部分３１０と第１発電要素１１０とに挟まれる」との表現は、「第１空隙４１０は第１封止部分３１０と第１発電要素１１０と他の部材とに挟まれる（囲まれる）」ことも包含する。

例えば、第１空隙４１０は、図１に示されるように、第１封止部分３１０と第１発電要素１１０と第１集電体２１０と第２集電体２２０とに囲まれる空隙（空間）であってもよい。

もしくは、第１発電要素１１０を構成する部材（第１電極層１１１または第１固体電解質層１１３）が第１集電体２１０の表面を覆っている場合には、第１空隙４１０は、第１封止部分３１０と第１発電要素１１０と第２集電体２２０とに囲まれる空隙（空間）であってもよい。

もしくは、第１発電要素１１０を構成する部材（第１対極層１１２または第１固体電解質層１１３）が第２集電体２２０の表面を覆っている場合には、第１空隙４１０は、第１封止部分３１０と第１発電要素１１０と第１集電体２１０とに囲まれる空隙（空間）であってもよい。

もしくは、第１発電要素１１０を構成する部材が第１集電体２１０と第２集電体２２０との表面を覆っている場合には、第１空隙４１０は、第１封止部分３１０と第１発電要素１１０とのみに囲まれる空隙（空間）であってもよい。

もしくは、第１封止部分３１０が第１集電体２１０の表面を覆っている場合には、第１空隙４１０は、第１封止部分３１０と第１発電要素１１０と第２集電体２２０とに囲まれる空隙（空間）であってもよい。

もしくは、第１封止部分３１０が第２集電体２２０の表面を覆っている場合には、第１空隙４１０は、第１封止部分３１０と第１発電要素１１０と第１集電体２１０とに囲まれる空隙（空間）であってもよい。

もしくは、第１封止部分３１０が第１集電体２１０と第２集電体２２０との表面を覆っている場合には、第１空隙４１０は、第１封止部分３１０と第１発電要素１１０とのみに囲まれる空隙（空間）であってもよい。

第１空隙４１０は、図１に示されるように、第１発電要素１１０の周囲（例えば、四方）に形成されてもよい。

第１ガス検出部５１０は、第１発電要素１１０から発生しうるガスを検知する部材である。第１ガス検出部５１０としては、一般に公知のガス検知センサ（たとえば、定電位電解式、半導体式、熱伝導式、など）が、単独または２種類以上を組み合わせて、用いられうる。

第１ガス検出部５１０は、例えば、ガス（例えば、硫化水素）との化学反応により電気抵抗が変化する抵抗変化材料（例えば、銅などの金属材料）を含んでもよい。

第１ガス検出部５１０は、図１に示されるように、薄膜型のセンサであってもよい。これにより、第１ガス検出部５１０の封入構造を簡便にできる。また、第１ガス検出部５１０の占有体積を小さくすることができる。

なお、実施の形態１における電池１０００においては、図１に示されるように、第１ガス検出部５１０は、第１空隙４１０に配置されてもよい。

以上の構成によれば、ガスの検出感度を、より高めることができる。すなわち、第１発電要素１１０から発生して第１空隙４１０に留まっているガスを、第１空隙４１０において、検出することができる。このため、第１ガス検出部５１０は、第１空隙４１０におけるガスを、より高濃度、かつ、より早期に、検出できる。

なお、本開示においては、「第１ガス検出部５１０が第１空隙４１０に配置される」とは、図１に示されるように、「第１ガス検出部５１０の全体が第１空隙４１０に配置される」ことを包含する。

さらに、本開示においては、「第１ガス検出部５１０が第１空隙４１０に配置される」とは、図２と図３と図４とに示されるように、「第１ガス検出部５１０の一部が第１空隙４１０に配置される」ことも包含する。

図２は、実施の形態１における電池１００１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１００１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１００１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１００１においては、図２に示されるように、第１ガス検出部５１０の一部（例えば、端部）が、第１封止部分３１０により、埋没される。この結果、第１ガス検出部５１０の一部が、第１空隙４１０に配置される。

以上の構成によれば、第１封止部分３１０が第１ガス検出部５１０の一部に触れることを許容できる。このため、第１封止部分３１０を形成する際に、高い精度での第１封止部分３１０の位置決めを不要にできる。すなわち、第１封止部分３１０を作製するプロセスを簡便化できる。

図３は、実施の形態１における電池１００２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１００２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１００２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１００２においては、図３に示されるように、第１ガス検出部５１０の一部（例えば、１つの端部以外の部分）が、第１封止部分３１０により、埋没される。この結果、第１ガス検出部５１０の一部（例えば、端部）が、第１空隙４１０に配置される。

以上の構成によれば、第１封止部分３１０が第１ガス検出部５１０の大部分に触れることを許容できる。このため、第１封止部分３１０を形成する際に、高い精度での第１封止部分３１０の位置決めを不要にできる。すなわち、第１封止部分３１０を作製するプロセスを簡便化できる。

図４は、実施の形態１における電池１００３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１００３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１００３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１００３においては、図４に示されるように、第１ガス検出部５１０の一部（例えば、主面の一部）が、第１封止部分３１０により、埋没される。この結果、第１ガス検出部５１０の一部（例えば、端部）が、第１空隙４１０に配置される。

以上の構成によれば、第１封止部分３１０が第１ガス検出部５１０の大部分に触れることを許容できる。このため、第１封止部分３１０を形成する際に、高い精度での第１封止部分３１０の位置決めを不要にできる。すなわち、第１封止部分３１０を作製するプロセスを簡便化できる。

また、実施の形態１における電池１０００は、図１に示されるように、２本の第１接続線５１１を、さらに備えてもよい。

第１ガス検出部５１０のセンシング領域（例えば、抵抗変化材料からなる部分）は、２本の第１接続線５１１の一端と接続されてもよい。

実施の形態１における電池１０００においては、２本の第１接続線５１１のもう一端は、第１封止部分３１０を通過して、例えば、電池１０００の外部に引き出される。

電池１０００の外部に引き出された２本の第１接続線５１１は、ガスを検出するための検出装置に、接続されてもよい。すなわち、電池１０００と検出装置とを備える電池システム（検出システム）が構成されてもよい。

例えば、検出装置は、２本の第１接続線５１１との間に電流を印加して、２本の第１接続線５１１との間における電圧を、検出してもよい。この電圧の大きさおよび変化などから、ガス検出の有無の判定が行われうる。このとき、検出装置は、例えば、電流印加部（例えば、電流源）と、電圧計測部（例えば、電圧計）と、を備えていてもよい。電流印加部と電圧計測部との構成としては、一般に公知の構成が、用いられうる。

もしくは、検出装置は、２本の第１接続線５１１との間に電圧を印加して、２本の第１接続線５１１との間における電流を、検出してもよい。この電流の大きさおよび変化などから、ガス検出の有無の判定が行われうる。このとき、検出装置は、例えば、電圧印加部（例えば、電圧源）と、電流計測部（例えば、電流計）と、を備えていてもよい。電圧印加部と電流計測部の構成としては、一般に公知の構成が、用いられうる。

なお、検出装置は、制御部をさらに備えてもよい。制御部は、電流印加部と電圧計測部と電圧印加部と電流計測部とを制御してもよい。また、制御部により、ガス検出の有無の判定が行われてもよい。

制御部は、例えば、プロセッサとメモリとにより、構成されてもよい。当該プロセッサは、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）またはＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ−Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などであってもよい。このとき、当該プロセッサは、メモリに記憶されているプログラムを読み出して実行することで、本開示で示される制御方法を実行してもよい。

図５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５（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（５Ａ断面図）である。

図５（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。

実施の形態１における電池１１００においては、第１集電体２１０は、第１引出部分６１０を備える。

第１ガス検出部５１０は、第１接続線５１１を備える。

第１接続線５１１は、第１引出部分６１０から引き出される。

以上の構成によれば、第１ガス検出部５１０の第１接続線５１１を第１封止部分３１０から引き出す場合（上述の電池１０００）と比べて、第１接続線５１１の引き出し構造を設けるための加工を容易とすることができる。

第１引出部分６１０は、例えば、第１集電体２１０に形成された開口部分と、当該開口部分と第１接続線５１１との隙間を封止する封止部分と、を含んでもよい。このとき、当該封止部分に用いられる材料としては、上述の第１封止部分３１０と同じ材料が、用いられうる。

図６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６（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（６Ａ断面図）である。

図６（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集電体２１０は、第１連通孔７１０を備える。

第１連通孔７１０の一方の開口は、第１空隙４１０に通じる。

第１ガス検出部５１０は、第１連通孔７１０のもう一方の開口を覆って、配置される。

以上の構成によれば、第１ガス検出部５１０を、第１空隙４１０の外側（例えば、第１集電体２１０の第１電極層１１１と接している側とは逆側）に、配置することができる。このとき、第１連通孔７１０を通じることで、第１空隙４１０におけるガスを、第１空隙４１０の外側に配置された第１ガス検出部５１０に導入できる。これにより、第１空隙４１０の内側に第１ガス検出部５１０を配置できない場合であっても、第１空隙４１０の外側に配置された第１ガス検出部５１０により、第１空隙４１０におけるガスを検出できる。

また、以上の構成によれば、第１空隙４１０の内側に第１ガス検出部５１０を配置（封入）するプロセスを省略できる。また、後述される第１センサ室８１０のような追加構造をさらに形成するプロセスを省略できる。このため、電池の製造工程を、より簡略化・単純化できる。

なお、実施の形態１における電池１２００においては、図６に示されるように、第１連通孔７１０は、第１ガス検出部５１０のセンシング領域よりも、小さい開口部分であってもよい。

もしくは、第１連通孔７１０は、第１ガス検出部５１０のセンシング領域よりも、大きい開口部分であってもよい。この場合には、第１ガス検出部５１０のセンシング領域と第１連通孔７１０との隙間は、封止部材などで封止されてもよい。

なお、第１連通孔７１０の一方の開口を覆って第１ガス検出部５１０が配置される際に、第１ガス検出部５１０と第１集電体２１０との連結を補強する部材が、用いられてもよい。これにより、第１ガス検出部５１０が、第１集電体２１０から、分離する（例えば、剥がれる）ことを防止できる。

第１ガス検出部５１０と第１集電体２１０との連結を補強する部材は、例えば、接着剤であってもよい。すなわち、第１ガス検出部５１０と第１集電体２１０との接触部分に接着剤が付与されることで、第１ガス検出部５１０と第１集電体２１０とが接着されてもよい。

もしくは、第１ガス検出部５１０と第１集電体２１０との連結を補強する部材は、例えば、後述される第１センサ室８１０のような、構造物であってもよい。

図７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７（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（７Ａ断面図）である。

図７（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は、第１センサ室８１０をさらに備える。

第１ガス検出部５１０は、第１センサ室８１０に配置される。

第１集電体２１０は、第１連通孔７１０を備える。

第１連通孔７１０は、第１空隙４１０と第１センサ室８１０とを連通する。

以上の構成によれば、第１ガス検出部５１０を、第１空隙４１０の外側（例えば、第１集電体２１０の第１電極層１１１と接している側とは逆側）に、配置することができる。このとき、第１連通孔７１０を通じることで、第１空隙４１０におけるガスを、第１空隙４１０の外側に配置された第１ガス検出部５１０に導入できる。これにより、第１空隙４１０の内側に第１ガス検出部５１０を配置できない場合であっても、第１空隙４１０の外側に配置された第１ガス検出部５１０により、第１空隙４１０におけるガスを検出できる。

また、以上の構成によれば、第１空隙４１０の内側に第１ガス検出部５１０を配置（封入）するプロセスを省略できる。このため、電池の製造工程を、より簡略化・単純化できる。

また、以上の構成によれば、第１連通孔７１０の開口の大きさを、第１センサ室８１０にガスを導入できる程度の大きさに小型化できる。すなわち、第１ガス検出部５１０が第１連通孔７１０の開口を覆って配置される場合（上述の電池１２００）と比較して、第１連通孔７１０の開口を小さくできる。例えば、第１ガス検出部５１０の検出領域の大きさよりも、第１連通孔７１０の開口の大きさを、小さくできる。これにより、第１集電体２１０において、第１連通孔７１０を設けるためのスペースを小さくできる。したがって、電池を、より小型化できる。

なお、実施の形態１における電池１３００においては、図７に示されるように、第１センサ室８１０は、第１センサ室壁８１１により囲まれて形成される空間であってもよい。

第１センサ室壁８１１の材料としては、例えば、一般に公知の電池の外装体の材料が、用いられうる。

また、実施の形態１における電池１３００においては、図７に示されるように、第１センサ室８１０は、第１集電体２１０に接して（さらに、平行して）、設けられてもよい。このとき、第１センサ室８１０の主面の大きさは、第１集電体２１０の主面の大きさよりも、小さくてもよい。これにより、ガス検出の対象空間（すなわち、第１センサ室８１０）を、より狭小な空間とすることができる。

また、実施の形態１における電池１３００においては、図７に示されるように、第１センサ室８１０の大きさは、第１ガス検出部５１０のセンシング領域よりも、大きくてもよい。すなわち、第１ガス検出部５１０のセンシング領域は、第１センサ室壁８１１により、内包（例えば、密閉）されてもよい。このとき、第１ガス検出部５１０に接続される第１接続線５１１は、第１センサ室壁８１１を通過して、電池外部へ引き出されてもよい。

また、実施の形態１における電池１３００を内包する外装体が設けられる場合には、第１センサ室８１０は、当該外装体の内側に配置されてもよい。もしくは、第１センサ室８１０は、当該外装体の外側に配置されてもよい。

なお、実施の形態１においては、第１連通孔７１０は、図６または図７に示されるように、矩形形状の開口部分であってもよい。もしくは、第１連通孔７１０は、円形形状の開口部分であってもよい。もしくは、第１連通孔７１０は、スリット状の開口部分であってもよい。

また、実施の形態１においては、第１連通孔７１０は、図６または図７に示されるように、１つの開口部分として、形成されてもよい。もしくは、第１連通孔７１０は、複数の開口部分として、形成されてもよい。

（実施の形態２）
以下、実施の形態２が説明される。なお、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８は、実施の形態２における電池２０００の概略構成を示す図である。

図８（ａ）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（８Ａ断面図）である。

図８（ｂ）は、実施の形態２における電池２０００の概略構成を示すｘ−ｙ図（上面透視図）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における電池の構成に加えて、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２発電要素１２０と、第３集電体２３０と、第２封止部分３２０と、第２空隙４２０と、をさらに備える。

第２発電要素１２０は、第２電極層１２１と、第２対極層１２２と、を備える。

第２電極層１２１は、第２集電体２２０に接する。

第３集電体２３０は、第２対極層１２２に接する。

第２封止部分３２０は、第２集電体２２０と第３集電体２３０との間を封止する。

第２空隙４２０は、第２封止部分３２０と第２発電要素１２０とに挟まれる。

第２集電体２２０は、第２連通孔７２０を備える。

第２連通孔７２０は、第１空隙４１０と第２空隙４２０とを連通する。

以上の構成によれば、第２発電要素１２０から発生するガスを、第２空隙４２０と第２連通孔７２０とを通じて、第１空隙４１０にまで、導入することができる。これにより、第１空隙４１０において、第１ガス検出部５１０により、第２発電要素１２０から発生するガスを、検出することができる。このため、第２発電要素１２０から発生するガスを検出するためのガス検出用センサを、第１ガス検出部５１０とは別に、さらに備える必要がない。したがって、ガス検出用センサの数を低減することができる。また、ガス検出用センサの数を低減することで、多数のガス検出用センサを電池内部に配置（封入）するプロセスを省略できる。このため、電池の製造工程を、より簡略化・単純化できる。これにより、より簡便かつより安価に、ガスの検出構造を電池に設けることができる。また、多数のガス検出用センサを封止することによる信頼性の低下を防止できる。また、多数のガス検出用センサの接続線の配線構造および検出信号の処理が不要となる。このため、電池構造の複雑化を防止できる。すなわち、電池の構造および製造工程を、より簡略化・単純化できる。

また、以上の構成によれば、ガスの検出感度を、より高めることができる。具体的には、ガスが発生しうる第２発電要素１２０が存在する空間を、第２封止部分３２０により、より狭小な空間である第２空隙４２０に狭めることができる。これにより、より狭小な空間である第２空隙４２０と第１空隙４１０とを、ガスが検出される対象空間とすることができる。これにより、電池内部のより広い空間（例えば、外装体の内側の空間、など）を検出対象空間とする場合と比較して、第１発電要素１１０と第２発電要素１２０とから発生するガスが、広い空間に拡散して薄まることを抑制できる。すなわち、第１発電要素１１０と第２発電要素１２０とから発生するガスは、より狭小な空間である第２空隙４２０と第１空隙４１０とに行き渡って留まる。このため、第１ガス検出部５１０は、第１空隙４１０におけるガス（第１空隙４１０において発生したガス、および、第２空隙４２０において発生して第１空隙４１０に到達したガス）を、早期に高濃度のまま検出できる。したがって、ガスの検出感度を、より高めることができる。

また、以上の構成によれば、電池の安全性を、より高めることができる。具体的には、ガスが発生しうる第１発電要素１１０と第２発電要素１２０の周りを、第１封止部分３１０と第２封止部分３２０とにより、包囲する（例えば、密閉する）ことができる。例えば、電池がさらに外装体などを備える場合には、第１封止部分３１０と第２封止部分３２０とともに、多重の安全構造を構成することができる。このため、第１発電要素１１０と第２発電要素１２０とから発生するガスが、電池内部の空間（例えば、外装体の内側の空間、など）または電池外部に、直ちに拡散することを抑制できる。このため、ガスが検出された際に、密閉外装体の破損または腐食などが発生した場合であっても、電池外部への有害なガス（例えば、硫化水素ガス、など）の流出リスクを、大幅に低減させることができる。したがって、電池の安全性を、より高めることができる。

第２電極層１２１は、第２電極材料を含む層である。

第２対極層１２２は、第２電極層１２１の対極となる層である。第２対極層１２２は、第２対極材料を含む層である。

第２発電要素１２０においては、第２電極層１２１と第２対極層１２２とは、一方は正極層であり、もう一方は負極層である。

例えば、第１電極層１１１が正極層である場合には、第２電極層１２１は正極層である。このとき、第２電極材料は、正極材料である。第２対極層１２２は負極層である。第２対極材料は、負極材料である。第３集電体２３０は、負極集電体である。

もしくは、第１電極層１１１が負極層である場合には、第２電極層１２１は負極層である。このとき、第２電極材料は、負極材料である。第２対極層１２２は正極層である。第２対極材料は、正極材料である。第３集電体２３０は、正極集電体である。

なお、実施の形態２における電池２０００においては、図８に示されるように、第２発電要素１２０は、第２固体電解質層１２３を備えてもよい。

第２固体電解質層１２３は、第２電極層１２１と第２対極層１２２との間に設けられる。

第２電極層１２１と第２対極層１２２と第２固体電解質層１２３のうちの少なくとも１つは、第２硫黄系材料（例えば、上述の硫化物系固体電解質、など）を含んでもよい。

ガスは、第２硫黄系材料に起因して発生する硫化水素ガスを含んでもよい。

なお、実施の形態２においては、第２発電要素１２０の各材料・形状・大きさなどは、上述の第１発電要素１１０の各材料・形状・大きさと同じであってもよいし、上述の第１発電要素１１０の各材料・形状・大きさのうちの一部または全部と異なってもよい。

実施の形態２においては、第２集電体２２０は、その表裏面に正極層と負極層とが形成されるバイポーラ集電体である。

第２封止部分３２０の材料としては、上述の第１封止部分３１０の材料として説明された材料が、用いられうる。

第２封止部分３２０は、図８に示されるように、第２発電要素１２０の周囲（例えば、四方）を封止してもよい。

第２空隙４２０は、少なくとも第２封止部分３２０と第２発電要素１２０とに挟まれる空隙（空間）である。

すなわち、上述の第１空隙４１０の場合と同様に、「第２空隙４２０は第２封止部分３２０と第２発電要素１２０とに挟まれる」との表現は、「第２空隙４２０は第２封止部分３２０と第２発電要素１２０と他の部材とに挟まれる（囲まれる）」ことも包含する。

第２空隙４２０は、図８に示されるように、第２発電要素１２０の周囲（例えば、四方）に形成されてもよい。

図９は、実施の形態２における電池２１００の概略構成を示す断面図である。

実施の形態２における電池２１００は、上述の電池２０００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２１００は、第３発電要素１３０と、第４集電体２４０と、第３封止部分３３０と、第３空隙４３０と、をさらに備える。

第３発電要素１３０は、第３電極層１３１と、第３対極層１３２と、を備える。

第３電極層１３１は、第３集電体２３０に接する。

第４集電体２４０は、第３対極層１３２に接する。

第３封止部分３３０は、第３集電体２３０と第４集電体２４０との間を封止する。

第３空隙４３０は、第３封止部分３３０と第３発電要素１３０とに挟まれる。

第３集電体２３０は、第３連通孔７３０を備える。

第３連通孔７３０は、第２空隙４２０と第３空隙４３０とを連通する。

以上の構成によれば、第３発電要素１３０から発生するガスを、第３空隙４３０と第３連通孔７３０と第２空隙４２０と第２連通孔７２０とを通じて、第１空隙４１０にまで、導入することができる。これにより、第１空隙４１０において、第１ガス検出部５１０により、第３発電要素１３０から発生するガスを、検出することができる。このため、第３発電要素１３０から発生するガスを検出するためのガス検出用センサを、第１ガス検出部５１０とは別に、さらに備える必要がない。したがって、ガス検出用センサの数を低減することができる。また、ガス検出用センサの数を低減することで、多数のガス検出用センサを電池内部に配置（封入）するプロセスを省略できる。このため、電池の製造工程を、より簡略化・単純化できる。これにより、より簡便かつより安価に、ガスの検出構造を電池に設けることができる。また、多数のガス検出用センサを封止することによる信頼性の低下を防止できる。また、多数のガス検出用センサの接続線の配線構造および検出信号の処理が不要となる。このため、電池構造の複雑化を防止できる。すなわち、電池の構造および製造工程を、より簡略化・単純化できる。

また、以上の構成によれば、ガスの検出感度を、より高めることができる。具体的には、ガスが発生しうる第３発電要素１３０が存在する空間を、第３封止部分３３０により、より狭小な空間である第３空隙４３０に狭めることができる。これにより、より狭小な空間である第３空隙４３０と第２空隙４２０と第１空隙４１０とを、ガスが検出される対象空間とすることができる。これにより、電池内部のより広い空間（例えば、外装体の内側の空間、など）を検出対象空間とする場合と比較して、第１発電要素１１０と第２発電要素１２０と第３発電要素１３０とから発生するガスが、広い空間に拡散して薄まることを抑制できる。すなわち、第１発電要素１１０と第２発電要素１２０と第３発電要素１３０とから発生するガスは、より狭小な空間である第３空隙４３０と第２空隙４２０と第１空隙４１０とに行き渡って留まる。このため、第１ガス検出部５１０は、第１空隙４１０におけるガス（第１空隙４１０において発生したガス、および、第２空隙４２０において発生して第１空隙４１０に到達したガス、および、第３空隙４３０において発生して第１空隙４１０に到達したガス）を、早期に高濃度のまま検出できる。したがって、ガスの検出感度を、より高めることができる。

また、以上の構成によれば、電池の安全性を、より高めることができる。具体的には、ガスが発生しうる第１発電要素１１０と第２発電要素１２０と第３発電要素１３０の周りを、第１封止部分３１０と第２封止部分３２０と第３封止部分３３０とにより、包囲する（例えば、密閉する）ことができる。例えば、電池がさらに外装体などを備える場合には、第１封止部分３１０と第２封止部分３２０と第３封止部分３３０とともに、多重の安全構造を構成することができる。このため、第１発電要素１１０と第２発電要素１２０と第３発電要素１３０から発生するガスが、電池内部の空間（例えば、外装体の内側の空間、など）または電池外部に、直ちに拡散することを抑制できる。このため、ガスが検出された際に、密閉外装体の破損または腐食などが発生した場合であっても、電池外部への有害なガス（例えば、硫化水素ガス、など）の流出リスクを、大幅に低減させることができる。したがって、電池の安全性を、より高めることができる。

第３電極層１３１は、第３電極材料を含む層である。

第３対極層１３２は、第３電極層１３１の対極となる層である。第３対極層１３２は、第３対極材料を含む層である。

第３発電要素１３０においては、第３電極層１３１と第３対極層１３２とは、一方は正極層であり、もう一方は負極層である。

例えば、第１電極層１１１が正極層である場合には、第２電極層１２１と第３電極層１３１とは正極層である。このとき、第３電極材料は、正極材料である。第３対極層１３２は負極層である。第３対極材料は、負極材料である。第４集電体２４０は、負極集電体である。

もしくは、第１電極層１１１が負極層である場合には、第２電極層１２１と第３電極層１３１とは負極層である。このとき、第３電極材料は、負極材料である。第３対極層１３２は正極層である。第３対極材料は、正極材料である。第４集電体２４０は、正極集電体である。

なお、実施の形態２における電池２１００においては、図９に示されるように、第３発電要素１３０は、第３固体電解質層１３３を備えてもよい。

第３固体電解質層１３３は、第３電極層１３１と第３対極層１３２との間に設けられる。

第３電極層１３１と第３対極層１３２と第３固体電解質層１３３のうちの少なくとも１つは、第３硫黄系材料（例えば、上述の硫化物系固体電解質、など）を含んでもよい。

ガスは、第３硫黄系材料に起因して発生する硫化水素ガスを含んでもよい。

なお、実施の形態２においては、第３発電要素１３０の各材料・形状・大きさなどは、上述の第１発電要素１１０または第２発電要素１２０の各材料・形状・大きさと同じであってもよいし、上述の第１発電要素１１０または第２発電要素１２０の各材料・形状・大きさのうちの一部または全部と異なってもよい。

実施の形態２においては、第３集電体２３０は、その表裏面に正極層と負極層とが形成されるバイポーラ集電体である。

第３封止部分３３０の材料としては、上述の第１封止部分３１０の材料として説明された材料が、用いられうる。

第３封止部分３３０は、第３発電要素１３０の周囲（例えば、四方）を封止してもよい。

第３空隙４３０は、少なくとも第３封止部分３３０と第３発電要素１３０とに挟まれる空隙（空間）である。

すなわち、上述の第１空隙４１０の場合と同様に、「第３空隙４３０は第３封止部分３３０と第３発電要素１３０とに挟まれる」との表現は、「第３空隙４３０は第３封止部分３３０と第３発電要素１３０と他の部材とに挟まれる（囲まれる）」ことも包含する。

第３空隙４３０は、第３発電要素１３０の周囲（例えば、四方）に形成されてもよい。

図１０は、実施の形態２における電池２２００の概略構成を示す断面図である。

実施の形態２においては、図１０に示されるように、第２集電体２２０は、集電体２２１と集電体２２２とを含んでもよい。

集電体２２１と集電体２２２とは、一方は正極集電体であり、もう一方は負極集電体である。

例えば、第１対極層１１２が正極層である場合には、集電体２２１は正極集電体である。このとき、集電体２２２は、負極集電体である。

もしくは、第１対極層１１２が負極層である場合には、集電体２２１は負極集電体である。このとき、集電体２２２は、正極集電体である。

集電体２２１と集電体２２２との間の一部または全面には、接着剤が付与されてもよい。これにより、集電体２２１と集電体２２２とが接合されることで、第２集電体２２０が構成されてもよい。

集電体２２１と集電体２２２とは、図１０に示されるように、それぞれ、開口部分を備える。これらの開口部分の位置が重ね合わされることにより、第２連通孔７２０が形成されてもよい。

また、実施の形態２においては、図１０に示されるように、第３集電体２３０は、集電体２３１と集電体２３２とを含んでもよい。

集電体２３１と集電体２３２とは、一方は正極集電体であり、もう一方は負極集電体である。

例えば、第２対極層１２２が正極層である場合には、集電体２３１は正極集電体である。このとき、集電体２３２は、負極集電体である。

もしくは、第２対極層１２２が負極層である場合には、集電体２３１は負極集電体である。このとき、集電体２３２は、正極集電体である。

集電体２３１と集電体２３２との間の一部または全面には、接着剤が付与されてもよい。これにより、集電体２３１と集電体２３２とが接合されることで、第３集電体２３０が構成されてもよい。

集電体２３１と集電体２３２とは、図１０に示されるように、それぞれ、開口部分を備える。これらの開口部分の位置が重ね合わされることにより、第３連通孔７３０が形成されてもよい。

図１１は、実施の形態２における電池２３００の概略構成を示す断面図である。

実施の形態２においては、図１１に示されるように、第１封止部分３１０と第２封止部分３２０と第３封止部分３３０とは、一体構造の封止部分でもよい。例えば、第１封止部分３１０と第２封止部分３２０と第３封止部分３３０とは、一括して封止されることで形成される封止部分でもよい。これによれば、第１封止部分３１０と第２封止部分３２０と第３封止部分３３０とを個々に封止する場合と比べて、封止プロセスを容易にすることができる。

図１２は、実施の形態２における電池２４００の概略構成を示す断面図である。

実施の形態２においては、図１２に示されるように、４つ以上の発電要素が積層されて、電池が構成されてもよい。

図１２に示される電池２４００においては、第４集電体２４０の上に、さらに４つ目以降の発電要素が積層される。４つ目以降の発電要素のそれぞれの周囲は、封止部分により封止される。これにより、４つ目以降の発電要素のそれぞれと封止部分に挟まれる４つ目以降の空隙が形成される。

また、図１２に示される電池２４００においては、第４集電体２４０には、第４連通孔７４０が形成される。さらに、より上段に位置する集電体のそれぞれにも、連通孔が形成される。これにより、第３空隙４３０と４つ目以降の空隙が連通される。

以上のように、実施の形態２における電池は、複数の発電要素（単電池）が直列に接続されたバイポーラ電池として、構成されてもよい。

その表裏面に正極層と負極層とが形成されたバイポーラ集電体を、固体電解質層を介して、繰り返し積み重ねることで、バイポーラ電池（バイポーラ全固体電池）は作製されうる。このとき、複数の発電要素が加圧圧迫されてもよい。これにより、各発電要素の直列配置と接続状態を、より安定化できる。

複数の発電要素（単電池）が直列に接続されたバイポーラ電池であれば、例えば、高電圧を得ることができる。

実施の形態２における電池における発電要素の積層数は、例えば、２〜２００個であってもよい。発電要素の積層数を調整することで、電池の用途（電子機器、電気器具装置、電気車輌、定置蓄電池、など）に応じた出力の調整を実現できる。

なお、実施の形態２においては、第２連通孔７２０と第３連通孔７３０と第４連通孔７４０とは、矩形形状の開口部分であってもよい。もしくは、第２連通孔７２０と第３連通孔７３０と第４連通孔７４０とは、円形形状の開口部分であってもよい。もしくは、第２連通孔７２０と第３連通孔７３０と第４連通孔７４０とは、スリット状の開口部分であってもよい。

また、実施の形態２においては、第２連通孔７２０と第３連通孔７３０と第４連通孔７４０とは、１つの開口部分として、形成されてもよい。もしくは、第２連通孔７２０と第３連通孔７３０と第４連通孔７４０とは、複数の開口部分として、形成されてもよい。

また、実施の形態２においては、第１連通孔７１０と第２連通孔７２０と第３連通孔７３０と第４連通孔７４０とは、それぞれ、互いに同じ形状および大きさであってもよいし、互いに異なる形状または大きさであってもよい。

なお、集電体に設けられる連通孔の大きさ（開口部分の面積）は、１００μｍ^２〜１ｃｍ^２であってもよい。

もしくは、集電体に設けられる連通孔の大きさ（開口部分の面積）は、０．０１ｍｍ^２〜２５ｍｍ^２であってもよい。これにより、加工コストの増加、集電特性の劣化、耐久性の低下、など、を防止できる。

また、実施の形態２においては、第１ガス検出部５１０の配置・構成としては、上述の実施の形態１において図１から図７に示された配置・構成が、用いられてもよい。

また、実施の形態２においては、複数の空隙が連通されることで、ガスの検出対象となる空間が、より大きくなる。しかし、このガスの検出対象となる空間の拡大は、実用的な全固体電池においては、十分に小さい変化である。このため、第１ガス検出部５１０の検出感度の顕著な低下は生じない。

また、実施の形態２においては、第１ガス検出部５１０は、電池の下部に配置されてもよい。このとき、各空隙において発生するガスは、各集電体に設けられた連通孔により、電池の下部に配置された第１ガス検出部５１０に導入される。

以上の構成によれば、電池内部に外気（例えば、大気）が侵入した場合に発生するガス（例えば、大気よりも重い硫化水素ガス、など）が電池の下部に充満する場合でも、電池の下部に配置された第１ガス検出部５１０により、電池の下部に充満したガスを検出できる。このため、第１ガス検出部５１０は、各空隙におけるガスを、早期に高濃度のまま検出できる。したがって、ガスの検出感度を、より高めることができる。

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

図１３は、実施の形態３における電池３０００の概略構成を示す断面図である。

実施の形態３における電池３０００は、上述の実施の形態１における電池の構成に加えて、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２発電要素１２０と、第３集電体２３０と、第２封止部分３２０と、第２空隙４２０と、第２ガス検出部５２０と、をさらに備える。

第２発電要素１２０は、第２電極層１２１と、第２対極層１２２と、を備える。

第２電極層１２１は、第２集電体２２０に接する。

第３集電体２３０は、第２対極層１２２に接する。

第２封止部分３２０は、第２集電体２２０と第３集電体２３０との間を封止する。

第２空隙４２０は、第２封止部分３２０と第２発電要素１２０とに挟まれる。

第２ガス検出部５２０は、第２空隙４２０におけるガスを検出する。

以上の構成によれば、第１ガス検出部５１０と第２ガス検出部５２０とにより、第１空隙４１０と第２空隙４２０とから発生したガスを、より精度良く、検出できる。

また、以上の構成によれば、ガス（例えば、硫化水素ガス、など）の検出感度を、より高めることができる。具体的には、ガスが発生しうる第２発電要素１２０が存在する空間を、第２封止部分３２０により、より狭小な空間である第２空隙４２０に狭めることができる。これにより、より狭小な空間である第２空隙４２０を、ガスが検出される対象空間とすることができる。これにより、電池内部のより広い空間（例えば、外装体の内側の空間、など）を検出対象空間とする場合と比較して、第２発電要素１２０から発生するガスが、広い空間に拡散して薄まることを抑制できる。すなわち、第２発電要素１２０から発生するガスは、より狭小な空間である第２空隙４２０に留まる。このため、第２ガス検出部５２０は、第２空隙４２０におけるガスを、早期に高濃度のまま検出できる。したがって、ガスの検出感度を、より高めることができる。

また、以上の構成によれば、電池の安全性を、より高めることができる。具体的には、ガスが発生しうる第１発電要素１１０と第２発電要素１２０の周りを、第１封止部分３１０と第２封止部分３２０とにより、包囲する（例えば、密閉する）ことができる。例えば、電池がさらに外装体などを備える場合には、第１封止部分３１０と第２封止部分３２０とともに、多重の安全構造を構成することができる。このため、第１発電要素１１０と第２発電要素１２０とから発生するガスが、電池内部の空間（例えば、外装体の内側の空間、など）または電池外部に、直ちに拡散することを抑制できる。このため、ガスが検出された際に、密閉外装体の破損または腐食などが発生した場合であっても、電池外部への有害なガス（例えば、硫化水素ガス、など）の流出リスクを、大幅に低減させることができる。したがって、電池の安全性を、より高めることができる。

第２ガス検出部５２０の構成・形状・材料としては、上述の第１ガス検出部５１０の構成・形状・材料として示されたものが、用いられうる。

なお、第２ガス検出部５２０の構成・形状・材料は、上述の第１ガス検出部５１０の構成・形状・材料と、同じであってもよいし、異なってもよい。

なお、実施の形態３における電池３０００においては、図１３に示されるように、第２ガス検出部５２０は、第２空隙４２０に配置されてもよい。

以上の構成によれば、ガスの検出感度を、より高めることができる。すなわち、第２発電要素１２０から発生して第２空隙４２０に留まっているガスを、第２空隙４２０において、検出することができる。このため、第２ガス検出部５２０は、第２空隙４２０におけるガスを、より高濃度、かつ、より早期に、検出できる。

また、実施の形態３における電池３０００は、図１３に示されるように、２本の第２接続線５２１を、さらに備えてもよい。

第２ガス検出部５２０のセンシング領域（例えば、抵抗変化材料からなる部分）は、２本の第２接続線５２１の一端と接続されてもよい。

実施の形態３における電池３０００においては、２本の第２接続線５２１のもう一端は、第２封止部分３２０を通過して、例えば、電池３０００の外部に引き出される。

電池３０００の外部に引き出された２本の第２接続線５２１は、ガスを検出するための検出装置に、接続されてもよい。当該検出装置は、上述の第１接続線５１１（言い換えれば、第１ガス検出部５１０）が接続される検出装置と同じ装置であってもよいし、異なる装置であってもよい。

図１４は、実施の形態３における電池３１００の概略構成を示す断面図である。

実施の形態３における電池３１００においては、第３集電体２３０は、第２引出部分６２０を備える。

第２ガス検出部５２０は、第２接続線５２１を備える。

第２接続線５２１は、第２引出部分６２０から引き出される。

以上の構成によれば、第２ガス検出部５２０の第２接続線５２１を第２封止部分３２０から引き出す場合（上述の電池３０００）と比べて、第２接続線５２１の引き出し構造を設けるための加工を容易とすることができる。

第２引出部分６２０は、例えば、第３集電体２３０に形成された開口部分と、当該開口部分と第２接続線５２１との隙間を封止する封止部分と、を含んでもよい。このとき、当該封止部分に用いられる材料としては、上述の第１封止部分３１０と同じ材料が、用いられうる。

図１５は、実施の形態３における電池３２００の概略構成を示す断面図である。

実施の形態３における電池３２００においては、第３集電体２３０は、第３連通孔７３０を備える。

第３連通孔７３０の一方の開口は、第２空隙４２０に通じる。

第２ガス検出部５２０は、第３連通孔７３０のもう一方の開口を覆って、配置される。

以上の構成によれば、第２ガス検出部５２０を、第２空隙４２０の外側（例えば、第３集電体２３０の第２対極層１２２と接している側とは逆側）に、配置することができる。このとき、第３連通孔７３０を通じることで、第２空隙４２０におけるガスを、第２空隙４２０の外側に配置された第２ガス検出部５２０に導入できる。これにより、第２空隙４２０の内側に第２ガス検出部５２０を配置できない場合であっても、第２空隙４２０の外側に配置された第２ガス検出部５２０により、第２空隙４２０におけるガスを検出できる。

また、以上の構成によれば、第２空隙４２０の内側に第２ガス検出部５２０を配置（封入）するプロセスを省略できる。また、後述される第２センサ室８２０のような追加構造をさらに形成するプロセスを省略できる。このため、電池の製造工程を、より簡略化・単純化できる。

なお、実施の形態３における電池３２００においては、図１５に示されるように、第３連通孔７３０は、第２ガス検出部５２０のセンシング領域よりも、小さい開口部分であってもよい。

もしくは、第３連通孔７３０は、第２ガス検出部５２０のセンシング領域よりも、大きい開口部分であってもよい。この場合には、第２ガス検出部５２０のセンシング領域と第３連通孔７３０との隙間は、封止部材などで封止されてもよい。

なお、第３連通孔７３０の一方の開口を覆って第２ガス検出部５２０が配置される際に、第２ガス検出部５２０と第３集電体２３０との連結を補強する部材が、用いられてもよい。これにより、第２ガス検出部５２０が、第３集電体２３０から、分離する（例えば、剥がれる）ことを防止できる。

第２ガス検出部５２０と第３集電体２３０との連結を補強する部材は、例えば、接着剤であってもよい。すなわち、第２ガス検出部５２０と第３集電体２３０との接触部分に接着剤が付与されることで、第２ガス検出部５２０と第３集電体２３０とが接着されてもよい。

もしくは、第２ガス検出部５２０と第３集電体２３０との連結を補強する部材は、例えば、後述される第２センサ室８２０のような、構造物であってもよい。

図１６は、実施の形態３における電池３３００の概略構成を示す断面図である。

実施の形態３における電池３３００は、第２センサ室８２０をさらに備える。

第２ガス検出部５２０は、第２センサ室８２０に配置される。

第３集電体２３０は、第３連通孔７３０を備える。

第３連通孔７３０は、第２空隙４２０と第２センサ室８２０とを連通する。

以上の構成によれば、第２ガス検出部５２０を、第２空隙４２０の外側（例えば、第３集電体２３０の第２対極層１２２と接している側とは逆側）に、配置することができる。このとき、第３連通孔７３０を通じることで、第２空隙４２０におけるガスを、第２空隙４２０の外側に配置された第２ガス検出部５２０に導入できる。これにより、第２空隙４２０の内側に第２ガス検出部５２０を配置できない場合であっても、第２空隙４２０の外側に配置された第２ガス検出部５２０により、第２空隙４２０におけるガスを検出できる。

また、以上の構成によれば、第２空隙４２０の内側に第２ガス検出部５２０を配置（封入）するプロセスを省略できる。このため、電池の製造工程を、より簡略化・単純化できる。

また、以上の構成によれば、第３連通孔７３０の開口の大きさを、第２センサ室８２０にガスを導入できる程度の大きさに小型化できる。すなわち、第２ガス検出部５２０が第３連通孔７３０の開口を覆って配置される場合（上述の電池３２００）と比較して、第３連通孔７３０の開口を小さくできる。例えば、第２ガス検出部５２０の検出領域の大きさよりも、第３連通孔７３０の開口の大きさを、小さくできる。これにより、第３集電体２３０において、第３連通孔７３０を設けるためのスペースを小さくできる。したがって、電池を、より小型化できる。

なお、実施の形態３における電池３３００においては、図１６に示されるように、第２センサ室８２０は、第２センサ室壁８２１により囲まれて形成される空間であってもよい。

第２センサ室壁８２１の材料としては、例えば、一般に公知の電池の外装体の材料が、用いられうる。

また、実施の形態３における電池３３００においては、図１６に示されるように、第２センサ室８２０は、第３集電体２３０に接して（さらに、平行して）、設けられてもよい。このとき、第２センサ室８２０の主面の大きさは、第３集電体２３０の主面の大きさよりも、小さくてもよい。これにより、ガス検出の対象空間（すなわち、第２センサ室８２０）を、より狭小な空間とすることができる。

また、実施の形態３における電池３３００においては、図１６に示されるように、第２センサ室８２０の大きさは、第２ガス検出部５２０のセンシング領域よりも、大きくてもよい。すなわち、第２ガス検出部５２０のセンシング領域は、第２センサ室壁８２１により、内包（例えば、密閉）されてもよい。このとき、第２ガス検出部５２０に接続される第２接続線５２１は、第２センサ室壁８２１を通過して、電池外部へ引き出されてもよい。

また、実施の形態３における電池３３００を内包する外装体が設けられる場合には、第２センサ室８２０は、当該外装体の内側に配置されてもよい。もしくは、第２センサ室８２０は、当該外装体の外側に配置されてもよい。

なお、実施の形態３においては、第３連通孔７３０は、矩形形状の開口部分であってもよい。もしくは、第３連通孔７３０は、円形形状の開口部分であってもよい。もしくは、第３連通孔７３０は、スリット状の開口部分であってもよい。

また、実施の形態３においては、第３連通孔７３０は、１つの開口部分として、形成されてもよい。もしくは、第３連通孔７３０は、複数の開口部分として、形成されてもよい。

また、実施の形態３においては、第２発電要素１２０は、第２固体電解質層１２３を備えてもよい。

第２固体電解質層１２３は、第２電極層１２１と第２対極層１２２との間に設けられてもよい。

第２電極層１２１と第２対極層１２２と第２固体電解質層１２３のうちの少なくとも１つは、第２硫黄系材料を含んでもよい。

ガスは、第２硫黄系材料に起因して発生する硫化水素ガスを含んでもよい。

第２ガス検出部５２０は、第２空隙４２０における硫化水素ガスを検出してもよい。

以上の構成によれば、固体電解質を用いた積層型の電池（バイポーラ全固体電池）を実現しながら、硫化水素ガスの検出感度を、より高めることができる。

（実施の形態４）
以下、実施の形態４が説明される。なお、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１７は、実施の形態４における電池４０００の概略構成を示す断面図である。

実施の形態４における電池４０００は、上述の実施の形態３における電池の構成に加えて、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３発電要素１３０と、第４集電体２４０と、第３封止部分３３０と、第３空隙４３０と、第３ガス検出部５３０と、をさらに備える。

第３発電要素１３０は、第３電極層１３１と、第３対極層１３２と、を備える。

第３電極層１３１は、第３集電体２３０に接する。

第３集電体２３０は、第２集電体２２０と電気的に接続される。第３集電体２３０は、例えば、図１７に示されるように、第２発電要素１２０を介して、第２集電体２２０と電気的に接続されてもよい。

第４集電体２４０は、第３対極層１３２に接する。

第３封止部分３３０は、第３集電体２３０と第４集電体２４０との間を封止する。

第３空隙４３０は、第３封止部分３３０と第３発電要素１３０とに挟まれる。

第３ガス検出部５３０は、第３空隙４３０におけるガスを検出する。

以上の構成によれば、第１ガス検出部５１０と第３ガス検出部５３０とにより、第１空隙４１０と第３空隙４３０とから発生したガスを、より精度良く、検出できる。

また、以上の構成によれば、ガス（例えば、硫化水素ガス、など）の検出感度を、より高めることができる。具体的には、ガスが発生しうる第３発電要素１３０が存在する空間を、第３封止部分３３０により、より狭小な空間である第３空隙４３０に狭めることができる。これにより、より狭小な空間である第３空隙４３０を、ガスが検出される対象空間とすることができる。これにより、電池内部のより広い空間（例えば、外装体の内側の空間、など）を検出対象空間とする場合と比較して、第３発電要素１３０から発生するガスが、広い空間に拡散して薄まることを抑制できる。すなわち、第３発電要素１３０から発生するガスは、より狭小な空間である第３空隙４３０に留まる。このため、第３ガス検出部５３０は、第３空隙４３０におけるガスを、早期に高濃度のまま検出できる。したがって、ガスの検出感度を、より高めることができる。

また、以上の構成によれば、電池の安全性を、より高めることができる。具体的には、ガスが発生しうる第１発電要素１１０と第３発電要素１３０の周りを、第１封止部分３１０と第３封止部分３３０とにより、包囲する（例えば、密閉する）ことができる。例えば、電池がさらに外装体などを備える場合には、第１封止部分３１０と第３封止部分３３０とともに、多重の安全構造を構成することができる。このため、第１発電要素１１０と第３発電要素１３０とから発生するガスが、電池内部の空間（例えば、外装体の内側の空間、など）または電池外部に、直ちに拡散することを抑制できる。このため、ガスが検出された際に、密閉外装体の破損または腐食などが発生した場合であっても、電池外部への有害なガス（例えば、硫化水素ガス、など）の流出リスクを、大幅に低減させることができる。したがって、電池の安全性を、より高めることができる。

第３ガス検出部５３０の構成・形状・材料としては、上述の第１ガス検出部５１０の構成・形状・材料として示されたものが、用いられうる。

なお、第３ガス検出部５３０の構成・形状・材料は、上述の第１ガス検出部５１０または第２ガス検出部５２０の構成・形状・材料と、同じであってもよいし、異なってもよい。

なお、実施の形態４における電池４０００においては、図１７に示されるように、第３ガス検出部５３０は、第３空隙４３０に配置されてもよい。

以上の構成によれば、ガスの検出感度を、より高めることができる。すなわち、第３発電要素１３０から発生して第３空隙４３０に留まっているガスを、第３空隙４３０において、検出することができる。このため、第３ガス検出部５３０は、第３空隙４３０におけるガスを、より高濃度、かつ、より早期に、検出できる。

また、実施の形態４における電池４０００は、図１７に示されるように、２本の第３接続線５３１を、さらに備えてもよい。

第３ガス検出部５３０のセンシング領域（例えば、抵抗変化材料からなる部分）は、２本の第３接続線５３１の一端と接続されてもよい。

実施の形態４における電池４０００においては、２本の第３接続線５３１のもう一端は、第３封止部分３３０を通過して、例えば、電池４０００の外部に引き出される。

電池４０００の外部に引き出された２本の第３接続線５３１は、ガスを検出するための検出装置に、接続されてもよい。当該検出装置は、上述の第１接続線５１１（言い換えれば、第１ガス検出部５１０）が接続される検出装置と同じ装置であってもよいし、異なる装置であってもよい。

図１８は、実施の形態４における電池４１００の概略構成を示す断面図である。

実施の形態４における電池４１００においては、第４集電体２４０は、第３引出部分６３０を備える。

第３ガス検出部５３０は、第３接続線５３１を備える。

第３接続線５３１は、第３引出部分６３０から引き出される。

以上の構成によれば、第３ガス検出部５３０の第３接続線５３１を第３封止部分３３０から引き出す場合（上述の電池４０００）と比べて、第３接続線５３１の引き出し構造を設けるための加工を容易とすることができる。

第３引出部分６３０は、例えば、第４集電体２４０に形成された開口部分と、当該開口部分と第３接続線５３１との隙間を封止する封止部分と、を含んでもよい。このとき、当該封止部分に用いられる材料としては、上述の第１封止部分３１０と同じ材料が、用いられうる。

図１９は、実施の形態４における電池４２００の概略構成を示す断面図である。

実施の形態４における電池４２００においては、第４集電体２４０は、第４連通孔７４０を備える。

第４連通孔７４０の一方の開口は、第３空隙４３０に通じる。

第３ガス検出部５３０は、第４連通孔７４０のもう一方の開口を覆って、配置される。

以上の構成によれば、第３ガス検出部５３０を、第３空隙４３０の外側（例えば、第４集電体２４０の第３対極層１３２と接している側とは逆側）に、配置することができる。このとき、第４連通孔７４０を通じることで、第３空隙４３０におけるガスを、第３空隙４３０の外側に配置された第３ガス検出部５３０に導入できる。これにより、第３空隙４３０の内側に第３ガス検出部５３０を配置できない場合であっても、第３空隙４３０の外側に配置された第３ガス検出部５３０により、第３空隙４３０におけるガスを検出できる。

また、以上の構成によれば、第３空隙４３０の内側に第３ガス検出部５３０を配置（封入）するプロセスを省略できる。また、後述される第３センサ室８３０のような追加構造をさらに形成するプロセスを省略できる。このため、電池の製造工程を、より簡略化・単純化できる。

なお、実施の形態４における電池４２００においては、図１９に示されるように、第４連通孔７４０は、第３ガス検出部５３０のセンシング領域よりも、小さい開口部分であってもよい。

もしくは、第４連通孔７４０は、第３ガス検出部５３０のセンシング領域よりも、大きい開口部分であってもよい。この場合には、第３ガス検出部５３０のセンシング領域と第４連通孔７４０との隙間は、封止部材などで封止されてもよい。

なお、第４連通孔７４０の一方の開口を覆って第３ガス検出部５３０が配置される際に、第３ガス検出部５３０と第４集電体２４０との連結を補強する部材が、用いられてもよい。これにより、第３ガス検出部５３０が、第４集電体２４０から、分離する（例えば、剥がれる）ことを防止できる。

第３ガス検出部５３０と第４集電体２４０との連結を補強する部材は、例えば、接着剤であってもよい。すなわち、第３ガス検出部５３０と第４集電体２４０との接触部分に接着剤が付与されることで、第３ガス検出部５３０と第４集電体２４０とが接着されてもよい。

もしくは、第３ガス検出部５３０と第４集電体２４０との連結を補強する部材は、例えば、後述される第３センサ室８３０のような、構造物であってもよい。

図２０は、実施の形態４における電池４３００の概略構成を示す断面図である。

実施の形態４における電池４３００は、第３センサ室８３０をさらに備える。

第３ガス検出部５３０は、第３センサ室８３０に配置される。

第４集電体２４０は、第４連通孔７４０を備える。

第４連通孔７４０は、第３空隙４３０と第３センサ室８３０とを連通する。

以上の構成によれば、第３ガス検出部５３０を、第３空隙４３０の外側（例えば、第４集電体２４０の第３対極層１３２と接している側とは逆側）に、配置することができる。このとき、第４連通孔７４０を通じることで、第３空隙４３０におけるガスを、第３空隙４３０の外側に配置された第３ガス検出部５３０に導入できる。これにより、第３空隙４３０の内側に第３ガス検出部５３０を配置できない場合であっても、第３空隙４３０の外側に配置された第３ガス検出部５３０により、第３空隙４３０におけるガスを検出できる。

また、以上の構成によれば、第３空隙４３０の内側に第３ガス検出部５３０を配置（封入）するプロセスを省略できる。このため、電池の製造工程を、より簡略化・単純化できる。

また、以上の構成によれば、第４連通孔７４０の開口の大きさを、第３センサ室８３０にガスを導入できる程度の大きさに小型化できる。すなわち、第３ガス検出部５３０が第４連通孔７４０の開口を覆って配置される場合と比較して、第４連通孔７４０の開口を小さくできる。例えば、第３ガス検出部５３０の検出領域の大きさよりも、第４連通孔７４０の開口の大きさを、小さくできる。これにより、第４集電体２４０において、第４連通孔７４０を設けるためのスペースを小さくできる。したがって、電池を、より小型化できる。

なお、実施の形態４における電池４３００においては、図２０に示されるように、第３センサ室８３０は、第３センサ室壁８３１により囲まれて形成される空間であってもよい。

第３センサ室壁８３１の材料としては、例えば、一般に公知の電池の外装体の材料が、用いられうる。

また、実施の形態４における電池４３００においては、図２０に示されるように、第３センサ室８３０は、第４集電体２４０に接して（さらに、平行して）、設けられてもよい。このとき、第３センサ室８３０の主面の大きさは、第４集電体２４０の主面の大きさよりも、小さくてもよい。これにより、ガス検出の対象空間（すなわち、第３センサ室８３０）を、より狭小な空間とすることができる。

また、実施の形態４における電池４３００においては、図２０に示されるように、第３センサ室８３０の大きさは、第３ガス検出部５３０のセンシング領域よりも、大きくてもよい。すなわち、第３ガス検出部５３０のセンシング領域は、第３センサ室壁８３１により、内包（例えば、密閉）されてもよい。このとき、第３ガス検出部５３０に接続される第３接続線５３１は、第３センサ室壁８３１を通過して、電池外部へ引き出されてもよい。

また、実施の形態４における電池４３００を内包する外装体が設けられる場合には、第３センサ室８３０は、当該外装体の内側に配置されてもよい。もしくは、第３センサ室８３０は、当該外装体の外側に配置されてもよい。

なお、実施の形態４においては、第４連通孔７４０は、矩形形状の開口部分であってもよい。もしくは、第４連通孔７４０は、円形形状の開口部分であってもよい。もしくは、第４連通孔７４０は、スリット状の開口部分であってもよい。

また、実施の形態４においては、第４連通孔７４０は、１つの開口部分として、形成されてもよい。もしくは、第４連通孔７４０は、複数の開口部分として、形成されてもよい。

なお、実施の形態４における電池４３００においては、図２０に示されるように、第２空隙４２０において発生するガスは、第２集電体２２０に設けられた第２連通孔７２０により、電池４３００の下部に配置された第１ガス検出部５１０に導入される。

以上の構成によれば、電池４３００内部に外気（例えば、大気）が侵入した場合に発生するガス（例えば、大気よりも重い硫化水素ガス、など）が電池４３００の下部に充満する場合でも、電池４３００の下部に配置された第１ガス検出部５１０により、電池４３００の下部に充満したガスを検出できる。このため、第１ガス検出部５１０は、第２空隙４２０におけるガスを、早期に高濃度のまま検出できる。したがって、ガスの検出感度を、より高めることができる。

図２１は、実施の形態４における電池４４００の概略構成を示す断面図である。

実施の形態４における電池４４００においては、第１空隙４１０と第３空隙４３０とは、互いに、連通している。

以上の構成によれば、第１空隙４１０と第２空隙４２０と第３空隙４３０とにおいて発生したガスを、第１ガス検出部５１０と第３ガス検出部５３０との両方において、検出することができる。例えば、電池４４００内部に外気（例えば、大気）が侵入した場合に発生するガス（例えば、大気よりも重い硫化水素ガス、など）が電池４４００の下部に充満する場合でも、電池４４００の下部に配置された第１ガス検出部５１０により、電池４４００の下部に充満したガスを検出できる。また、例えば、電池４４００内部に外気（例えば、大気）が侵入した場合に発生するガス（例えば、大気よりも軽いガス、など）が電池４４００の上部に充満する場合でも、電池４４００の上部に配置された第３ガス検出部５３０により、電池４４００の上部に充満したガスを検出できる。したがって、ガスの検出感度を、より高めることができる。

なお、図２１に示されるように、第１空隙４１０と第３空隙４３０とは、例えば、第２連通孔７２０と第２空隙４２０と第３連通孔７３０とを介して、連通してもよい。

図２２は、実施の形態４における電池４５００の概略構成を示す断面図である。

実施の形態４においては、図２２に示されるように、４つ以上の発電要素が積層されて、電池が構成されてもよい。

図２２に示される電池４５００においては、第２発電要素１２０と第３集電体２３０との間に、複数の発電要素と集電体とが積層される。

図２２に示される電池４５００においては、第３集電体２３０は、第２発電要素１２０と第３集電体２３０との間に設けられる発電要素と集電体および第２発電要素１２０を介して、第２集電体２２０と電気的に接続される。

また、図２２に示される電池４５００においては、複数の発電要素のそれぞれの周囲は、封止部分により封止される。これにより、複数の発電要素のそれぞれと封止部分に挟まれる空隙が形成される。

また、図２２に示される電池４５００においては、各空隙のそれぞれに対応する、複数の検出用センサが設けられる。

なお、第２発電要素１２０と第３集電体２３０との間に設けられる集電体のそれぞれは、連通孔を備えてもよい。これにより、複数の発電要素のそれぞれと封止部分に挟まれる空隙が、互いに、連通してもよい。

また、実施の形態４においては、第３発電要素１３０は、第３固体電解質層１３３を備えてもよい。

第３固体電解質層１３３は、第３電極層１３１と第３対極層１３２との間に設けられてもよい。

第３電極層１３１と第３対極層１３２と第３固体電解質層１３３のうちの少なくとも１つは、第３硫黄系材料を含んでもよい。

ガスは、第３硫黄系材料に起因して発生する硫化水素ガスを含んでもよい。

第３ガス検出部５３０は、第３空隙４３０における硫化水素ガスを検出してもよい。

以上の構成によれば、固体電解質を用いた積層型の電池（バイポーラ全固体電池）を実現しながら、硫化水素ガスの検出感度を、より高めることができる。

（実施の形態５）
以下、実施の形態５が説明される。なお、上述の実施の形態１から４のいずれかと重複する説明は、適宜、省略される。

図２３は、実施の形態５における電池５０００の概略構成を示す断面図である。

実施の形態５における電池５０００は、上述の実施の形態１から４における電池の構成に加えて、下記の構成をさらに備える。

すなわち、実施の形態５における電池５０００は、外装体９００と、外側ガス検出部５９０と、をさらに備える。

外装体９００は、第１発電要素１１０を内包（例えば、密閉）する。

外側ガス検出部５９０は、ガスを検出する。

外側ガス検出部５９０は、第１封止部分３１０と第１集電体２１０と第２集電体２２０とで囲まれる空間の外側であり、かつ、外装体９００の内側である位置に、配置される。

以上の構成によれば、外装体９００が破損した場合などにおいて、外装体９００の外部から流入するガスの成分を、外側ガス検出部５９０により、検出することができる。また、外側ガス検出部５９０により、発電要素から発生するガスを、検出することができる。

なお、実施の形態５においては、図２３に示されるように、外装体９００は、第１発電要素１１０と第２発電要素１２０と第３発電要素１３０とを内包（例えば、密閉）してもよい。すなわち、外装体９００は、上述の実施の形態１から４における電池を内包（例えば、密閉）してもよい。

また、実施の形態５においては、図２３に示されるように、外側ガス検出部５９０は、第１集電体２１０と第４集電体２４０と各封止部分とに囲まれる空間の外側であり、かつ、外装体９００の内側である位置に、配置されてもよい。すなわち、外側ガス検出部５９０は、上述の実施の形態１から４における電池の外側であり、かつ、外装体９００の内側である位置に、配置されてもよい。

外装体９００としては、一般に公知の外装材料（アルミニウム箔、アルミニウム合金箔、樹脂フィルム、アルミニウムと樹脂との複合フィルム、など）が用いられうる。外装体９００の材料としては、水分および封入ガスおよび発電要素から発生しうるガスなどに対して、高い浸透防止能力を有する材料であってもよい。外装体９００により水分の浸入を防止することで、集電体の腐食劣化、および、固体電解質の変質、および、有毒ガスの発生、など、を防止できる。

外側ガス検出部５９０の構成・形状・材料としては、上述の第１ガス検出部５１０の構成・形状・材料として示されたものが、用いられうる。

なお、外側ガス検出部５９０の構成・形状・材料は、上述の第１ガス検出部５１０の構成・形状・材料と、同じであってもよいし、異なってもよい。

また、実施の形態５における電池５０００は、接続線５９１を、さらに備えてもよい。

外側ガス検出部５９０のセンシング領域（例えば、抵抗変化材料からなる部分）は、接続線５９１の一端と接続されてもよい。

実施の形態５における電池５０００においては、接続線５９１のもう一端は、外装体９００を通過して、例えば、電池５０００の外部に引き出される。このとき、接続線５９１と外装体９００との隙間は、例えば、封止部分９４１により、封止されてもよい。

電池５０００の外部に引き出された接続線５９１は、ガスを検出するための検出装置に、接続されてもよい。当該検出装置は、上述の第１接続線５１１（言い換えれば、第１ガス検出部５１０）が接続される検出装置と同じ装置であってもよいし、異なる装置であってもよい。

なお、上述の実施の形態１から４における電池は、実施の形態５と同様に、外装体９００を備えてもよい。

このとき、実施の形態１から５における電池は、第１リード線９１０と、第２リード線９２０と、をさらに備えてもよい。

第１リード線９１０の一端は、第１集電体２１０に接続される。また、第１リード線９１０のもう一端は、外装体９００の外側に引き出される。このとき、第１リード線９１０と外装体９００との隙間は、例えば、封止部分９１１により、封止されてもよい。

第２リード線９２０の一端は、第１集電体２１０と対極となる集電体（例えば、図２３であれば、第４集電体２４０）に接続される。また、第２リード線９２０のもう一端は、外装体９００の外側に引き出される。このとき、第２リード線９２０と外装体９００との隙間は、例えば、封止部分９２１により、封止されてもよい。

第１リード線９１０と第２リード線９２０とは、実施の形態１から５における電池から電力を供給される負荷、または、実施の形態１から５における電池を充電する充電装置、など、に接続されうる。

また、実施の形態１から５における電池においては、第１ガス検出部５１０のセンシング領域に接続される第１接続線５１１は、外装体９００の外側に引き出されてもよい。このとき、第１接続線５１１と外装体９００との隙間は、例えば、封止部分９３１により、封止されてもよい。また、複数のガス検出部を備える場合には、複数のガス検出部に接続される接続線は、同様に、外装体９００の外側に引き出されてもよい。

なお、上述の実施の形態１から５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。

１１０ 第１発電要素
１１１ 第１電極層
１１２ 第１対極層
１１３ 第１固体電解質層
１２０ 第２発電要素
１２１ 第２電極層
１２２ 第２対極層
１２３ 第２固体電解質層
１３０ 第３発電要素
１３１ 第３電極層
１３２ 第３対極層
１３３ 第３固体電解質層
２１０ 第１集電体
２２０ 第２集電体
２３０ 第３集電体
２４０ 第４集電体
３１０ 第１封止部分
３２０ 第２封止部分
３３０ 第３封止部分
４１０ 第１空隙
４２０ 第２空隙
４３０ 第３空隙
５１０ 第１ガス検出部
５１１ 第１接続線
５２０ 第２ガス検出部
５２１ 第２接続線
５３０ 第３ガス検出部
５３１ 第３接続線
５９０ 外側ガス検出部
６１０ 第１引出部分
６２０ 第２引出部分
６３０ 第３引出部分
７１０ 第１連通孔
７２０ 第２連通孔
７３０ 第３連通孔
８１０ 第１センサ室
８１１ 第１センサ室壁
８２０ 第２センサ室
８２１ 第２センサ室壁
８３０ 第３センサ室
８３１ 第３センサ室壁
９００ 外装体
１０００、１００１、１００２、１００３、１１００、１２００、１３００、２０００、２１００、２２００、２３００、２４００、３０００、３１００、３２００、３３００、４０００、４１００、４２００、４３００、４４００、４５００、５０００ 電池

Claims (18)

1. 第１電極層と第１対極層とを備える第１発電要素と、
   前記第１電極層に接する第１集電体と、
   前記第１対極層に接する第２集電体と、
   前記第１集電体と前記第２集電体との間を封止する第１封止部分と、
   前記第１封止部分と前記第１発電要素とに挟まれる第１空隙と、
   ガスを検出する第１ガス検出部と、
   第３電極層と第３対極層とを備える第３発電要素と、
   前記第２集電体と電気的に接続され、前記第３電極層に接する第３集電体と、
   前記第３対極層に接する第４集電体と、
   前記第３集電体と前記第４集電体との間を封止する第３封止部分と、
   前記第３封止部分と前記第３発電要素とに挟まれる第３空隙と、
   ガスを検出する第３ガス検出部と、
   を備え、
   前記第１ガス検出部は、前記第１空隙における前記ガスを検出し、
   前記第３ガス検出部は、前記第３空隙における前記ガスを検出する、
   電池。
2. 第１電極層と第１対極層とを備える第１発電要素と、
   前記第１電極層に接する第１集電体と、
   前記第１対極層に接する第２集電体と、
   前記第１集電体と前記第２集電体との間を封止する第１封止部分と、
   前記第１封止部分と前記第１発電要素とに挟まれる第１空隙と、
   ガスを検出する第１ガス検出部と、
   前記第２集電体に接する第２電極層と、第２対極層と、を備える第２発電要素と、
   前記第２対極層に接する第３集電体と、
   前記第２集電体と前記第３集電体との間を封止する第２封止部分と、
   前記第２封止部分と前記第２発電要素とに挟まれる第２空隙と、
   ガスを検出する第２ガス検出部と、
   を備え、
   前記第１ガス検出部は、前記第１空隙における前記ガスを検出し、
   前記第２ガス検出部は、前記第２空隙における前記ガスを検出する、
   電池。
3. 前記第１ガス検出部は、前記第１空隙に配置される、
   請求項１または２に記載の電池。
4. 前記第１集電体は、第１引出部分を備え、
   前記第１ガス検出部は、第１接続線を備え、
   前記第１接続線は、前記第１引出部分から引き出される、
   請求項３に記載の電池。
5. 前記第１集電体は、第１連通孔を備え、
   前記第１連通孔の一方の開口は、前記第１空隙に通じ、
   前記第１ガス検出部は、前記第１連通孔のもう一方の開口を覆って、配置される、
   請求項１または２に記載の電池。
6. 第１センサ室をさらに備え、
   前記第１ガス検出部は、前記第１センサ室に配置され、
   前記第１集電体は、前記第１空隙と前記第１センサ室とを連通する第１連通孔を備える、
   請求項１または２に記載の電池。
7. 前記第１発電要素は、第１固体電解質層を備え、
   前記第１固体電解質層は、前記第１電極層と前記第１対極層との間に設けられ、
   前記第１電極層と前記第１対極層と前記第１固体電解質層のうちの少なくとも１つは、第１硫黄系材料を含み、
   前記ガスは、前記第１硫黄系材料に起因して発生する硫化水素ガスを含み、
   前記第１ガス検出部は、前記第１空隙における前記硫化水素ガスを検出する、
   請求項１から６のいずれか一項に記載の電池。
8. 前記第２ガス検出部は、前記第２空隙に配置される、
   請求項２に記載の電池。
9. 前記第３集電体は、第２引出部分を備え、
   前記第２ガス検出部は、第２接続線を備え、
   前記第２接続線は、前記第２引出部分から引き出される、
   請求項８に記載の電池。
10. 前記第３集電体は、第３連通孔を備え、
    前記第３連通孔の一方の開口は、前記第２空隙に通じ、
    前記第２ガス検出部は、前記第３連通孔のもう一方の開口を覆って、配置される、
    請求項２に記載の電池。
11. 第２センサ室をさらに備え、
    前記第２ガス検出部は、前記第２センサ室に配置され、
    前記第３集電体は、前記第２空隙と前記第２センサ室とを連通する第３連通孔を備える、
    請求項２に記載の電池。
12. 前記第２発電要素は、第２固体電解質層を備え、
    前記第２固体電解質層は、前記第２電極層と前記第２対極層との間に設けられ、
    前記第２電極層と前記第２対極層と前記第２固体電解質層のうちの少なくとも１つは、第２硫黄系材料を含み、
    前記ガスは、前記第２硫黄系材料に起因して発生する硫化水素ガスを含み、
    前記第２ガス検出部は、前記第２空隙における前記硫化水素ガスを検出する、
    請求項２および８から１１のいずれか一項に記載の電池。
13. 前記第３ガス検出部は、前記第３空隙に配置される、
    請求項１に記載の電池。
14. 前記第４集電体は、第３引出部分を備え、
    前記第３ガス検出部は、第３接続線を備え、
    前記第３接続線は、前記第３引出部分から引き出される、
    請求項１３に記載の電池。
15. 前記第４集電体は、第４連通孔を備え、
    前記第４連通孔の一方の開口は、前記第３空隙に通じ、
    前記第３ガス検出部は、前記第４連通孔のもう一方の開口を覆って、配置される、
    請求項１に記載の電池。
16. 第３センサ室をさらに備え、
    前記第３ガス検出部は、前記第３センサ室に配置され、
    前記第４集電体は、前記第３空隙と前記第３センサ室とを連通する第４連通孔を備える、
    請求項１に記載の電池。
17. 前記第３発電要素は、第３固体電解質層を備え、
    前記第３固体電解質層は、前記第３電極層と前記第３対極層との間に設けられ、
    前記第３電極層と前記第３対極層と前記第３固体電解質層のうちの少なくとも１つは、第３硫黄系材料を含み、
    前記ガスは、前記第３硫黄系材料に起因して発生する硫化水素ガスを含み、
    前記第３ガス検出部は、前記第３空隙における前記硫化水素ガスを検出する、
    請求項１および１３から１６のいずれか一項に記載の電池。
18. 前記第１発電要素を内包する外装体と、
    ガスを検出する外側ガス検出部と、
    をさらに備え、
    前記外側ガス検出部は、前記第１封止部分と前記第１集電体と前記第２集電体とで囲まれる空間の外側であり、かつ、前記外装体の内側である位置に、配置される、
    請求項１から１７のいずれか一項に記載の電池。

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