JP7262018B2 - 電池および積層電池 - Google Patents

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Description

本開示は、電池および積層電池に関する。
特許文献１には、正極層および負極層の各々の面方向における中心部近傍の厚みが、面方向における外周部近傍の厚みより大きい構造が開示されている。特許文献２には、液状の疎水性相転移物質の流出を封止するための封止部材を有する構造が開示されている。特許文献３には、正極板、固体電解質層および負極層の露出部分を封止する、封着材で構成される封止部が開示されている。
特開２０１７－７３３７４号公報 特許第５５５３０７２号公報 特開２０１６－３３８８０号公報
従来技術においては、電池極板の電気的接触の向上が望まれる。
そこで、本開示は、極板の電気的接触に優れた電池および積層電池を提供する。
本開示の一態様における電池は、電極層、前記電極層に対向する対極層、及び前記電極層と前記対極層との間に配置される固体電解質層を含む単電池と、前記電極層に接する電極集電体と、前記対極層に接する対極集電体と、前記電極集電体と前記対極集電体との間に配置される封止部材と、を備える。前記単電池は、前記電極集電体と前記対極集電体との間に配置される。前記電池を厚み方向に見た場合において、前記電極集電体は、前記電極層と重ならない第１領域を含み、前記第１領域は、前記電極集電体の外周の少なくとも一部を含み、前記対極集電体は、前記対極層と重ならない第２領域を含み、前記第２領域は、前記対極集電体の外周の少なくとも一部を含み、前記封止部材は、前記第１領域及び前記第２領域と重なっている。前記封止部材の少なくとも一部である第１封止部分と、前記電極集電体の一部であって、前記電池を厚み方向に見た場合において前記第１封止部分に重なる部分と、前記対極集電体の一部であって、前記電池を厚み方向に見た場合において前記第１封止部分に重なる部分と、を含む部分を第１積層部分とし、前記単電池と、前記電極集電体の一部であって、前記電池を厚み方向に見た場合において前記単電池に重なる部分と、前記対極集電体の一部であって、前記電池を厚み方向に見た場合において前記単電池に重なる部分と、を含む部分を第２積層部分とすると、前記第１積層部分の厚みは、前記第２積層部分の厚みより大きい。
また、本開示の一態様における積層電池は、第１電池と、前記第１電池と積層される第２電池と、を備え、前記第１電池及び前記第２電池の各々は上記電池である。
本開示によれば、極板の電気的接触に優れた電池および積層電池を提供することができる。
図１は、実施の形態１における電池の概略構成を示す図である。 図２は、実施の形態１の変形例１における電池の概略構成を示す図である。 図３は、実施の形態１の変形例２における電池の概略構成を示す図である。 図４は、実施の形態１の変形例３における電池の概略構成を示す図である。 図５は、実施の形態１の変形例４における電池の概略構成を示す図である。 図６は、実施の形態１の変形例５における電池の概略構成を示す図である。 図７は、実施の形態１の変形例６における電池の概略構成を示す図である。 図８は、実施の形態１の変形例６における電池の概略構成の別の例を示す上面透視図である。 図９は、実施の形態１の変形例６における電池の概略構成の別の例を示す上面透視図である。 図１０は、実施の形態１の変形例６における電池の概略構成の別の例を示す上面透視図である。 図１１は、実施の形態１の変形例６における電池の概略構成の別の例を示す上面透視図である。 図１２は、実施の形態１の変形例７における電池の概略構成を示す図である。 図１３は、実施の形態１の変形例８における電池の概略構成を示す図である。 図１４は、実施の形態１における電池の製造方法の一例を示す図である。 図１５は、実施の形態２における積層電池の概略構成を示す図である。 図１６は、実施の形態２における積層電池の使用例を模式的に示す図である。 図１７は、実施の形態２の変形例１における積層電池の概略構成を示す図である。 図１８は、実施の形態２の変形例２における積層電池の概略構成を示す図である。
（本開示の概要）
本開示の一態様における電池は、電極層、前記電極層に対向する対極層、及び前記電極層と前記対極層との間に配置される固体電解質層を含む単電池と、前記電極層に接する電極集電体と、前記対極層に接する対極集電体と、前記電極集電体と前記対極集電体との間に配置される封止部材と、を備える。前記単電池は、前記電極集電体と前記対極集電体との間に配置される。前記電池を厚み方向に見た場合において、前記電極集電体は、前記電極層と重ならない第１領域を含み、前記第１領域は、前記電極集電体の外周の少なくとも一部を含み、前記対極集電体は、前記対極層と重ならない第２領域を含み、前記第２領域は、前記対極集電体の外周の少なくとも一部を含み、前記封止部材は、前記第１領域及び前記第２領域と重なっている。前記封止部材の少なくとも一部である第１封止部分と、前記電極集電体の一部であって、前記電池を厚み方向に見た場合において前記第１封止部分に重なる部分と、前記対極集電体の一部であって、前記電池を厚み方向に見た場合において前記第１封止部分に重なる部分と、を含む部分を第１積層部分とし、前記単電池と、前記電極集電体の一部であって、前記電池を厚み方向に見た場合において前記単電池に重なる部分と、前記対極集電体の一部であって、前記電池を厚み方向に見た場合において前記単電池に重なる部分と、を含む部分を第２積層部分とすると、前記第１積層部分の厚みは、前記第２積層部分の厚みより大きい。
これにより、電池極板の電気的接触が向上できる。具体的には、電極集電体と対極集電体との間に封止部材が配置されるので、単電池である発電要素の周囲において、電極集電体と対極集電体との間隔を一定の距離以上（例えば、封止部材の厚み以上）に維持することができる。したがって、発電要素の周囲において、電極集電体と対極集電体とが互いに近接することを抑制することができる。さらに、第１積層部分における厚みＴ１を、第２積層部分における厚みＴ２よりも大きくすることにより、発電要素に直接外力が及ぶ可能性を低減することができる。これらにより、例えば、電池極板の電気的接触を向上させるために通電電極を押し当てた場合に、第２積層部分よりも第１積層部分に押し当て圧（すなわち、外力）が印加されやすくなる。つまり、発電要素が含まれる第２積層部分には外力が印加されにくいので、発電要素の破損リスクを小さくしながら、良好な電気的接触を得ることができる。
また、例えば、前記封止部材は、前記単電池を囲んでいてもよい。
これにより、封止部材によって、単電池である発電要素の周囲において、電極集電体と対極集電体との間隔を一定の距離以上（例えば、封止部材の厚み以上）に維持することができる。したがって、発電要素の周囲において、電極集電体と対極集電体とが互いに近接することを抑制することができる。
さらに、発電要素の周囲において、電極集電体および対極集電体の一方に変形が生じた場合であっても、封止部材によって、その変形部分が電極集電体および対極集電体の他方に接触することを抑制することができる。これらにより、電極層と対極層とが短絡するリスクをより低減することができる。
また、以上の構成によれば、発電要素の側面を封止部材によって覆うことができる。これにより、例えば、発電要素を構成する材料などの一部が崩落した場合であっても、封止部材によって、当該崩落した構成部材が電池内部の別の部材に接触することを抑制することができる。したがって、電池の構成部材の崩落による電池内部の短絡を抑制することができる。これらにより、電池の信頼性をより向上させることができる。
また、例えば、前記電池を厚み方向に見た場合において、前記第１積層部分は、互いに離間し、前記単電池の外側に位置する、複数の島状部分を含んでいてもよい。
これにより、電気回路において電池と他の部品との接続を確実にするために電池に対して外力を加えた際に、外力は、主に第１積層部分で受け止められる。したがって、単電池である発電要素への応力を軽減して、発電要素の層間剥離および破損などを抑制することができる。
また、例えば、前記電池を厚み方向に見た場合において、前記第１積層部分は、前記単電池の外側に、前記単電池の外周に沿って配置された長尺形状を有していてもよい。
これにより、第１積層部分が単電池である発電要素の一辺に沿って延びていることで、外力を受け止める面積が大きくなるので、発電要素への応力をより軽減して、発電要素の層間での剥離および破損などをより効果的に抑制することができる。
また、例えば、前記単電池の形状は、前記電池を厚み方向に見た場合において、矩形であり、前記第１積層部分は、前記矩形の２つの対辺のそれぞれに沿って位置する、２つの部分を含んでいてもよい。
これにより、第１積層部分が単電池である発電要素の対辺に沿って設けられているので、発電要素への応力をより軽減して、発電要素の層間での剥離および破損などを抑制することができる。
また、例えば、前記第１積層部分は、前記電池を厚み方向に見た場合において、前記単電池の全周に沿って連続的に配置されてもよい。
これにより、第１積層部分が単電池である発電要素の全周に沿って連続的に設けられているので、発電要素への応力を十分に軽減することができ、発電要素の層間での剥離および破損などをより効果的に抑制することができる。
また、例えば、前記第１積層部分は、前記第２積層部分よりも前記電池の厚み方向において両側に突出していてもよい。
これにより、第１積層部分が電池の両側に突出しているので、単電池である発電要素への応力を更に軽減することができ、発電要素の層間での剥離および破損などをより一層効果的に抑制することができる。
また、例えば、前記封止部材は、前記単電池に接してもよい。
これにより、電池の発電要素の側面を封止部材によって保護することができる。例えば、電極層に含まれる電極材料、対極層に含まれる対極材料、および、固体電解質層に含まれる固体電解質材料などの一部が崩落することを、封止部材によって抑制することができる。
また、例えば、前記封止部材は、第１材料を含む第１封止部材と、前記第１材料と異なる第２材料を含む第２封止部材とを含み、前記第１封止部材は、前記第２封止部材よりも前記電極集電体の近くに位置し、前記第２封止部材は、前記第１封止部材よりも前記対極集電体の近くに位置していてもよい。
これにより、反応性または機械特性などの観点から、正極側の封止部材の材料として最も適した材料及び負極側の封止部材の材料として最も適した材料を、それぞれ選ぶことができる。これにより、電池の信頼性をさらに向上することができる。
また、例えば、前記封止部材は、第１材料を含み、前記第１材料は、絶縁性であり、かつ、イオン伝導性を有さない材料であってもよい。
これにより、第１材料が絶縁性であることで、電極集電体と対極集電体との間の導通を抑制することができる。また、第１材料がイオン伝導性を有さないことで、例えば、封止部材と他の電池の封止部材との接触による電池特性の低下を抑制することができる。
また、例えば、前記第１材料は、樹脂を含んでもよい。
これにより、封止部材が樹脂（例えば封止剤）を含むことにより、電池に外力が加わった場合、または、湿潤雰囲気もしくはガス成分に電池が晒された場合において、封止部材の可とう性、柔軟性またはガスバリア性によって、発電要素に悪影響が及ぶのを一層抑制することができる。これにより、電池の信頼性をさらに高めることができる。
また、例えば、前記第１材料は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、及びシルセスキオキサンからなる群から選択される少なくとも１種であってもよい。
これにより、例えば、硬化が容易な部材を用いて封止部材を形成することができる。すなわち、封止部材に含まれる第１材料は、初期状態では流動性を有し、その後、例えば、紫外線照射、熱処理などにより流動性を喪失させて硬化させることができる材料となる。また、必要に応じて、熱処理もしくは紫外線照射による仮硬化、または、熱処理による本硬化を行うことにより、封止部材の厚みを維持することが容易となる。
また、例えば、前記封止部材は、粒子状の金属酸化物材料を含んでもよい。
これにより、例えば、電池形状の維持力、絶縁性、熱伝導性、防湿性などの封止部材の特性を、より向上させることができる。
また、例えば、前記封止部材は、前記第１封止部分とは異なる第２封止部分をさらに含み、前記第２封止部分と、前記電極集電体の一部であって、前記電池を厚み方向に見た場合において前記第２封止部分に重なる部分と、前記対極集電体の一部であって、前記電池を厚み方向に見た場合において前記第２封止部分に重なる部分と、を含む部分を第３積層部分とすると、前記第３積層部分の厚みは、前記第２積層部分の厚みと等しくてもよい。
これにより、外力が印加されやすい第１積層部分以外の部分においても発電要素の側面を封止部材によって覆うことができる。したがって、封止部材の可とう性、柔軟性またはガスバリア性によって、発電要素に悪影響が及ぶのを一層抑制することができる。
また、本開示の一態様における積層電池は、第１電池と、前記第１電池と積層される第２電池と、を備え、前記第１電池及び前記第２電池の各々は、本開示の一態様における上記電池である。
これにより、積層される複数の電池の数および接続を調整することで、所望の電池特性を得ることができる。例えば、多数の電池を直列に接続することで、高電圧を得ることができる。
また、例えば、前記第１電池と前記第２電池との間に、空間を有してもよい。
これにより、第１電池と第２電池との間の空間が放熱空間として機能する。例えば、複数の空間の向きが揃っている場合、冷却ファンなどを用いたときの風の通りが良くなるので、効率良く冷却することができる。また、電池の充放電に伴う体積膨張を空間によって吸収することができる。空間は、電気配線または光通信などの経路として用いることもできる。
また、例えば、前記第１電池の前記第１積層部分は、前記第２電池の前記第１積層部分ではない部分に接してもよい。
これにより、各電池の第１積層部分が井桁状に積み重なっているので、積層電池の機械的強度が更に向上する。つまり、外力に対する積層電池内の発電要素の機械的強度を一層高めることができる。
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。
なお、以下で説明される実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化する。
また、本明細書において、平行などの要素間の関係性を示す用語、および、矩形などの要素の形状を示す用語、並びに、数値範囲は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数％程度の差異をも含むことを意味する表現である。
また、本明細書において、「上方」および「下方」という用語は、絶対的な空間認識における上方向（鉛直上方）および下方向（鉛直下方）を指すものではなく、積層構成における積層順を基に相対的な位置関係により規定される用語として用いる。また、「上方」および「下方」という用語は、２つの構成要素が互いに間隔を空けて配置されて２つの構成要素の間に別の構成要素が存在する場合のみならず、２つの構成要素が互いに密着して配置されて２つの構成要素が接する場合にも適用される。
また、本明細書および図面において、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸は、三次元直交座標系の三軸を示している。各実施の形態では、ｚ軸方向を電池の厚み方向としている。また、本明細書において、「厚み方向」とは、電極層が形成された電極集電体の面、または、対極層が形成された対極集電体の面に垂直な方向のことである。また、本明細書において、「平面視」とは、電池の厚み方向に沿って電池を見た場合を意味する。
（実施の形態１）
［構成］
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。具体的には、図１の（ａ）は、電池１０００の概略構成を示す断面図であり、図１の（ｂ）の一点鎖線で示される位置の断面を表している。図１の（ｂ）は、電池１０００の概略構成を示す上面透視図である。
なお、図１の（ｂ）では、電池１０００を上方から見た場合における電池１０００の各構成要素の平面視形状を実線または破線で表している。また、電池１０００の第１積層部分４１０および第２積層部分４２０の平面視形状を分かりやすくするため、第１積層部分４１０および第２積層部分４２０の各々に網掛けを付している。
図１に示されるように、実施の形態１における電池１０００は、発電要素１００と、電極集電体２１０と、対極集電体２２０と、封止部材３１０と、を備える。また、電池１０００は、第１積層部分４１０と、第２積層部分４２０とを有する。
発電要素１００は、例えば、充電および放電の機能を有する発電部である。発電要素１００は、例えば二次電池である。例えば、発電要素１００は、単電池（セル）であってもよい。発電要素１００は、電極集電体２１０と対極集電体２２０との間に配置されている。
発電要素１００は、図１の（ａ）に示されるように、電極層１１０と、対極層１２０とを含む。発電要素１００は、さらに電解質層１３０を含む。電極層１１０と、電解質層１３０と、対極層１２０とは、電池１０００の厚み方向（ｚ軸方向）に沿ってこの順で積層されている。
実施の形態１における発電要素１００では、電極層１１０が電池の負極であり、対極層１２０が電池の正極である。このとき、電極集電体２１０は負極集電体である。対極集電体２２０は正極集電体である。
電極層１１０は、例えば活物質などの電極材料を含む層である。具体的には、電極層１１０は、例えば、電極材料として負極活物質を含む負極活物質層である。電極層１１０は、対極層１２０に対向して配置されている。
電極層１１０に含有される負極活物質としては、例えば、グラファイト、金属リチウムなどの負極活物質が用いられうる。負極活物質の材料としては、リチウム（Ｌｉ）またはマグネシウム（Ｍｇ）などのイオン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。
また、電極層１１０の含有材料としては、例えば、無機系固体電解質などの固体電解質が用いられてもよい。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、硫化リチウム（Ｌｉ２Ｓ）および五硫化二リン（Ｐ２Ｓ５）の混合物が用いられうる。また、電極層１１０の含有材料としては、例えばアセチレンブラックなどの導電材料、または、例えばポリフッ化ビニリデンなどの結着用バインダーなどが用いられてもよい。
電極層１１０の含有材料を溶媒と共に練り込んだペースト状の塗料を、電極集電体２１０の面上に塗工乾燥することにより、電極層１１０が作製されうる。電極層１１０の密度を高めるために、乾燥後に、電極層１１０および電極集電体２１０を含む電極板（本実施の形態では負極板）をプレスしておいてもよい。電極層１１０の厚みは、例えば、５μｍ以上３００μｍ以下であるが、これに限らない。
対極層１２０は、例えば活物質などの対極材料を含む層である。対極材料は、電極層の対極を構成する材料である。具体的には、対極層１２０は、例えば対極材料として正極活物質を含む正極活物質層である。
対極層１２０に含有される正極活物質としては、例えば、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）などの正極活物質が用いられうる。正極活物質の材料としては、ＬｉまたはＭｇなどのイオン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。対極層１２０に含有される正極活物質としては、例えば、コバルト酸リチウム複合酸化物（ＬＣＯ）、ニッケル酸リチウム複合酸化物（ＬＮＯ）、マンガン酸リチウム複合酸化物（ＬＭＯ）、リチウム‐マンガン‐ニッケル複合酸化物（ＬＭＮＯ）、リチウム‐マンガン‐コバルト複合酸化物（ＬＭＣＯ）、リチウム‐ニッケル‐コバルト複合酸化物（ＬＮＣＯ）、リチウム‐ニッケル‐マンガン‐コバルト複合酸化物（ＬＮＭＣＯ）などの正極活物質が用いられうる。
また、対極層１２０の含有材料としては、例えば、無機系固体電解質などの固体電解質が用いられてもよい。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、Ｌｉ２ＳおよびＰ２Ｓ５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、対極層１２０の含有材料としては、例えばアセチレンブラックなどの導電材料、または、例えばポリフッ化ビニリデンなどの結着用バインダーなどが用いられてもよい。
対極層１２０の含有材料を溶媒と共に練り込んだペースト状の塗料を、対極集電体２２０の面上に塗工乾燥することにより、対極層１２０が作製されうる。対極層１２０の密度を高めるために、乾燥後に、対極層１２０および対極集電体２２０を含む対極板（本実施の形態では正極板）をプレスしておいてもよい。対極層１２０の厚みは、例えば、５μｍ以上３００μｍ以下であるが、これに限らない。
電解質層１３０は、電極層１１０と対極層１２０との間に配置される。電解質層１３０は、電極層１１０と対極層１２０との各々に接する。電解質層１３０は、電解質材料を含む層である。電解質材料としては、一般に公知の電池用の電解質が用いられうる。電解質層１３０の厚みは、５μｍ以上３００μｍ以下であってもよく、または、５μｍ以上１００μｍ以下であってもよい。
電解質層１３０の大きさおよび平面視形状はそれぞれ、電極層１１０および対極層１２０の各々の大きさおよび平面視形状と、同じである。すなわち、電解質層１３０の端部（すなわち、側面）は、電極層１１０の端部（すなわち、側面）および対極層１２０の端部（すなわち、側面）の各々と面一である。
なお、電解質材料は、例えば、固体電解質であってもよい。すなわち、発電要素１００が含む電解質層１３０は、固体電解質層であってもよい。発電要素１００は、例えば、全固体電池であってもよい。
固体電解質としては、例えば、無機系固体電解質などの固体電解質が用いられうる。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、Ｌｉ２ＳおよびＰ２Ｓ５の混合物が用いられうる。なお、電解質層１３０は、電解質材料に加えて、例えばポリフッ化ビニリデンなどの結着用バインダーなどを含有してもよい。
実施の形態１では、電極層１１０、対極層１２０、電解質層１３０は平行平板状に維持されている。これにより、湾曲による割れまたは崩落の発生を抑制することができる。なお、電極層１１０、対極層１２０、電解質層１３０を合わせて滑らかに湾曲させてもよい。
なお、発電要素１００では、電極層１１０が電池の正極であり、対極層１２０が電池の負極であってもよい。具体的には、電極層１１０は、電極材料として正極活物質を含む正極活物質層であってもよい。このとき、電極集電体２１０は正極集電体である。対極層１２０は、対極材料として負極活物質を含む負極活物質層である。対極集電体２２０は負極集電体である。
実施の形態１では、電極層１１０と対極層１２０とが同じ大きさおよび同じ形状である。平面視において、発電要素１００は、電極集電体２１０および対極集電体２２０の各々より小さく、電極集電体２１０および対極集電体２２０の各々の内部に位置している。
電極集電体２１０と対極集電体２２０とはそれぞれ、導電性を有する部材である。電極集電体２１０と対極集電体２２０とはそれぞれ、例えば、導電性を有する薄膜であってもよい。電極集電体２１０と対極集電体２２０とを構成する材料としては、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）などの金属が用いられうる。
電極集電体２１０は、電極層１１０に接して配置される。上述したように、電極集電体２１０は、負極集電体である。負極集電体としては、例えば、ＳＵＳ箔、Ｃｕ箔などの金属箔が用いられうる。電極集電体２１０の厚みは、例えば、５μｍ以上１００μｍ以下であるが、これに限らない。なお、電極集電体２１０は、電極層１１０に接する部分に、例えば、導電性材料を含む層である集電体層を備えてもよい。
平面視において、電極集電体２１０は、電極層１１０よりも大きく設けられている。図１の（ｂ）には、電極集電体２１０の外周の少なくとも一部を含み、電極層１１０と重ならない領域である第１領域２３０が示されている。実施の形態１では、平面視において、電極層１１０が電極集電体２１０の中央に位置しているので、第１領域２３０は、電極集電体２１０の全周に亘って設けられている。具体的には、第１領域２３０の平面視形状は、所定の線幅の矩形環状である。
対極集電体２２０は、対極層１２０に接して配置される。上述したように、対極集電体２２０は、正極集電体である。正極集電体としては、例えば、ＳＵＳ箔、Ａｌ箔などの金属箔が用いられうる。対極集電体２２０の厚みは、例えば、５μｍ以上１００μｍ以下であるが、これに限らない。なお、対極集電体２２０は、対極層１２０に接する部分に、集電体層を備えてもよい。
平面視において、対極集電体２２０は、対極層１２０よりも大きく設けられている。図１の（ｂ）には、対極集電体２２０の外周の少なくとも一部を含み、対極層１２０と重ならない領域である第２領域２４０が示されている。実施の形態１では、平面視において、対極層１２０が対極集電体２２０の中央に位置しているので、第２領域２４０は、対極集電体２２０の全周に亘って設けられている。具体的には、第２領域２４０の平面視形状は、所定の線幅の矩形環状である。実施の形態１では、矩形環状の第２領域２４０の線幅は、矩形環状の第１領域２３０の線幅より短い。
また、図１の（ｂ）に示される対向領域２５０は、電極集電体２１０と対極集電体２２０とが対向する領域である。すなわち、対向領域２５０は、平面視において電極集電体２１０と対極集電体２２０とが重複する領域である。実施の形態１では、電極集電体２１０よりも対極集電体２２０が小さく、かつ、平面視において電極集電体２１０の内部に対極集電体２２０が位置する。この場合には、対向領域２５０の平面視形状は、対極集電体２２０の平面視形状と同じになる。実施の形態１では、対向領域２５０は、発電要素１００が設けられた領域と第２領域２４０とを合わせた領域である。
実施の形態１では、電極集電体２１０と対極集電体２２０とは、少なくとも発電要素１００を含む部分において平行平板状になるように、互いに対向して配置されている。具体的には、対極集電体２２０は、厚みが均一の平板である。電極集電体２１０は、厚みが均一で、段差を有する板である。図１の（ａ）に示されるように、電極集電体２１０は、第１板部２１０ａと、第２板部２１０ｂとを有する。第１板部２１０ａおよび第２板部２１０ｂの各々は、厚みが均一の平板部であり、対極集電体２２０に平行に配置されている。
第１板部２１０ａは、電極集電体２１０の一部であって、平面視において封止部材３１０と重複する部分である。第１板部２１０ａは、平面視において、電極集電体２１０の第１領域２３０内に位置する。つまり、第１板部２１０ａには、電極層１１０が配置されていない。第１板部２１０ａは、電池１０００の第１積層部分４１０に含まれる。
第２板部２１０ｂは、電極集電体２１０の一部であって、平面視において発電要素１００と重複する部分である。つまり、第２板部２１０ｂには、電極層１１０が配置されている。第２板部２１０ｂは、電池１０００の第２積層部分４２０に含まれる。第２板部２１０ｂの厚みは、第１板部２１０ａの厚みと同じである。
第１板部２１０ａと第２板部２１０ｂとは、電池１０００の厚み方向において異なる位置に位置している。具体的には、第１板部２１０ａは、第２板部２１０ｂよりも厚み方向において対極集電体２２０から離れた位置に位置している。言い換えると、第１板部２１０ａと対極集電体２２０との距離は、第２板部２１０ｂと対極集電体２２０との距離より長い。第１板部２１０ａと第２板部２１０ｂとの接続部分は、第１板部２１０ａおよび第２板部２１０ｂの各々に直交していてもよく、斜めに交差していてもよい。
また、図１の（ａ）に示されるように、対極集電体２２０は、第１板部２２０ａと、第２板部２２０ｂとを有する。第１板部２２０ａおよび第２板部２２０ｂの各々は、厚みが均一の平板部である。対極集電体２２０が平板であるので、第１板部２２０ａおよび第２板部２２０ｂは、電池１０００の厚み方向において同じ位置に位置している。
第１板部２２０ａは、対極集電体２２０の一部であって、平面視において封止部材３１０と重複する部分である。第１板部２２０ａは、平面視において、対極集電体２２０の第２領域２４０内に位置する。つまり、第１板部２２０ａには、対極層１２０が配置されていない。第１板部２２０ａは、電池１０００の第１積層部分４１０に含まれる。
第２板部２２０ｂは、対極集電体２２０の一部であって、平面視において発電要素１００と重複する部分である。つまり、第２板部２２０ｂには、対極層１２０が配置されている。第２板部２２０ｂは、電池１０００の第２積層部分４２０に含まれる。第２板部２２０ｂの厚みは、第１板部２２０ａの厚みと同じである。
封止部材３１０は、電極集電体２１０と対極集電体２２０との間に配置される。封止部材３１０は、例えば、電気絶縁材料を用いて形成されている。封止部材３１０は、電極集電体２１０と対極集電体２２０との間隔を維持するスペーサとして機能する。封止部材３１０は、電極集電体２１０と対極集電体２２０との間に発電要素１００を封止するための部材である。封止部材３１０は、発電要素１００の少なくとも一部が外気に触れないように発電要素１００の少なくとも一部を封止する。
実施の形態１では、図１の（ａ）に示されるように、封止部材３１０は、電極集電体２１０と対極集電体２２０とに接する。具体的には、封止部材３１０は、電極層１１０が配置された面のうち電極層１１０が配置されていない第１領域２３０内で、電極集電体２１０に接する。より具体的には、封止部材３１０は、電極集電体２１０の第１板部２１０ａに接する。封止部材３１０は、対極層１２０が配置された面のうち対極層１２０が配置されていない第２領域２４０内で、対極集電体２２０に接する。より具体的には、封止部材３１０は、対極集電体２２０の第１板部２２０ａに接する。つまり、平面視において、封止部材３１０は、第１領域２３０と第２領域２４０とが互いに対向する位置に配置される。実施の形態１では、封止部材３１０の厚みは、均一である。
この構成によれば、封止部材３１０によって、電極集電体２１０と対極集電体２２０との間隔を一定の距離以上（例えば、封止部材３１０の厚み以上）に、より強固に維持することができる。したがって、電極集電体２１０と対極集電体２２０とが互いに近接することを、より強く抑制することができる。これにより、電極集電体２１０と対極集電体２２０とが直接接触して電極層１１０と対極層１２０とが短絡するリスクをより低減することができる。
実施の形態１では、図１の（ａ）に示されるように、封止部材３１０は、発電要素１００に接する。具体的には、封止部材３１０は、電極層１１０と対極層１２０と電解質層１３０との少なくとも１つの側面に接する。例えば、封止部材３１０は、電極層１１０と対極層１２０と電解質層１３０との各々の側面に接する。
例えば、図１の（ｂ）に示されるように、発電要素１００の平面視形状が矩形である場合、封止部材３１０は、発電要素１００の平面視形状である矩形の一辺に接して位置してもよい。実施の形態１では、図１の（ｂ）に示されるように、封止部材３１０の平面視形状は、台形であるが、これに限らない。
例えば、封止部材３１０は、第１材料を含む部材である。封止部材３１０は、例えば、第１材料を主成分として含む部材であってもよい。封止部材３１０は、例えば、第１材料のみからなる部材であってもよい。
第１材料としては、例えば封止剤などの一般に公知の電池の封止部材の材料が用いられうる。第１材料としては、例えば、樹脂材料が用いられうる。なお、第１材料は、絶縁性であり、かつ、イオン伝導性を有さない材料であってもよい。例えば、第１材料は、エポキシ樹脂とアクリル樹脂とポリイミド樹脂とシルセスキオキサンとのうちの少なくとも１種であってもよい。
封止部材３１０は、粒子状の金属酸化物材料を含んでもよい。金属酸化物材料としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化セリウム、酸化鉄、酸化タングステン、酸化ジルコニウム、酸化カルシウム、ゼオライト、ガラスなどが用いられうる。例えば、封止部材３１０は、金属酸化物材料からなる複数の粒子が分散された樹脂材料を用いて形成されていてもよい。
金属酸化物材料の粒子サイズは、電極集電体２１０と対極集電体２２０との間隔以下であればよい。金属酸化物材料の粒子形状は、正円状（球状）、楕円球状、棒状などであってもよい。
図１の（ａ）に示されるように、電池１０００の厚みは、電池１０００の部位によって異なっている。具体的には、第１積層部分４１０の厚みをＴ１とし、第２積層部分４２０の厚みをＴ２とした場合、Ｔ１＞Ｔ２を満たす。例えば、Ｔ１とＴ２との差は、電極集電体２１０および対極集電体２２０の少なくとも一方の厚み以上である。Ｔ１とＴ２との差は、電極集電体２１０および対極集電体２２０の厚みの合計以上であってもよい。例えば、Ｔ２に対する、Ｔ１とＴ２との差分（すなわち、（Ｔ１－Ｔ２）／Ｔ２）は、３％以上であってもよく、５％以上であってもよい。（Ｔ１－Ｔ２）／Ｔ２は、３０％以下でもよく、２０％以下でもよい。
第１積層部分４１０は、封止部材３１０の少なくとも一部である第１封止部分と、電極集電体２１０および対極集電体２２０の各々の一部であって、電池１０００の厚み方向に見た場合に（すなわち平面視において）第１封止部分に重複する部分とを含む部分である。例えば、第１積層部分４１０は、封止部材３１０と、電極集電体２１０の第１板部２１０ａと、対極集電体２２０の第１板部２２０ａとを含んでいる。つまり、実施の形態１では、第１封止部分は、封止部材３１０の全部に相当する。具体的には、第１積層部分４１０の平面視形状は、封止部材３１０の平面視形状と同じである。
第２積層部分４２０は、発電要素１００と、電極集電体２１０および対極集電体２２０の各々の一部であって、電池１０００の厚み方向に見た場合に（すなわち平面視において）発電要素１００に重複する部分とを含む部分である。例えば、第２積層部分４２０は、発電要素１００と、電極集電体２１０の第２板部２１０ｂと、対極集電体２２０の第２板部２２０ｂとを含んでいる。具体的には、第２積層部分４２０の平面視形状は、発電要素１００の平面視形状と同じである。
以上の構成によれば、第１積層部分４１０における厚みＴ１が、第２積層部分４２０における厚みＴ２よりも大きいので、発電要素１００に直接外力が及ぶ可能性を低減することができる。このため、例えば、電池極板の電気的接触を向上させるために通電電極を押し当てた場合に、第２積層部分４２０よりも第１積層部分４１０に押し当て圧が印加されやすくなる。つまり、発電要素１００が含まれる第２積層部分４２０には押し当て圧が印加されにくいので、発電要素１００の破損リスクを小さくしながら、良好な電気的接触を得ることができる。
［変形例］
以下では、実施の形態１の複数の変形例について説明する。なお、以下の複数の変形例の説明において、実施の形態１との相違点または変形例間での相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略または簡略化する。
＜変形例１＞
まず、実施の形態１の変形例１について、図２を用いて説明する。図２は、実施の形態１の変形例１における電池１１００の概略構成を示す図である。具体的には、図２の（ａ）は、電池１１００の概略構成を示す断面図であり、図２の（ｂ）の一点鎖線で示される位置の断面を表している。図２の（ｂ）は、電池１１００の概略構成を示す上面透視図である。
なお、図２の（ｂ）では、電池１１００を上方から見た場合における電池１１００の各構成要素の平面視形状を実線または破線で表している。また、電池１１００の第１積層部分４１２および第２積層部分４２０の平面視形状を分かりやすくするため、第１積層部分４１２および第２積層部分４２０の各々に網掛けを付している。
図２に示されるように、電池１１００は、実施の形態１における電池１０００と比較して、封止部材３１０および電極集電体２１０の代わりに、封止部材３１２および電極集電体２１２を備える。また、電池１１００は、電池１０００と比較して、第１積層部分４１０の代わりに第１積層部分４１２を有する。
封止部材３１２は、発電要素１００の周囲を囲んで設けられている。具体的には、平面視において、封止部材３１２は、発電要素１００の全周に亘って連続的に設けられている。封止部材３１２は、発電要素１００の側面を全周に亘って封止している。封止部材３１２は、例えば、発電要素１００の平面視形状が矩形である場合、発電要素１００の全辺に接して設けられてもよい。電池１１００を任意の側方（具体的には、ｚ軸に直交する任意の方向）から見た場合に、発電要素１００は、完全に封止部材３１２によって覆われており、外部に露出しない。
図２の（ｂ）に示されるように、封止部材３１２の平面視形状は、所定の線幅の矩形環状である。平面視における封止部材３１２の線幅は、矩形環状の第２領域２４０の線幅より短い。本変形例では、封止部材３１２の厚みは、均一である。つまり、封止部材３１２の厚みは、封止部材３１２の全周に亘って発電要素１００の厚みよりも大きい。
電極集電体２１２は、実施の形態１における電極集電体２１０と比較して、第１板部２１０ａの代わりに第１板部２１２ａを有する。第１板部２１２ａは、封止部材３１２と同様に、平面視において、発電要素１００の周囲を囲んで設けられている。つまり、第１板部２１２ａの平面視形状は、封止部材３１２の平面視形状と同じである。第１板部２１２ａは、中央に位置する第２板部２１０ｂを囲む矩形環状に設けられている。
第１積層部分４１２は、封止部材３１２と、電極集電体２１２の第１板部２１２ａと、対極集電体２２０の第１板部２２２ａとを有する。なお、第１板部２２２ａは、対極集電体２２０の一部であって、平面視において封止部材３１２に重複する部分であり、第１板部２１２ａと平面視形状が同じである。
第１積層部分４１２は、平面視において、第２積層部分４２０の周囲を囲んで設けられている。第１積層部分４１２は、第２積層部分４２０の全周に亘って連続的に設けられている。第１積層部分４１２は、発電要素１００より厚い封止部材３１２を含むので、第１積層部分４１２の厚みＴ１は、第２積層部分４２０の厚みＴ２よりも大きくなる。
以上の構成によれば、封止部材３１２によって、発電要素１００の全周において、電極集電体２１２と対極集電体２２０との間隔を一定の距離以上（例えば、封止部材３１２の厚み以上）に維持することができる。したがって、発電要素１００の全周において、電極集電体２１２と対極集電体２２０とが互いに近接することを抑制することができる。
さらに、発電要素１００の周囲において、電極集電体２１２および対極集電体２２０の一方に変形（例えば、折曲がり、バリの発生など）が生じた場合であっても、封止部材３１２によって、その変形部分が電極集電体２１２および対極集電体２２０の他方に接触することを抑制することができる。これらにより、電極層１１０と対極層１２０とが短絡するリスクをより低減することができる。
また、以上の構成によれば、発電要素１００の側面を封止部材３１２によって覆うことができる。これにより、例えば、電極層１１０に含まれる電極材料、対極層１２０に含まれる対極材料、電解質層１３０に含まれる固体電解質材料などの一部が崩落した場合であっても、封止部材３１２によって、当該崩落した構成部材が電池内部の別の部材に接触することを抑制することができる。したがって、電池１１００の構成部材の崩落による電池内部の短絡を抑制することができる。これらにより、電池１１００の信頼性を、より向上させることができる。
＜変形例２＞
次に、実施の形態１の変形例２について、図３を用いて説明する。図３は、実施の形態１の変形例２における電池１２００の概略構成を示す図である。具体的には、図３の（ａ）は、電池１２００の概略構成を示す断面図であり、図３の（ｂ）の一点鎖線で示される位置の断面を表わしている。図３の（ｂ）は、電池１２００の概略構成を示す上面透視図である。
なお、図３の（ｂ）では、電池１２００を上方から見た場合における電池１２００の各構成要素の平面視形状を実線または破線で表している。また、電池１２００の第１積層部分４１２および第２積層部分４２０の平面視形状を分かりやすくするため、第１積層部分４１２および第２積層部分４２０の各々に網掛けを付している。
図３に示されるように、電池１２００は、変形例１における電池１１００と比較して、電極集電体２１２の代わりに電極集電体２１４を備える。電極集電体２１４は、対極集電体２２０と、平面視形状および大きさが同じである。
このため、図３の（ｂ）に示されるように、電極集電体２１４と対極集電体２２０とが同じ大きさ、かつ、同じ形状であるので、電極層１１０が配置されていない領域である第１領域２３２は、対極層１２０が配置されていない領域である第２領域２４０と同じ大きさおよび同じ形状になる。また、対向領域２５０は、電極集電体２１４および対極集電体２２０の各々の形成範囲と同じ領域となる。
以上の構成によれば、電極集電体２１４が対極集電体２２０より外方にはみ出ていないので、電極集電体２１４を対極集電体２２０から離す方向に外部から衝撃が加わりにくくなる。このため、電極集電体２１４が剥離されるのを抑制することができ、電池１２００が破壊されるのを抑制することができる。
＜変形例３＞
次に、実施の形態１の変形例３について、図４を用いて説明する。図４は、実施の形態１の変形例３における電池１３００の概略構成を示す図である。具体的には、図４の（ａ）は、電池１３００の概略構成を示す断面図であり、図４の（ｂ）の一点鎖線で示される位置の断面を表している。図４の（ｂ）は、電池１３００の概略構成を示す上面透視図である。
なお、図４の（ｂ）では、電池１３００を上方から見た場合における電池１３００の各構成要素の平面視形状を実線または破線で表している。また、電池１３００の第１積層部分４１４および第２積層部分４２０の平面視形状を分かりやすくするため、第１積層部分４１４および第２積層部分４２０の各々に網掛けを付している。
図４に示されるように、電池１３００は、変形例２における電池１２００と比較して、封止部材３１２の代わりに封止部材３１４を備える。また、電池１３００は、電池１２００と比較して、第１積層部分４１２の代わりに第１積層部分４１４を有する。
封止部材３１４は、電極集電体２１４と対極集電体２２０との隙間を埋めるように設けられている。図４の（ｂ）に示されるように、封止部材３１４の平面視形状は、第１領域２３２および第２領域２４０の各々の平面視形状と同じである。つまり、第１領域２３２の全体および第２領域２４０の全体に封止部材３１４が設けられている。図４の（ａ）に示されるように、封止部材３１４の外周の側面（例えばｙｚ面）は、電極集電体２１４の端面（ｙｚ面）および対極集電体２２０の端面（ｙｚ面）と面一になっている。
本変形例では、封止部材３１４の厚みは、均一である。つまり、封止部材３１４の厚みは、封止部材３１４の全周に亘って発電要素１００の厚みよりも大きい。
第１積層部分４１４は、封止部材３１４と、電極集電体２１４の第１板部２１４ａと、対極集電体２２０の第１板部２２４ａとを有する。なお、第１板部２１４ａは、電極集電体２１４の一部であって、平面視において封止部材３１４と重複する部分である。第１板部２１４ａの平面視形状および大きさはそれぞれ、第１領域２３２の平面視形状および大きさと同じである。第１板部２２４ａは、対極集電体２２０の一部であって、平面視において封止部材３１４と重複する部分である。第１板部２２４ａの平面視形状および大きさはそれぞれ、第２領域２４０の平面視形状および大きさと同じである。
第１積層部分４１４は、平面視において、第２積層部分４２０の周囲を囲んで設けられている。第１積層部分４１４は、第２積層部分４２０の全周に亘って連続的に設けられている。第１積層部分４１４は、封止部材３１４を含むので、第１積層部分４１４の厚みＴ１は、第２積層部分４２０の厚みＴ２よりも大きくなる。
以上の構成によれば、電極集電体２１４の外周と対極集電体２２０の外周との間の隙間が封止部材３１４で埋められているので、電極集電体２１４および対極集電体２２０の一方を他方から離す方向に外部から衝撃が加わりにくくなる。このため、電極集電体２１４および対極集電体２２０がそれぞれ剥離されるのを抑制することができ、電池１３００が破壊されるのを抑制することができる。
＜変形例４＞
次に、実施の形態１の変形例４について、図５を用いて説明する。図５は、実施の形態１の変形例４における電池１４００の概略構成を示す図である。具体的には、図５（ａ）は、電池１４００の概略構成を示す断面図であり、図５の（ｂ）の一点鎖線で示される位置の断面を表わしている。図５の（ｂ）は、電池１４００の概略構成を示す上面透視図である。
なお、図５の（ｂ）では、電池１４００を上方から見た場合における電池１４００の各構成要素の平面視形状を実線または破線で表している。また、電池１４００の第１積層部分４１６および第２積層部分４２０の平面視形状を分かりやすくするため、第１積層部分４１６および第２積層部分４２０の各々に網掛けを付している。なお、第２積層部分４２０は、本変形例では、発電要素１００の代わりに発電要素１０２を含んでいる。
図５に示されるように、電池１４００は、変形例３における電池１３００と比較して、発電要素１００および電極集電体２１４の代わりに発電要素１０２および電極集電体２１６を備える。発電要素１０２は、対極層１２０および電解質層１３０の代わりに対極層１２２および電解質層１３２を備える。また、電池１４００は、電池１３００と比較して、第１積層部分４１４の代わりに第１積層部分４１６を有する。
変形例４では、電極層１１０の大きさと対極層１２２の大きさとは、互いに異なっている。例えば、平面視において、電極層１１０は、対極層１２２より大きい。図５の（ｂ）に示されるように、対極層１２２は、平面視において、電極層１１０の内部に位置している。
また、図５の（ａ）に示されるように、電解質層１３２は、対極層１２２の側面を覆っている。このとき、電解質層１３２は、対極集電体２２０に接する。封止部材３１４は、電極層１１０の側面と電解質層１３２の側面とに接しており、対極層１２２には接していない。
電極集電体２１６は、平面視において、対極集電体２２０より小さい。具体的には、電極集電体２１６は、平面視において、対極集電体２２０の内部に位置している。このため、対向領域２５０は、第１領域２３４と第１領域２３４より内側の領域とを合わせた領域になる。第１領域２３４は、電極集電体２１６の外周の少なくとも一部を含み、電極層１１０と重ならない領域である。
なお、本変形例では、対極層１２２が電極層１１０より小さい例を示したが、電極層１１０が対極層１２２より小さくてもよい。この場合、電解質層１３２は、電極層１１０の側面を覆っていてもよい。封止部材３１４は、対極層１２２の側面と電解質層１３２の側面とに接しており、電極層１１０には接していなくてもよい。
例えば、対極層１２２および電極層１１０のうち正極に相当する一方が、対極層１２２および電極層１１０のうち負極に相当する他方よりも小さくてもよい。つまり、負極活物質層は、正極活物質層よりも大きくなる。これにより、リチウムの析出、または、マグネシウム析出による電池の信頼性の低下を抑制することができる。
第１積層部分４１６は、封止部材３１４と、電極集電体２１６の第１板部２１６ａと、対極集電体２２０の第１板部２２６ａとを有する。なお、第１板部２１６ａは、電極集電体２１６の一部であって、平面視において封止部材３１４と重複する部分である。第１板部２２６ａは、対極集電体２２０の一部であって、平面視において封止部材３１４と重複する部分である。第１板部２２６ａの平面視形状および大きさはそれぞれ、第１板部２１６ａの平面視形状および大きさと同じである。
第１積層部分４１６は、平面視において、第２積層部分４２０の周囲を囲んで設けられている。第１積層部分４１６は、第２積層部分４２０の全周に亘って連続的に設けられている。第１積層部分４１６は、封止部材３１４を含むので、第１積層部分４１６の厚みＴ１は、第２積層部分４２０の厚みＴ２よりも大きくなる。
本変形例では、封止部材３１４の一部は、電極集電体２１６の側面を覆っている。具体的には、封止部材３１４の、電極集電体２１６に覆われていない部分は、電極集電体２１６の上面と面一になっている。なお、封止部材３１４の一部は、電極集電体２１６の側面を覆っていなくてもよい。例えば、封止部材３１４の、電極集電体２１６に覆われていない部分は、電極集電体２１６の下面と面一であってもよい。
＜変形例５＞
次に、実施の形態１の変形例５について、図６を用いて説明する。図６は、実施の形態１の変形例５における電池１５００の概略構成を示す図である。具体的には、図６の（ａ）は、電池１５００の概略構成を示す断面図であり、図６の（ｂ）の一点鎖線で示される位置の断面を表している。図６の（ｂ）は、電池１５００の概略構成を示す上面透視図である。
なお、図６の（ｂ）では、電池１５００を上方から見た場合における電池１５００の各構成要素の平面視形状を実線または破線で表している。また、電池１５００の第１積層部分４１６および第２積層部分４２０の平面視形状を分かりやすくするため、第１積層部分４１６および第２積層部分４２０の各々に網掛けを付している。なお、第２積層部分４２０は、本変形例では、発電要素１００の代わりに発電要素１０４を含んでいる。
図６に示されるように、電池１５００は、変形例４における電池１４００と比較して、発電要素１０２の代わりに発電要素１０４を備える。発電要素１０４は、発電要素１０２と比較して、電解質層１３２の代わりに電解質層１３３を備える。電解質層１３３は、電極側電解質層１３４と対極側電解質層１３５とを含む。
電極側電解質層１３４は、対極側電解質層１３５よりも電極層１１０に近い側に位置し、電極層１１０に接する。図６の（ａ）に示されるように、電極側電解質層１３４は、例えば、電極層１１０の側面を覆っており、電極集電体２１６に接する。電極層１１０は、電極側電解質層１３４に覆われることで、外部に露出していない。具体的には、電極層１１０は、封止部材３１４に接しない。
対極側電解質層１３５は、電極側電解質層１３４よりも対極層１２２に近い側に位置し、対極層１２２に接する。図６の（ａ）に示されるように、対極側電解質層１３５は、例えば、対極層１２２の側面を覆っており、対極集電体２２０に接する。対極層１２２は、対極側電解質層１３５に覆われることで、外部に露出していない。具体的には、対極層１２２は、封止部材３１４に接しない。
図６の（ｂ）に示されるように、平面視において、電極側電解質層１３４は、対極側電解質層１３５よりも大きい。具体的には、平面視において、対極側電解質層１３５は、電極側電解質層１３４の内部に位置している。なお、電極側電解質層１３４と対極側電解質層１３５とは、同じ大きさおよび同じ形状であってもよい。例えば、電極側電解質層１３４の側面と対極側電解質層１３５の側面とは面一であってもよい。
電極側電解質層１３４と対極側電解質層１３５とは、電解質材料を含む層である。電解質材料としては、一般に公知の電池用の電解質が用いられうる。電解質材料は、例えば、固体電解質であってもよい。電極側電解質層１３４と対極側電解質層１３５とは、互いに同じ電解質材料を含んでもよく、互いに異なる電解質材料を含んでもよい。電極側電解質層１３４の厚みと対極側電解質層１３５の厚みとはそれぞれ、５μｍ以上１５０μｍ以下であってもよく、５μｍ以上５０μｍ以下であってもよい。
また、封止部材３１４は、電極側電解質層１３４の側面と対極側電解質層１３５の側面とに接する。あるいは、電極側電解質層１３４の側面と対極側電解質層１３５の側面との少なくとも一部は、封止部材３１４に覆われずに、露出されていてもよい。
以上の構成によれば、電解質層１３３は電極層１１０と対極層１２２との両方を覆っているので、電極層１１０または対極層１２２の一部が崩落または孤立することによる電池容量の低下を抑制することができる。
＜変形例６＞
次に、実施の形態１の変形例６について、図７を用いて説明する。図７は、実施の形態の変形例６における電池１６００の概略構成を示す図である。具体的には、図７の（ａ）は、電池１６００の概略構成を示す断面図であり、図７の（ｂ）の一点鎖線で示される位置の断面を表している。図７の（ｂ）は、電池１６００の概略構成を示す上面透視図である。
なお、図７の（ｂ）では、電池１６００を上方から見た場合における電池１６００の各構成要素の平面視形状を実線または破線で表している。また、電池１６００の第１積層部分４１８および第２積層部分４２０の平面視形状を分かりやすくするため、第１積層部分４１８および第２積層部分４２０の各々に網掛けを付している。
図７に示されるように、電池１６００は、変形例５における電池１５００と比較して、封止部材３１４および電極集電体２１６の代わりに、封止部材３１６および電極集電体２１８を備える。また、電池１６００は、電池１５００と比較して、第１積層部分４１６の代わりに、複数の第１積層部分４１８を有する。さらに、電池１６００は、第３積層部分４３０を有する。
封止部材３１６は、発電要素１０４の周囲を囲んで設けられている。具体的には、平面視において、封止部材３１６は、発電要素１０４の全周に亘って連続的に設けられている。
本変形例では、封止部材３１６は、厚みが均一ではない。具体的には、図７の（ａ）に示されるように、封止部材３１６は、第１封止部分３１６ａと、第１封止部分３１６ａより厚みが小さい第２封止部分３１６ｂとを有する。第１封止部分３１６ａは、第１積層部分４１８に含まれる部分である。第２封止部分３１６ｂは、第３積層部分４３０に含まれる。図７の（ｂ）に示されるように、第１積層部分４１８は複数設けられている。このため、封止部材３１６は、複数の第１封止部分３１６ａを有する。
電極集電体２１８は、複数の第１板部２１８ａと、第２板部２１０ｂと、第３板部２１８ｃとを有する。複数の第１板部２１８ａ、第２板部２１０ｂおよび第３板部２１８ｃの各々は、厚みが均一の平板部であり、対極集電体２２０に平行に配置されている。
複数の第１板部２１８ａの各々は、電池１６００の厚み方向において、第２板部２１０ｂおよび第３板部２１８ｃよりも、対極集電体２２０から離れた位置に位置している。第１板部２１８ａは、第１積層部分４１８に含まれる部分である。第３板部２１８ｃは、電池１６００の厚み方向において、第２板部２１０ｂと同じ位置に位置している。つまり、第３板部２１８ｃと第２板部２１０ｂとは、１つの平板部を構成している。第３板部２１８ｃは、第３積層部分４３０に含まれる部分である。
複数の第１積層部分４１８はそれぞれ、封止部材３１６の第１封止部分３１６ａと、電極集電体２１８および対極集電体２２０の各々の一部であって、電池１６００を厚み方向に見た場合に（すなわち、平面視において）第１封止部分３１６ａに重複する部分とを含む部分である。具体的には、第１積層部分４１８は、第１封止部分３１６ａと、電極集電体２１８の第１板部２１８ａと、対極集電体２２０の第１板部２２６ａとを含んでいる。
図７に示されるように、複数の第１積層部分４１８は、平面視において発電要素１０４よりも外側に、孤立した島状に位置している。複数の第１積層部分４１８の各々の平面視形状は、例えば円形であるが、矩形または三角形などの多角形であってもよい。複数の第１積層部分４１８の各々の平面視形状および大きさはそれぞれ、互いに異なっていてもよく、同じであってもよい。
複数の第１積層部分４１８の各々の厚みＴ１は、第２積層部分４２０の厚みＴ２よりも大きい。なお、複数の第１積層部分４１８の各々の厚みＴ１は、互いに同じであるが、異なっていてもよい。
第３積層部分４３０は、封止部材３１６の第２封止部分３１６ｂと、電極集電体２１８および対極集電体２２０の各々の一部であって、電池１６００を厚み方向に見た場合に（すなわち、平面視において）第２封止部分３１６ｂに重複する部分とを含む部分である。例えば、第３積層部分４３０は、第２封止部分３１６ｂと、電極集電体２１８の第３板部２１８ｃと、対極集電体２２０の第３板部２２０ｃとを含んでいる。第３積層部分４３０は、対向領域２５０のうち、発電要素１０４および複数の第１積層部分４１８が設けられた領域以外に設けられている。
第３積層部分４３０の厚みをＴ３とした場合、Ｔ３＝Ｔ２を満たしている。つまり、第３積層部分４３０の厚みＴ３は、第２積層部分４２０の厚みＴ２に等しい。なお、Ｔ３は、Ｔ２より大きく、Ｔ１より小さくてもよい。あるいは、Ｔ３は、Ｔ２より小さくてもよい。
このように、複数の第１積層部分４１８の各々の厚みＴ１は、第２積層部分４２０の厚みＴ２および第３積層部分４３０の厚みＴ３よりも大きい。このため、例えば、電池１６００と他の部品との電気的な接続を確実にするために、電池１６００に対して外力を与えた場合、複数の第１積層部分４１８の各々は、当該外力を支持する圧力支持部として機能する。このため、発電要素１０４を含む第２積層部分４２０には、圧力がかかりにくくなるので、発電要素１０４の破壊などを抑制することができる。また、複数の第１積層部分４１８が面内で分散されて配置されることにより、圧力を分散して支持することができるので、第１積層部分４１８自体の破壊も抑制することができる。
なお、複数の第１積層部分４１８の形状および配置は、図７の（ｂ）に示す例に限らない。例えば、複数の第１積層部分４１８は、図８に示されるように、平面視において、複数の第１積層部分４１８を頂点とする多角形の内部に発電要素１０４が含まれるような位置に配置されていてもよい。例えば、発電要素１０４の平面視形状が矩形である場合、４つの第１積層部分４１８は、発電要素１０４の四隅の外側に位置していてもよい。つまり、４つの第１積層部分４１８は、対向領域２５０の四隅に位置していてもよい。なお、図８では、第１積層部分４１８の平面視形状が正方形である例を示したが、円形などでもよい。なお、図８に示される第３積層部分４３０は、平面視において、４つの第１積層部分４１８のうち、隣り合う２つの第１積層部分４１８間に設けられている。
図８に示される構成によれば、電池１６００と他の部品との接続を確実にするために外力を加えた際に、外力を更に確実に第１積層部分４１８で受け止められる。したがって、発電要素１０４への応力を軽減して、発電要素１０４の層間剥離および破損などをより効果的に抑制することができる。
また、例えば、複数の第１積層部分４１８の少なくとも１つは、図９に示されるように、発電要素１０４よりも外側に、発電要素１０４の外周に沿って長尺状に配置されてもよい。なお、図９に示される第３積層部分４３０は、対向領域２５０のうち、発電要素１０４および複数の第１積層部分４１８が設けられた領域以外に設けられている。
図９には、複数の第１積層部分４１８の１つである第１積層部分４１８ａおよび４１８ｂが図示されている。第１積層部分４１８ａおよび４１８ｂはそれぞれ、矩形の発電要素１０４の一辺に沿って長尺状に延びている。具体的には、第１積層部分４１８ａは、対向領域２５０の四隅の１つから他の１つに向かって、発電要素１０４の一辺（ｘ軸方向）に沿って延びている。第１積層部分４１８ｂは、対向領域２５０の四隅の１つから他の１つに至るまで、発電要素１０４の一辺（ｙ軸方向）に沿って延びている。
また、例えば、複数の第１積層部分４１８の少なくとも２つは、図１０に示されるように、発電要素１０４の矩形の対辺に沿って配置されてもよい。図１０に示される例では、２つの第１積層部分４１８の各々は、対向領域２５０の四隅の１つから他の１つに至るまで延びており、その長さが同じである。なお、２つの第１積層部分４１８の一方は、他方より短くてもよい。なお、図１０に示される第３積層部分４３０は、対向領域２５０のうち、発電要素１０４および複数の第１積層部分４１８が設けられた領域以外に設けられている。第３積層部分４３０も発電要素１０４の矩形の対辺に沿って配置されていてもよい。
また、例えば、複数の第１積層部分４１８は、図１１に示されるように、発電要素１００の全周に沿って連続的に配置されてもよい。なお、図１１では、４つの第１積層部分４１８は、矩形の発電要素１０４の各辺に沿って設けられている例を示しているが、１つの矩形環状の第１積層部分４１８が発電要素１０４の全周に沿って設けられていてもよい。
なお、図１１に示される第３積層部分４３０は、対向領域２５０のうち、発電要素１０４および複数の第１積層部分４１８が設けられた領域以外に設けられている。具体的には、第３積層部分４３０は、平面視において、発電要素１０４と第１積層部分４１８との間に位置している。図１１に示される電池では、第１積層部分４１８は発電要素１０４に接しておらず、第３積層部分４３０が発電要素１０４に接している。
以上の構成によれば、電気回路において電池１６００と他の部品との接続を確実にするために電池１６００に対して外力を加えた際に、外力は、主に複数の第１積層部分４１８で受け止められる。したがって、発電要素１０４への応力を十分に軽減することができ、発電要素１０４の層間剥離および破損などをより効果的に抑制することができる。
＜変形例７＞
次に、実施の形態１の変形例７について、図１２を用いて説明する。図１２は、実施の形態１の変形例７における電池１７００の概略構成を示す断面図である。
図１２に示されるように、電池１７００は、変形例５における電池１５００と比較して、対極集電体２２０の代わりに対極集電体２２２を備える。また、電池１７００は、第１積層部分４１６の代わりに第１積層部分４１９を有する。
対極集電体２２２は、変形例５における対極集電体２２０と比較して、第１板部２２６ａの代わりに第１板部２２８ａを有する。第１板部２２８ａは、厚みが均一の平板部である。第１板部２２８ａは、対極集電体２２２の一部であって、平面視において封止部材３１４と重複する部分である。第１板部２２８ａは、電池１７００の第１積層部分４１９に含まれる。
第１板部２２８ａと第２板部２２０ｂとは、電池１７００の厚み方向において異なる位置に位置している。具体的には、第１板部２２８ａは、厚み方向において第２板部２２０ｂよりも電極集電体２１６から離れた位置に位置している。第１板部２２８ａと第２板部２２０ｂとの接続部分は、第１板部２２８ａおよび第２板部２２０ｂの各々に直交していてもよく、斜めに交差していてもよい。
第１積層部分４１９は、図１２に示されるように、封止部材３１４と、電極集電体２１６の第１板部２１６ａと、対極集電体２２２の第１板部２２８ａとを含んでいる。第１積層部分４１９は、第２積層部分４２０よりも電池１７００の厚み方向において両側に突出している。第１積層部分４１９のｚ軸の正方向への突出量と、ｚ軸の負方向への突出量とは同じであってもよく、異なっていてもよい。
以上の構成によれば、電気回路において電池１７００と他の部品との接続を確実にするために電池１７００に対して外力を加えた際に、外力は、主に第１積層部分４１９で受け止められる。したがって、発電要素１０４への応力を十分に軽減することができ、発電要素１０４の層間剥離および破損などをより効果的に抑制することができる。
＜変形例８＞
次に、実施の形態１の変形例８について、図１３を用いて説明する。図１３は、実施の形態１の変形例８における電池１８００の概略構成を示す断面図である。
図１３に示されるように、電池１８００は、変形例７における電池１７００と比較して、封止部材３１４の代わりに封止部材３１７を備える。封止部材３１７は、第１封止部材３１８と、第２封止部材３１９とを有する。第１封止部材３１８は、電極集電体２１６に近い側に位置し、第１材料を含む。第２封止部材３１９は、第１封止部材３１８よりも対極集電体２２２に近い側に位置し、第２材料を含む。第２材料は、第１材料とは異なる材料である。第２材料は、例えば、絶縁性であり、かつ、イオン伝導性を有さない材料である。第２材料は、例えば封止剤などの樹脂を含んでもよい。
第２材料は、例えば、第１材料として利用可能な複数の材料から選択された、第１封止部材３１８に含まれる材料とは異なる材料であってもよい。例えば、第２材料は、エポキシ樹脂とアクリル樹脂とポリイミド樹脂とシルセスキオキサンとのうち、第１封止部材３１８に含まれない材料であってもよい。第２材料は、粒子状の金属酸化物材料を含んでもよい。
以上の構成によれば、反応性または機械特性などの観点から、正極側の封止部材の材料として最も適した材料及び負極側の封止部材の材料として最も適した材料を、それぞれ選ぶことができる。これにより、電池１８００の信頼性をさらに向上することができる。
［電池の製造方法］
続いて、実施の形態１および各変形例における電池の製造方法の一例を説明する。以下では、図１４を用いて、上述した変形例５における電池１５００の製造方法を説明する。他の電池１０００、１１００、１２００、１３００、１４００、１６００、１７００および１８００についても同様である。
図１４は、電池１５００の製造方法の一例を示す図である。
まず、対極材料を溶媒と共に練り込んだペースト状の塗料を準備する。この塗料を対極集電体２２０上に塗工する。すなわち、対極層１２２を形成する。さらに、塗工された塗料を覆うように、固体電解質材料を対極集電体２２０上に塗工し、乾燥する。すなわち、対極側電解質層１３５を形成する。これにより、図１４の（ａ）に示されるような、対極板が作製される。なお、対極材料（および、後述する電極材料）と固体電解質材料とは、溶剤を含まない材料で準備されてもよい。
次に、図１４の（ｂ）に示されるように、対極板の周辺部に封止材料を塗布する。すなわち、封止部材３１４を形成する。このとき、図１４の（ｂ）に示されるように、封止部材３１４の厚みが、対極層１２２と対極側電解質層１３５と電極層１１０と電極側電解質層１３４との厚みの合計よりも、厚く塗布されてもよい。
さらに、封止材料を塗布した後に、熱処理または紫外線照射などを行う。これにより、塗料の流動性を残したまま増粘させて、塗料を仮硬化することができる。増粘硬化を用いることで、封止部材３１４の変形を制御できる。
次に、電極材料を溶媒と共に練り込んだペースト状の塗料を準備する。この塗料を電極集電体２１６上に塗工する。すなわち、電極層１１０を形成する。さらに、塗工された塗料を覆うように、固体電解質材料を電極集電体２１６上に塗工し、乾燥する。すなわち、電極側電解質層１３４を形成する。これにより、図１４の（ｃ）に示されるような、電極板が作製される。なお、塗料の塗布するときの電極集電体２１６は、図１４の（ｃ）に示されるように、平板であってもよい。つまり、第１板部２１６ａと第２板部２１０ｂとの厚み方向における段差は設けられていない。
次に、図１４の（ｃ）に示されるように、上冶具５１０と下冶具５２０とを備える加圧冶具５００を用いて、電極板と対極板とを圧着する。具体的には、封止部材３１４を形成した対極板に対向するように、電極板を配置し、上冶具５１０と下冶具５２０とで電極板と対極板とを挟み込んで圧着する。
このとき、第１積層部分４１６の形状、配置および突出高さ（具体的には、電極集電体２１６の形状）は、例えば上冶具５１０に設けた突起５１２の形状、位置および高さによって制御することができる。例えば、図１４の（ｃ）に示される場合は、上冶具５１０と下冶具５２０との対向面において、上冶具５１０には発電要素１０４にほぼ対向する四角錐台状の突起５１２が設けられている。これにより、図１４の（ｄ）に示されるように、加圧後の電池１５００には、突起５１２の高さで近似される高低差を有する第１積層部分４１６が発電要素１０４の外側に形成される。
なお、例えば、熱処理またはＵＶ照射などにより、封止部材３１４を本硬化させてもよい。これにより、封止状態をより強固にすることができる。
また、電極板と対極板との両方に封止材料をそれぞれ塗布してもよい。電極板と対極板との各々に封止部材３１４の一部を形成してから、電極板と対極板とを貼り合わせてもよい。これにより、一度に形成する封止部材３１４の量が減るので、封止部材３１４をより高速に形成することができる。また、接合面積が増えることで、封止部材３１４と電極板の接合をより強固にすることができる。また、封止部材３１４の突起が低くなるので、工程途中の電極板または対極板を容易に巻き取ることができる。また、電極板と対極板とにそれぞれ、最適な異なる封止材料を選択することもできる。
以上のように、図１４に示される電池１５００の製造方法では、電極板と対極板とが貼り合わされる前に、封止部材３１４を事前に形成する工程を包含する。これにより、電極集電体２１６と対極集電体２２０との少なくとも一方の外側に、封止部材３１４が形成される。これにより、電極集電体２１６と対極集電体２２０とが直接接触することに起因する、電極層１１０と対極層１２２との短絡のリスクを、大幅に小さくすることができる。
ここで、封止部材３１４の厚み制御は、電池１５００の信頼性の向上に、大きく寄与する要素となる。また、封止部材３１４の厚みは、塗布厚みの調整により、制御される。このとき、封止部材３１４が、電極集電体２１６と対極集電体２２０との端部の大半を被覆しないように、つまり、各集電体の端部から外側に漏れないように調整されてもよい。
なお、封止部材３１４を形成する位置、電極層１１０と対極層１２２と電解質層１３３との各々の形成範囲、電極集電体２１６と対極集電体２２０との大きさなどが調整されてもよい。これにより、実施の形態１および各変形例において示された電池のそれぞれが、作製されうる。また、複数の電池の積層を行うことで、後述する実施の形態２において示す積層電池が作製されうる。
また、本実施の形態における電池の製造方法においては、電極板と対極板との貼り合わせ時、または、複数の電池の積層時に、加圧が行われてもよい。電極板または対極板を個別に加圧してから封止部材３１４を形成してもよい。
（実施の形態２）
以下では、実施の形態２について説明する。なお、以下の説明において、上述の実施の形態１および各変形例との相違点を中心に説明し、共通点の説明を適宜、省略または簡略化する。
図１５は、実施の形態２における積層電池２０００の概略構成を示す断面図である。実施の形態２における積層電池２０００は、上述の実施の形態１または各変形例における電池を複数積層し、かつ、直列で接続してなる積層電池である。
図１５に示される例では、積層電池２０００は、３つの電池２００２、２００４および２００６をこの順で積層した構成を有する。電池２００２、２００４および２００６はそれぞれ、互いに同じ構成を有する。電池２００２、２００４および２００６の１つが第１電池の一例であり、電池２００２、２００４および２００６の他の１つが第２電池の一例である。
例えば、電池２００２、２００４および２００６はそれぞれ、実施の形態１の変形例５における電池１５００とほぼ同じ構成を有する。なお、電池２００２、２００４および２００６の少なくとも１つは、実施の形態１における電池１０００であってもよく、変形例１から変形例８における電池１１００から電池１８００の少なくとも１つであってもよい。
積層電池２０００においては、所定の電池（例えば、単電池）の電極集電体と、別の電池（例えば、単電池）の対極集電体とを接合することで、複数の電池が積層されている。具体的には、図１５に示されるように、電池２００２の電極集電体２１６と電池２００４の対極集電体２２０とが接合されている。電池２００４の電極集電体２１６と電池２００６の対極集電体２２０とが接合されている。電極集電体２１６と対極集電体２２０との接合は、直接接合されてもよく、導電性接着剤または溶接法などにより接合されてもよい。電池２００２、２００４および２００６は、直列に接続されている。
図１５に示されるように、積層電池２０００は、さらに、電気絶縁部材２０１０を備える。電気絶縁部材２０１０は、電池２００２、２００４および２００６の各々の側面を覆っている。これにより、積層電池２０００における複数の電池の積層状態を、より強固に維持することができる。電気絶縁部材２０１０は、電気的に絶縁性を有する樹脂材料を用いて形成されている。電気絶縁部材２０１０は、例えば、封止部材３１４と同じ材料を用いて形成されていてもよい。
なお、積層電池２０００が備える電池の数は、３以上であってもよく、２つのみであってもよい。積層される電池の数を調整することで、所望の電池特性を得ることができる。
また、積層電池を構成する際に、必要な特性に応じて、複数の電池を並列接続してもよい。また、並列接続された２以上の電池と直列接続された２以上の電池とが混在してもよい。これにより、僅かな体積で高容量の積層電池を実現できる。
以上の構成によれば、複数の単電池を直列に積層することにより、高電圧を得ることができる。したがって、直列型であり、かつ、短絡リスクが小さく、電気的接続の信頼性が高い積層電池を実現できる。すなわち、集電体同士の接触による短絡リスクが小さく、かつ、発電要素１０４に加わる外力を小さくしつつ、電気的接続の信頼性が高い直列積層のバイポーラ構造を形成できる。
図１６は、実施の形態２における積層電池２０００の使用例を模式的に示す図である。積層電池２０００は、図１６に示されるように、例えば電極押さえ２０２０と対極押さえ２０３０との間に挟み込まれて加圧されている。電極押さえ２０２０には、電極取り出し線２０２２が設けられている。対極押さえ２０３０には、対極取り出し線２０３２が設けられている。電極押さえ２０２０、対極押さえ２０３０、電極取り出し線２０２２および対極取り出し線２０３２はそれぞれ、導電性を有する金属材料などで形成されている。これにより、電極取り出し線２０２２および対極取り出し線２０３２を介して、積層電池２０００から電流を取り出すことができる。
電極押さえ２０２０と対極押さえ２０３０との間に電池または積層電池を挟み込んで加圧しても、第１積層部分４１０が加圧を受けることにより、電気的接続の良化と発電要素１００の破損の抑制という効果を両立することができる。
なお、積層電池２０００は、封止ケースに内包されてもよい。封止ケースとしては、例えば、ラミネート袋、金属缶、樹脂ケースなどの封止ケースが用いられうる。封止ケースを用いることで、発電要素が水分によって劣化することを抑制することができる。
［変形例］
以下では、実施の形態２の複数の変形例について説明する。なお、以下の複数の変形例の説明において、実施の形態２との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略または簡略化する。
＜変形例１＞
まず、実施の形態２の変形例１について、図１７を用いて説明する。図１７は、実施の形態２の変形例１における積層電池２１００の概略構成を示す図である。具体的には、図１７の（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、積層電池２１００の厚み方向に平行な２つの断面であって、互いに直交する２つの断面（ｘｚ断面とｙｚ断面）を表している。
変形例１における積層電池２１００では、第１積層部分４１８の位置が電池毎に調整されている。具体的には、積層電池２１００は、３つの電池２００２、２００４および２００６が積層された構造を有する。変形例１において、３つの電池２００２、２００４および２００６は、図１０に示されたように、発電要素１０４の平面視形状が矩形であり、かつ、２つの第１積層部分４１８が矩形の対辺に沿って設けられている電池である。
積層電池２１００では、図１０に示される電池の方向を揃えて積層されている。具体的には、図１７の（ａ）に示されるように、３つの電池２００２、２００４および２００６の各々の第１積層部分４１８が厚み方向において並んでいる。より具体的には、電池２００２の第１積層部分４１８と電池２００４の第１積層部分４１８とは、接している。電池２００４の第１積層部分４１８と電池２００６の第１積層部分４１８とは接している。
これにより、外力を加えた際にも発電要素１０４への応力を軽減することができ、積層電池２１００内の発電要素１０４の層間剥離および破損などを抑制することができる。つまり、外力に対する積層電池２１００内の発電要素１０４の機械的強度を高めることができる。
一方で、図１７の（ｂ）に示されるように、３つの電池２００２、２００４および２００６の各々の第３積層部分４３０も厚み方向において並んでいる。このとき、電池２００２の第３積層部分４３０と電池２００４の第３積層部分４３０とは、接しておらず、空間２１１０が介在している。電池２００４の第３積層部分４３０と電池２００６の第３積層部分４３０とは、接しておらず、空間２１２０が介在している。
つまり、積層電池２１００は、積層された第１電池と第２電池との間に、空間を有する。具体的には、図１７の（ｂ）に示されるように、電池２００２と電池２００４との間には、空間２１１０が設けられている。電池２００４と電池２００６との間には、空間２１２０が設けられている。
空間２１１０および２１２０は、放熱空間として機能する。放熱空間の向きが揃っているので、例えば冷却ファンなどを用いたときの風の通りが良く、効率良く冷却することができる。また、電池の充放電に伴う体積膨張を、空間２１１０および２１２０によって吸収することができる。空間２１１０および２１２０は、電気配線または光通信などの経路として用いることもできる。
＜変形例２＞
次に、実施の形態２の変形例２について、図１８を用いて説明する。図１８は、実施の形態２の変形例２における積層電池２２００の概略構成を示す図である。具体的には、図１８の（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、積層電池２２００の厚み方向に平行な２つの断面であって、互いに直交する２つの断面（ｘｚ断面とｙｚ断面）を表している。
図１８に示される積層電池２２００では、第１電池の第１積層部分は、第２電池における第１積層部分ではない部分に接している。具体的には、積層電池２２００では、変形例１における積層電池２１００と比較して、電池２００４の配置の向きが異なっている。具体的には、図１８に示される電池２００４は、図１７に示される電池２００４と比べて、平面視において９０°回転させて積層されている。つまり、本変形例における積層電池２２００では、電池の積層毎に、電池が９０°ずつ回転させて積層されている。
このため、図１８の（ａ）に示されるように、電池２００２の第１積層部分４１８と、電池２００４の第３積層部分４３０と、電池２００６の第１積層部分４１８とが、厚み方向に並んでいる。電池２００２の第１積層部分４１８と、電池２００４の第３積層部分４３０とは接している。電池２００４の第３積層部分４３０と電池２００６の第１積層部分４１８とは、接しておらず、空間２１２０が介在している。
また、図１８の（ｂ）に示されるように、電池２００２の第３積層部分４３０と、電池２００４の第１積層部分４１８と、電池２００６の第３積層部分４３０とが、厚み方向に並んでいる。電池２００２の第３積層部分４３０と電池２００４の第１積層部分４１８とは、接しておらず、空間２１１０が介在している。電池２００４の第１積層部分４１８と電池２００６の第３積層部分４３０とは接している。
このように、図１８に示される積層電池２２００では、各電池の第１積層部分４１８が井桁状に積み重なっているので、積層電池２２００の機械的強度が更に向上する。つまり、外力に対する積層電池２２００内の発電要素１０４の機械的強度を一層高めることができる。さらに、変形例１と同様に、積層電池２２００では、空間２１１０および２１２０が放熱空間として機能するので、放熱性を高めることができる。
（他の実施の形態）
以上、１つまたは複数の態様における電池および積層電池について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本開示の主旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したもの、および、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の範囲内に含まれる。
例えば、上記の実施の形態では、封止部材３１０、３１２、３１４、３１６または３１７は、電極集電体２１０、２１２、２１４、２１６または２１８に接していなくてもよい。例えば、電極層１１０が電極集電体２１０、２１２、２１４、２１６または２１８の全面に形成されていてもよく、封止部材３１０、３１２、３１４、３１６または３１７は、電極層１１０と対極集電体２２０または２２２との間に位置し、電極層１１０に接していてもよい。
同様に、封止部材３１０、３１２、３１４、３１６または３１７は、対極集電体２２０または２２２に接していなくてもよい。例えば、対極層１２０または１２２が対極集電体２２０または２２２の全面に形成されていてもよく、封止部材３１０、３１２、３１４、３１６または３１７は、対極層１２０または１２２と電極集電体２１０、２１２、２１４、２１６または２１８との間に位置し、対極層１２０または１２２に接していてもよい。
また、例えば、封止部材３１０、３１２、３１４、３１６または３１７は、発電要素１００、１０２、１０４または１０６に接していなくてもよい。
また、例えば、電解質層１３０は、固体電解質層でなくてもよく、電解液であってもよい。
また、例えば、上記の各実施の形態および各変形例では、封止部材３１０、３１２、３１４、３１６または３１７の厚みを発電要素１００、１０２または１０４の厚みと異ならせることにより、各第１積層部分の厚みＴ１と各第２積層部分の厚みＴ２とを異ならせる例について説明したが、これに限らない。例えば、各電極集電体および各対極集電体の少なくとも一方の厚みが異なっていてもよい。
具体的には、第１積層部分４１０、４１２、４１４、４１６、４１８または４１９において、封止部材３１０、３１２、３１４、３１６または３１７の厚みは、発電要素１００、１０２または１０４の厚みと同じであってもよく、発電要素１００、１０２または１０４の厚みより小さくてもよい。電極集電体２１０、２１２、２１４、２１６または２１８、および、対極集電体２２０または２２２の少なくとも一方の厚みが、第１積層部分４１０、４１２、４１４、４１６、４１８または４１９において第２積層部分４２０よりも大きくてもよい。例えば、各電極集電体の第１板部２１０ａ、２１２ａ、２１４ａ、２１６ａまたは２１８ａの厚みは、各電極集電体の第２板部２１０ｂの厚みより大きくてもよい。あるいは、各対極集電体の第１板部２２０ａ、２２２ａ、２２４ａ、２２６ａまたは２２８ａの厚みは、各対極集電体の第２板部２２０ｂの厚みより大きくてもよい。
また、上記の各実施の形態は、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
本開示の電池および積層電池は、電子機器、電気器具装置、電気車両などの電池として、利用されうる。
１００、１０２、１０４ 発電要素
１１０ 電極層
１２０、１２２ 対極層
１３０、１３２、１３３ 電解質層
１３４ 電極側電解質層
１３５ 対極側電解質層
２１０、２１２、２１４、２１６、２１８ 電極集電体
２１０ａ、２１２ａ、２１４ａ、２１６ａ、２１８ａ、２２０ａ、２２２ａ、２２４ａ、２２６ａ、２２８ａ 第１板部
２１０ｂ、２２０ｂ 第２板部
２１８ｃ、２２０ｃ 第３板部
２２０、２２２ 対極集電体
２３０、２３２、２３４ 第１領域
２４０ 第２領域
３１０、３１２、３１４、３１６、３１７ 封止部材
３１６ａ 第１封止部分
３１６ｂ 第２封止部分
３１８ 第１封止部材
３１９ 第２封止部材
２５０ 対向領域
４１０、４１２、４１４、４１６、４１８、４１８ａ、４１８ｂ、４１９ 第１積層部分
４２０ 第２積層部分
４３０ 第３積層部分
５００ 加圧冶具
５１０ 上冶具
５１２ 突起
５２０ 下冶具
１０００、１１００、１２００、１３００、１４００、１５００、１６００、１７００、１８００、２００２、２００４、２００６ 電池
２０００、２１００、２２００ 積層電池
２０１０ 電気絶縁部材
２０２０ 電極押さえ
２０２２ 電極取り出し線
２０３０ 対極押さえ
２０３２ 対極取り出し線
２１１０、２１２０ 空間

Claims (23)

  1. 電池であって、
    電極層、前記電極層に対向する対極層、及び前記電極層と前記対極層との間に配置される固体電解質層を含み、全固体電池である単電池と、
    前記電極層に接する電極集電体と、
    前記対極層に接する対極集電体と、
    前記電極集電体と前記対極集電体との間に配置される封止部材と、
    を備え、
    前記単電池は、前記電極集電体と前記対極集電体との間に配置され、
    前記電池を厚み方向に見た場合において、
    前記電極集電体は、前記電極層と重ならない第１領域を含み、前記第１領域は、前記電極集電体の外周の少なくとも一部を含み、
    前記対極集電体は、前記対極層と重ならない第２領域を含み、前記第２領域は、前記対極集電体の外周の少なくとも一部を含み、
    前記封止部材は、前記第１領域及び前記第２領域と重なっており、
    前記封止部材の少なくとも一部である第１封止部分と、前記電極集電体の一部であって、前記電池を厚み方向に見た場合において前記第１封止部分に重なる部分と、前記対極集電体の一部であって、前記電池を厚み方向に見た場合において前記第１封止部分に重なる部分と、を含む部分を第１積層部分とし、
    前記単電池と、前記電極集電体の一部であって、前記電池を厚み方向に見た場合において前記単電池に重なる部分と、前記対極集電体の一部であって、前記電池を厚み方向に見た場合において前記単電池に重なる部分と、を含む部分を第２積層部分とすると、
    前記第１積層部分の厚みは、前記第２積層部分の厚みより大きい、
    電池。
  2. 前記封止部材は、前記単電池を囲んでいる、
    請求項１に記載の電池。
  3. 前記電池を厚み方向に見た場合において、前記第１積層部分は、互いに離間し、前記単電池の外側に位置する、複数の島状部分を含む、
    請求項１または２に記載の電池。
  4. 前記電池を厚み方向に見た場合において、前記第１積層部分は、前記単電池の外側に、前記単電池の外周に沿って配置された長尺形状を有する、
    請求項１から３のいずれかに記載の電池。
  5. 前記単電池の形状は、前記電池を厚み方向に見た場合において、矩形であり、
    前記第１積層部分は、前記矩形の２つの対辺のそれぞれに沿って位置する、２つの部分を含む、
    請求項１から４のいずれかに記載の電池。
  6. 前記第１積層部分は、前記電池を厚み方向に見た場合において、前記単電池の全周に沿って連続的に配置される、
    請求項１に記載の電池。
  7. 前記第１積層部分は、前記第２積層部分よりも前記電池の厚み方向において両側に突出している、
    請求項１から６のいずれかに記載の電池。
  8. 前記封止部材は、前記単電池に接する、
    請求項１から７のいずれかに記載の電池。
  9. 前記封止部材は、第１材料を含む第１封止部材と、前記第１材料と異なる第２材料を含む第２封止部材とを含み、
    前記第１封止部材は、前記第２封止部材よりも前記電極集電体の近くに位置し、
    前記第２封止部材は、前記第１封止部材よりも前記対極集電体の近くに位置する、
    請求項１から８のいずれかに記載の電池。
  10. 前記封止部材は、第１材料を含み、
    前記第１材料は、絶縁性であり、かつ、イオン伝導性を有さない材料である、
    請求項１から８のいずれかに記載の電池。
  11. 前記第１材料は、樹脂を含む、
    請求項９または１０に記載の電池。
  12. 前記第１材料は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、及びシルセスキオキサンからなる群から選択される少なくとも１種である、
    請求項９から１１のいずれかに記載の電池。
  13. 前記封止部材は、粒子状の金属酸化物材料を含む、
    請求項１から１２のいずれかに記載の電池。
  14. 前記封止部材は、前記第１封止部分とは異なる第２封止部分をさらに含み、
    前記第２封止部分と、前記電極集電体の一部であって、前記電池を厚み方向に見た場合において前記第２封止部分に重なる部分と、前記対極集電体の一部であって、前記電池を厚み方向に見た場合において前記第２封止部分に重なる部分と、を含む部分を第３積層部分とすると、
    前記第３積層部分の厚みは、前記第２積層部分の厚みと等しい、
    請求項１から１３のいずれかに記載の電池。
  15. 第１電池と、
    前記第１電池と積層される第２電池と、を備え、
    前記第１電池及び前記第２電池の各々は、
    電極層、前記電極層に対向する対極層、及び前記電極層と前記対極層との間に配置される固体電解質層を含み、全固体電池である単電池と、
    前記電極層に接する電極集電体と、
    前記対極層に接する対極集電体と、
    前記電極集電体と前記対極集電体との間に配置される封止部材と、
    を含み、
    前記単電池は、前記電極集電体と前記対極集電体との間に配置され、
    前記第１電池及び前記第２電池の各々を厚み方向に見た場合において、
    前記電極集電体は、前記電極層と重ならない第１領域を含み、前記第１領域は、前記電極集電体の外周の少なくとも一部を含み、
    前記対極集電体は、前記対極層と重ならない第２領域を含み、前記第２領域は、前記対極集電体の外周の少なくとも一部を含み、
    前記封止部材は、前記第１領域及び前記第２領域と重なっており、
    前記封止部材の少なくとも一部である第１封止部分と、前記電極集電体の一部であって、前記第１電池及び前記第２電池の各々を厚み方向に見た場合において前記第１封止部分に重なる部分と、前記対極集電体の一部であって、前記第１電池及び前記第２電池の各
    々を厚み方向に見た場合において前記第１封止部分に重なる部分と、を含む部分を第１積層部分とし、
    前記単電池と、前記電極集電体の一部であって、前記第１電池及び前記第２電池の各々を厚み方向に見た場合において前記単電池に重なる部分と、前記対極集電体の一部であって、前記第１電池及び前記第２電池の各々を厚み方向に見た場合において前記単電池に重なる部分と、を含む部分を第２積層部分とすると、
    前記第１積層部分の厚みは、前記第２積層部分の厚みより大きい、
    積層電池。
  16. 前記第１電池と前記第２電池との間に、空間を有する、
    請求項１５に記載の積層電池。
  17. 前記第１電池の前記第１積層部分は、前記第２電池の前記第１積層部分ではない部分に接する、
    請求項１５または１６に記載の積層電池。
  18. 電池であって、
    電極層、前記電極層に対向する対極層、及び前記電極層と前記対極層との間に配置される固体電解質層を含む単電池と、
    前記電極層に接する電極集電体と、
    前記対極層に接する対極集電体と、
    前記電極集電体と前記対極集電体との間に配置される封止部材と、
    を備え、
    前記単電池は、前記電極集電体と前記対極集電体との間に配置され、
    前記電池を厚み方向に見た場合において、
    前記電極集電体は、前記電極層と重ならない第１領域を含み、前記第１領域は、前記電極集電体の外周の少なくとも一部を含み、
    前記対極集電体は、前記対極層と重ならない第２領域を含み、前記第２領域は、前記対極集電体の外周の少なくとも一部を含み、
    前記封止部材は、前記第１領域及び前記第２領域と重なっており、
    前記封止部材の少なくとも一部である第１封止部分と、前記電極集電体の一部であって、前記電池を厚み方向に見た場合において前記第１封止部分に重なる部分と、前記対極集電体の一部であって、前記電池を厚み方向に見た場合において前記第１封止部分に重なる部分と、を含む部分を第１積層部分とし、
    前記単電池と、前記電極集電体の一部であって、前記電池を厚み方向に見た場合において前記単電池に重なる部分と、前記対極集電体の一部であって、前記電池を厚み方向に見た場合において前記単電池に重なる部分と、を含む部分を第２積層部分とすると、
    前記第１積層部分の厚みは、前記第２積層部分の厚みより大きく、
    前記電池を厚み方向に見た場合において、前記第１積層部分は、互いに離間し、前記単電池の外側に位置する、複数の島状部分を含む、
    電池。
  19. 電池であって、
    電極層、前記電極層に対向する対極層、及び前記電極層と前記対極層との間に配置される固体電解質層を含む単電池と、
    前記電極層に接する電極集電体と、
    前記対極層に接する対極集電体と、
    前記電極集電体と前記対極集電体との間に配置される封止部材と、
    を備え、
    前記単電池は、前記電極集電体と前記対極集電体との間に配置され、
    前記電池を厚み方向に見た場合において、
    前記電極集電体は、前記電極層と重ならない第１領域を含み、前記第１領域は、前記電極集電体の外周の少なくとも一部を含み、
    前記対極集電体は、前記対極層と重ならない第２領域を含み、前記第２領域は、前記対極集電体の外周の少なくとも一部を含み、
    前記封止部材は、前記第１領域及び前記第２領域と重なっており、
    前記封止部材の少なくとも一部である第１封止部分と、前記電極集電体の一部であって、前記電池を厚み方向に見た場合において前記第１封止部分に重なる部分と、前記対極集電体の一部であって、前記電池を厚み方向に見た場合において前記第１封止部分に重なる部分と、を含む部分を第１積層部分とし、
    前記単電池と、前記電極集電体の一部であって、前記電池を厚み方向に見た場合において前記単電池に重なる部分と、前記対極集電体の一部であって、前記電池を厚み方向に見た場合において前記単電池に重なる部分と、を含む部分を第２積層部分とすると、
    前記第１積層部分の厚みは、前記第２積層部分の厚みより大きく、
    前記封止部材は、前記単電池に接する、
    電池。
  20. 電池であって、
    電極層、前記電極層に対向する対極層、及び前記電極層と前記対極層との間に配置される固体電解質層を含む単電池と、
    前記電極層に接する電極集電体と、
    前記対極層に接する対極集電体と、
    前記電極集電体と前記対極集電体との間に配置される封止部材と、
    を備え、
    前記単電池は、前記電極集電体と前記対極集電体との間に配置され、
    前記電池を厚み方向に見た場合において、
    前記電極集電体は、前記電極層と重ならない第１領域を含み、前記第１領域は、前記電極集電体の外周の少なくとも一部を含み、
    前記対極集電体は、前記対極層と重ならない第２領域を含み、前記第２領域は、前記対極集電体の外周の少なくとも一部を含み、
    前記封止部材は、前記第１領域及び前記第２領域と重なっており、
    前記封止部材の少なくとも一部である第１封止部分と、前記電極集電体の一部であって、前記電池を厚み方向に見た場合において前記第１封止部分に重なる部分と、前記対極集電体の一部であって、前記電池を厚み方向に見た場合において前記第１封止部分に重なる部分と、を含む部分を第１積層部分とし、
    前記単電池と、前記電極集電体の一部であって、前記電池を厚み方向に見た場合において前記単電池に重なる部分と、前記対極集電体の一部であって、前記電池を厚み方向に見た場合において前記単電池に重なる部分と、を含む部分を第２積層部分とすると、
    前記第１積層部分の厚みは、前記第２積層部分の厚みより大きく、
    前記封止部材は、第１材料を含む第１封止部材と、前記第１材料と異なる第２材料を含む第２封止部材とを含み、
    前記第１封止部材は、前記第２封止部材よりも前記電極集電体の近くに位置し、
    前記第２封止部材は、前記第１封止部材よりも前記対極集電体の近くに位置する、
    電池。
  21. 電池であって、
    電極層、前記電極層に対向する対極層、及び前記電極層と前記対極層との間に配置される固体電解質層を含む単電池と、
    前記電極層に接する電極集電体と、
    前記対極層に接する対極集電体と、
    前記電極集電体と前記対極集電体との間に配置される封止部材と、
    を備え、
    前記単電池は、前記電極集電体と前記対極集電体との間に配置され、
    前記電池を厚み方向に見た場合において、
    前記電極集電体は、前記電極層と重ならない第１領域を含み、前記第１領域は、前記電極集電体の外周の少なくとも一部を含み、
    前記対極集電体は、前記対極層と重ならない第２領域を含み、前記第２領域は、前記対極集電体の外周の少なくとも一部を含み、
    前記封止部材は、前記第１領域及び前記第２領域と重なっており、
    前記封止部材の少なくとも一部である第１封止部分と、前記電極集電体の一部であって、前記電池を厚み方向に見た場合において前記第１封止部分に重なる部分と、前記対極集電体の一部であって、前記電池を厚み方向に見た場合において前記第１封止部分に重なる部分と、を含む部分を第１積層部分とし、
    前記単電池と、前記電極集電体の一部であって、前記電池を厚み方向に見た場合において前記単電池に重なる部分と、前記対極集電体の一部であって、前記電池を厚み方向に見た場合において前記単電池に重なる部分と、を含む部分を第２積層部分とすると、
    前記第１積層部分の厚みは、前記第２積層部分の厚みより大きく、
    前記封止部材は、前記第１封止部分とは異なる第２封止部分をさらに含み、
    前記第２封止部分と、前記電極集電体の一部であって、前記電池を厚み方向に見た場合において前記第２封止部分に重なる部分と、前記対極集電体の一部であって、前記電池を厚み方向に見た場合において前記第２封止部分に重なる部分と、を含む部分を第３積層部分とすると、
    前記第３積層部分の厚みは、前記第２積層部分の厚みと等しい、
    電池。
  22. 第１電池と、
    前記第１電池と積層される第２電池と、を備え、
    前記第１電池及び前記第２電池の各々は、
    電極層、前記電極層に対向する対極層、及び前記電極層と前記対極層との間に配置される固体電解質層を含む単電池と、
    前記電極層に接する電極集電体と、
    前記対極層に接する対極集電体と、
    前記電極集電体と前記対極集電体との間に配置される封止部材と、
    を含み、
    前記単電池は、前記電極集電体と前記対極集電体との間に配置され、
    前記第１電池及び前記第２電池の各々を厚み方向に見た場合において、
    前記電極集電体は、前記電極層と重ならない第１領域を含み、前記第１領域は、前記電極集電体の外周の少なくとも一部を含み、
    前記対極集電体は、前記対極層と重ならない第２領域を含み、前記第２領域は、前記対極集電体の外周の少なくとも一部を含み、
    前記封止部材は、前記第１領域及び前記第２領域と重なっており、
    前記封止部材の少なくとも一部である第１封止部分と、前記電極集電体の一部であって、前記第１電池及び前記第２電池の各々を厚み方向に見た場合において前記第１封止部分に重なる部分と、前記対極集電体の一部であって、前記第１電池及び前記第２電池の各
    々を厚み方向に見た場合において前記第１封止部分に重なる部分と、を含む部分を第１積層部分とし、
    前記単電池と、前記電極集電体の一部であって、前記第１電池及び前記第２電池の各々を厚み方向に見た場合において前記単電池に重なる部分と、前記対極集電体の一部であって、前記第１電池及び前記第２電池の各々を厚み方向に見た場合において前記単電池に重なる部分と、を含む部分を第２積層部分とすると、
    前記第１積層部分の厚みは、前記第２積層部分の厚みより大きく、
    前記第１電池と前記第２電池との間に、空間を有する、
    積層電池。
  23. 第１電池と、
    前記第１電池と積層される第２電池と、を備え、
    前記第１電池及び前記第２電池の各々は、
    電極層、前記電極層に対向する対極層、及び前記電極層と前記対極層との間に配置される固体電解質層を含む単電池と、
    前記電極層に接する電極集電体と、
    前記対極層に接する対極集電体と、
    前記電極集電体と前記対極集電体との間に配置される封止部材と、
    を含み、
    前記単電池は、前記電極集電体と前記対極集電体との間に配置され、
    前記第１電池及び前記第２電池の各々を厚み方向に見た場合において、
    前記電極集電体は、前記電極層と重ならない第１領域を含み、前記第１領域は、前記電極集電体の外周の少なくとも一部を含み、
    前記対極集電体は、前記対極層と重ならない第２領域を含み、前記第２領域は、前記対極集電体の外周の少なくとも一部を含み、
    前記封止部材は、前記第１領域及び前記第２領域と重なっており、
    前記封止部材の少なくとも一部である第１封止部分と、前記電極集電体の一部であって、前記第１電池及び前記第２電池の各々を厚み方向に見た場合において前記第１封止部分に重なる部分と、前記対極集電体の一部であって、前記第１電池及び前記第２電池の各
    々を厚み方向に見た場合において前記第１封止部分に重なる部分と、を含む部分を第１積層部分とし、
    前記単電池と、前記電極集電体の一部であって、前記第１電池及び前記第２電池の各々を厚み方向に見た場合において前記単電池に重なる部分と、前記対極集電体の一部であって、前記第１電池及び前記第２電池の各々を厚み方向に見た場合において前記単電池に重なる部分と、を含む部分を第２積層部分とすると、
    前記第１積層部分の厚みは、前記第２積層部分の厚みより大きく、
    前記第１電池の前記第１積層部分は、前記第２電池の前記第１積層部分ではない部分に接する、
    積層電池。
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