WO2019164006A1 - 全固体電池 - Google Patents

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WO2019164006A1
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battery
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友裕 加藤
宏恵 石原
潔 熊谷
圭輔 清水
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株式会社村田製作所
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Definitions

  • This technology relates to an all-solid battery having a package structure.
  • Electrode ion secondary batteries mainly use a liquid (electrolytic solution) as an electrolyte.
  • Typical electrolyte solutions including ethylene carbonate (EC) are flammable substances. For this reason, there has been a problem that the electrolyte solution leaks during use or storage, and the electrolyte solution ignites when a short circuit occurs.
  • a battery developed to overcome these problems is an all-solid-state battery. All-solid battery electrolytes are solid and non-flammable, so there are no problems of leakage or ignition.
  • Patent Document 1 discloses an all-solid battery having a structure in which a protective layer is disposed on the surface of a power storage layer and the end is raised, and Patent Document 2 covers a waterproof layer on the surface of the power storage layer.
  • An all solid state battery having a structure in which an elastic layer is coated on the outside is disclosed.
  • JP 2016-001601 A Japanese Patent Laid-Open No. 2015-220099
  • All solid batteries generally expand and contract in the same way as polymer batteries during charging and discharging.
  • the barrier layer is directly formed on the outer layer of the all-solid battery as in Patent Documents 1 and 2
  • peeling or cracking occurs in the barrier layer due to the expansion or contraction of the battery due to charge / discharge, and moisture enters the all-solid battery.
  • the battery could be deteriorated.
  • the barrier layer not only prevents moisture from entering, but also serves to prevent diffusion of lithium ions from the all-solid battery. Lithium ions have an effect on other mounted components, particularly semiconductor components. For this reason, it is necessary to devise a device that stabilizes the shape of the all-solid-state battery that repeatedly expands and contracts during charge and discharge.
  • one of the objects of the present technology is to provide an all-solid-state battery having a package structure in which peeling or cracking does not occur in the barrier layer during charge / discharge.
  • An all-solid-state battery having a power storage unit in which a positive electrode layer and a negative electrode layer are stacked via an electrolyte layer, and an internal electrode at an end of the power storage unit, It has an electrode extraction part connected to the internal electrode, A part of the power storage unit, internal electrode, and electrode extraction unit is covered with a buffer layer and a barrier layer, Of the buffer layer and the barrier layer, the outer layer is covered with an impact resistant layer, The other part of the electrode extraction part was extended from the impact-resistant layer, It is an all-solid-state battery. According to this configuration, even if charging and discharging are repeated, moisture does not enter the barrier layer of the all solid state battery, and deterioration of the all solid state battery can be prevented.
  • the electrode extraction part is plate-shaped, and a part of the electrode extraction part is connected in a direction substantially parallel to the internal electrode, This is an all-solid-state battery in which another part of the electrode lead-out portion extending from the impact-resistant layer is bent outward. According to this configuration, by providing the plate-like external terminal, the contact resistance can be reduced, and the bonding strength with the internal electrode can be improved for the surface contact. Furthermore, since it has been shaped as an external terminal, steps such as wire cutting can be omitted.
  • An electric circuit is provided outside the buffer layer and the barrier layer and inside the impact resistant layer.
  • the protection circuit for the secondary battery can be provided integrally with the all-solid battery, and the mounting space on the printed circuit board on which the electric circuit is arranged can be reduced. Further, since the diffusion of lithium ions can be prevented, the influence on the electric circuit can be suppressed.
  • the buffer layer is made of a material having flexibility and stretchability, and is disposed inside the barrier layer. With this configuration, the buffer layer can absorb the expansion / contraction of the all-solid-state battery.
  • Such a material having flexibility and stretchability is, for example, polyimide silicone.
  • At least one of the buffer layer and the barrier layer is provided in two or more layers, and the buffer layer and the barrier layer are alternately and repeatedly laminated. According to such a configuration, moisture ingress can be reliably suppressed. Further, diffusion of lithium ions to the outside can be prevented.
  • the barrier layer is made of silicon nitride or silicon oxynitride.
  • this barrier layer is made of silicon oxynitride having a light refractive index of 1.7 or more.
  • the impact resistant layer is composed of epoxy resin and silica.
  • the effect described here is not necessarily limited, and may be any effect described in the present technology or an effect different from them.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view for describing an all solid state battery according to a first embodiment of the present technology.
  • FIG. 2 is a scanning electron microscope image of a cross section for explaining the all solid state battery according to the first embodiment of the present technology.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining an example of the manufacturing process of the all solid state battery according to the first embodiment of the present technology.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining an example of the manufacturing process of the all solid state battery according to the first embodiment of the present technology.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining an example of a manufacturing process of the all solid state battery according to the first embodiment of the present technology.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining an example of the manufacturing process of the all solid state battery according to the first embodiment of the present technology.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining an example of the manufacturing process of the all solid state battery according to the first embodiment of the present technology.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining an example of the manufacturing process of the all solid state battery according to the first embodiment of the present technology.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining an example of the manufacturing process of the all solid state battery according to the first embodiment of the present technology.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining an example of the manufacturing process of the all solid state battery according to the first embodiment of the present technology.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining an example of the manufacturing process of the all solid state battery according to the first embodiment of the present technology.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view for explaining an example of the manufacturing process of the all solid state battery according to the first embodiment of the present technology.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view for explaining an example of a manufacturing process of the all solid state battery according to the first embodiment of the present technology.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view for explaining an example of the manufacturing process of the all solid state battery according to the first embodiment of the present technology.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view for explaining an all solid state battery according to a second embodiment of the present technology.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view for explaining an example of the manufacturing process of the all solid state battery according to the second embodiment of the present technology.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view for explaining an example of the manufacturing process of the all solid state battery according to the second embodiment of the present technology.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view for explaining an example of the manufacturing process of the all solid state battery according to the second embodiment of the present technology.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view for explaining an example of the manufacturing process of the all solid state battery according to the second embodiment of the present technology.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view for explaining an example of a manufacturing process of the all solid state battery according to the second embodiment of the present technology.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view for explaining an example of the manufacturing process of the all solid state battery according to the second embodiment of the present technology.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view for explaining an example of the manufacturing process of the all solid state battery according to the second embodiment of the present technology.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view for explaining an example of the manufacturing process of the all solid state battery according to the second embodiment of the present technology.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view for explaining an example of the manufacturing process of the all solid state battery according to the third embodiment of the present technology.
  • FIG. 25 is a cross-sectional view for explaining an all solid state battery according to a third embodiment of the present technology.
  • FIG. 26 is a plan view showing an example of the appearance of a universal credit card as an application example.
  • FIG. 27 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a wireless sensor node as an application example.
  • FIG. 28 is a perspective view illustrating an example of an appearance of a wristband type electronic device as an application example.
  • FIG. 29 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a wristband type electronic device as an application example.
  • FIG. 30 is a perspective view showing an example of the overall configuration of a smart watch as an application example.
  • FIG. 31 is a perspective view showing an example of the appearance of a glasses-type terminal as an application example.
  • FIG. 32 is a schematic diagram illustrating an example of a configuration of a power storage system in a vehicle as an application example.
  • the all-solid-state battery according to the first embodiment is formed by coating a barrier layer around the positive electrode layer and the negative electrode layer in order to prevent moisture from entering the all-solid-state battery, and by expanding and contracting the battery during charge / discharge.
  • a buffer layer is disposed on the inner side adjacent to the barrier layer in order to prevent peeling and cracks.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the all solid state battery according to the first embodiment.
  • an all-solid-state battery 1 has a power storage unit, and internal electrodes are attached to both left and right ends of the power storage unit in FIG. 1.
  • the power storage unit includes a solid electrolyte layer 5, a positive electrode layer 3 (positive electrode active material layer 3 a and positive electrode current collecting layer 3 b) provided on one main surface of the solid electrolyte layer 5, and the other main surface of the solid electrolyte layer 5.
  • the negative electrode layer 4 negative electrode active material layer / negative electrode current collecting layer provided on the substrate is laminated.
  • the periphery of these layers is partially covered with a separation layer 6 and a protective layer 7, and internal electrodes 8 are disposed on the side surfaces of the positive electrode layer 3 and the negative electrode layer 4, respectively.
  • the separation layer 6 is for electrically insulating the positive electrode layer 3 from the internal electrode 8 connected to the negative electrode layer 4.
  • the negative electrode layer 4 is electrically insulated from the internal electrode 8 connected to the positive electrode layer 3. Is to do.
  • the protective layer 7 protects the power storage unit.
  • a metal wire 9 is electrically connected to the internal electrode 8, and the metal wire 9 extends in a direction substantially perpendicular to the internal electrode 8.
  • All of the internal electrodes 8 and a part of the metal wire 9 are alternately covered with the buffer layer 10 and the barrier layer 11, and the outside and a part of the metal wire 9 are covered with the impact resistant layer 12.
  • the impact-resistant layer 12 and a part of the metal wire 9 are covered with the external electrode 13, and the entire external electrode 13 and a part of the metal wire 9 are made of the Ni plating layer 14, the Sn plating layer 15, the solder The coating 16 is covered in this order.
  • the all solid state battery in the first embodiment shown in FIG. 1 is composed of two positive electrode layers 3 and three negative electrode layers 4, but the positive electrode layer 3 and the negative electrode layer 4 may be a single layer. It may be composed of a plurality of layers other than
  • the protective layer 7 contains a Li-containing solid electrolyte having Li ion conductivity.
  • the protective layer 7 may contain at least one of Li-free glass, glass ceramics, and crystals having non-Li ion conductivity.
  • the solid electrolyte is the same as that contained in the solid electrolyte layer 5 described later.
  • the composition (type of material) or composition ratio of the solid electrolytes contained in the solid electrolyte layer 5 and the protective layer 7 may be the same or different.
  • the volume occupancy of the solid electrolyte in the protective layer 7 is preferably 10 vol% or more, more preferably 20 vol% or more, and even more preferably 30 vol% or more.
  • the upper limit value of the volume occupation rate is not particularly limited, and may be 100 vol%.
  • the Li ion conductivity of the protective layer 7 is preferably 1.0 ⁇ 10 ⁇ 10 S / cm or more.
  • the Li ion conductivity of the protective layer 7 is determined by the AC impedance method as follows. First, a part of the protective layer 7 is taken out as a rectangular plate-shaped piece from the all-solid battery by ion milling or polishing.
  • an electrode made of gold (Au) is formed on both ends of the taken out small piece to prepare a sample.
  • AC impedance measurement (frequency: 10 ⁇ 1 Hz to 10 +6 Hz, voltage: 100 mV, 1000 mV) is performed on the sample at room temperature (25 ° C.) using an impedance measuring device (manufactured by Toyo Technica Co., Ltd.). -Create a call plot. Subsequently, the ionic conductivity is obtained from the Cole-Cole plot.
  • the solid electrolyte layer 5 contains a solid electrolyte containing Li.
  • the solid electrolyte is at least one of an oxide glass and an oxide glass ceramic that are lithium ion conductors, and is preferably an oxide glass ceramic from the viewpoint of improving Li ion conductivity.
  • the stability of the solid electrolyte layer 5 against the atmosphere (moisture) can be improved.
  • the solid electrolyte layer 5 is a sintered body of a green sheet as a solid electrolyte layer precursor, for example.
  • the glass means a crystallographically amorphous material such as halo observed in X-ray diffraction or electron beam diffraction.
  • Glass ceramics refers to a crystallographic mixture of amorphous and crystalline materials, such as peaks and halos observed in X-ray diffraction, electron beam diffraction, and the like.
  • the Li ion conductivity of the solid electrolyte is preferably 10 ⁇ 7 S / cm or more from the viewpoint of improving battery performance.
  • the Li ion conductivity of the solid electrolyte is the Li ion conductivity of the protective layer 7 described above, except that the solid electrolyte layer 5 is taken out of the all-solid battery by ion milling or polishing, and a measurement sample is produced using this. It is calculated
  • the solid electrolyte contained in the solid electrolyte layer 5 is sintered.
  • the sintering temperature of the oxide glass and the oxide glass ceramic that is a solid electrolyte is preferably 550 ° C. or lower, more preferably 300 ° C. or higher and 550 ° C. or lower, and even more preferably 300 ° C. or higher and 500 ° C. or lower.
  • the carbon material can be prevented from being burned out in the sintering process, so that the carbon material can be used as the negative electrode active material. Therefore, the energy density of the battery can be further improved.
  • the positive electrode active material layer 3a contains a conductive agent
  • a carbon material can be used as the conductive agent. Therefore, a good electron conduction path can be formed in the positive electrode active material layer 3a, and the conductivity of the positive electrode active material layer 3a can be improved.
  • the negative electrode layer 4 contains a conductive agent, a carbon material can be used as the conductive agent, so that the conductivity of the negative electrode layer 4 can be improved.
  • the sintering temperature is 550 ° C. or lower, it is possible to suppress the formation of by-products such as passivation due to the reaction between the solid electrolyte and the electrode active material in the sintering process. Accordingly, it is possible to suppress a decrease in battery characteristics. Further, when the sintering temperature is as low as 550 ° C. or less, the range of selection of the type of electrode active material is widened, so that the degree of freedom in battery design can be improved.
  • a general organic binder such as an acrylic resin contained in the electrode precursor and / or the solid electrolyte layer precursor can be burned out in the sintering step.
  • Oxide glass and oxide glass ceramics preferably have a sintering temperature of 550 ° C. or lower, a high heat shrinkage rate, and high fluidity. This is because the following effects can be obtained. That is, the reaction between the solid electrolyte layer 5 and the positive electrode active material layer 3a and the reaction between the solid electrolyte layer 5 and the negative electrode layer 4 can be suppressed. Also, good interfaces are formed between the positive electrode active material layer 3a and the solid electrolyte layer 5, and between the negative electrode layer 4 and the solid electrolyte layer 5, and between the positive electrode active material layer 3a and the solid electrolyte layer 5, and the negative electrode layer. 4 and the interface resistance between the solid electrolyte layer 5 can be reduced.
  • oxide glass and oxide glass ceramic at least one of Ge (germanium), Si (silicon), B (boron), and P (phosphorus), Li (lithium), and O (oxygen) Those containing Si, B, Li and O are more preferable. Specifically, at least one of germanium oxide (GeO 2 ), silicon oxide (SiO 2 ), boron oxide (B 2 O 3 ) and phosphorus oxide (P 2 O 5 ), and lithium oxide (Li 2 O). ) Are preferred, and those containing SiO 2 , B 2 O 3 and Li 2 O are more preferred. As described above, the oxide glass and oxide glass ceramic containing at least one of Ge, Si, B, and P, Li, and O have a sintering temperature of 300 ° C. or higher and 550 ° C. or lower, Since it has a high heat shrinkage ratio and is rich in fluidity, it is advantageous from the viewpoint of reducing interfacial resistance and improving the energy density of the battery.
  • the content of Li 2 O is preferably 20 mol% or more and 75 mol% or less, more preferably 30 mol% or more and 75 mol% or less, still more preferably 40 mol% or more and 75 mol% or less, from the viewpoint of lowering the sintering temperature of the solid electrolyte. Especially preferably, they are 50 mol% or more and 75 mol% or less.
  • the content of the GeO 2 is preferably less greater 80 mol% than 0 mol%.
  • the content of the SiO 2 is preferably from greater than 0 mol% 70 mol%.
  • the content of the B 2 O 3 is preferably not more than greater than 0 mol% 60 mol%.
  • the content of the P 2 O 5 is preferably from greater than 0 mol% 50 mol%.
  • the content of each oxide is the content of each oxide in the solid electrolyte, and specifically, one or more of GeO 2 , SiO 2 , B 2 O 3 and P 2 O 5 ,
  • the ratio of the content (mol) of each oxide to the total amount (mol) with Li 2 O is shown as a percentage (mol%).
  • the content of each oxide can be measured using inductively coupled plasma emission spectroscopy (ICP-AES) or the like.
  • the solid electrolyte may further contain an additive element as necessary.
  • an additive element for example, Na (sodium), Mg (magnesium), Al (aluminum), K (potassium), Ca (calcium), Ti (titanium), V (vanadium), Cr (chromium), Mn (manganese) ), Fe (iron), Co (cobalt), Ni (nickel), Cu (copper), Zn (zinc), Ga (gallium), Se (selenium), Rb (rubidium), S (sulfur), Y (yttrium) ), Zr (zirconium), Nb (niobium), Mo (molybdenum), Ag (silver), In (indium), Sn (tin), Sb (antimony), Cs (cesium), Ba (barium), Hf (hafnium) ), Ta (tantalum), W (tungsten), Pb (lead), Bi (bismuth), Au (gold), La (lanthanum), Nd (neody
  • the positive electrode current collecting layer 3b includes conductive particles and a solid electrolyte.
  • the conductive particles are, for example, powder.
  • the conductive particles may be sintered.
  • the conductive particles may further contain glass or glass ceramics as necessary. Glass or glass ceramics may be sintered.
  • the solid electrolyte is the same as that included in the solid electrolyte layer 5 described above. However, the composition (kind of materials) or composition ratio of the solid electrolyte contained in the solid electrolyte layer 5 and the positive electrode current collecting layer 3b may be the same or different.
  • the positive electrode current collecting layer 3b may be a metal layer containing, for example, Al, Ni, stainless steel, or the like.
  • the shape of the metal layer is, for example, a foil shape, a plate shape, or a mesh shape.
  • the positive electrode active material layer 3a includes a positive electrode active material and a solid electrolyte.
  • the solid electrolyte may have a function as a binder.
  • the positive electrode active material layer 3a may further contain a conductive agent as necessary.
  • the positive electrode active material includes, for example, a positive electrode material capable of occluding and releasing lithium ions that are electrode reactants.
  • the positive electrode material is preferably a lithium-containing compound or the like from the viewpoint of obtaining a high energy density, but is not limited thereto.
  • This lithium-containing compound is, for example, a composite oxide (lithium transition metal composite oxide) containing lithium and a transition metal element as constituent elements, or a phosphate compound (lithium transition metal) containing lithium and a transition metal element as constituent elements. Phosphate compounds).
  • the transition metal element is preferably one or more of Co, Ni, Mn, and Fe.
  • the lithium transition metal composite oxide is represented by, for example, Li x M1O 2 or Li y M2O 4 . More specifically, for example, the lithium transition metal composite oxide is LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiVO 2 , LiCrO 2, or LiMn 2 O 4 . Further, the lithium transition metal phosphate compound is represented by, for example, Li z M3PO 4 . More specifically, for example, the lithium transition metal phosphate compound is LiFePO 4 or LiCoPO 4 . However, M1 to M3 are one or more transition metal elements, and the values of x to z are arbitrary.
  • the positive electrode active material may be, for example, an oxide, disulfide, chalcogenide, or conductive polymer.
  • the oxide include titanium oxide, vanadium oxide, and manganese dioxide.
  • the disulfide include titanium disulfide and molybdenum sulfide.
  • An example of the chalcogenide is niobium selenide.
  • the conductive polymer include disulfide, polypyrrole, polyaniline, polythiophene, polyparastyrene, polyacetylene, and polyacene.
  • the solid electrolyte is the same as that contained in the solid electrolyte layer 5 described above.
  • the composition (kind of materials) or composition ratio of the solid electrolyte contained in the solid electrolyte layer 5 and the positive electrode active material layer 3a may be the same or different.
  • the conductive agent is, for example, at least one of a carbon material, a metal, a metal oxide, a conductive polymer, and the like.
  • a carbon material for example, at least one of graphite, carbon fiber, carbon black, carbon nanotube, and the like can be used.
  • the carbon fiber for example, vapor growth carbon fiber (VGCF (registered trademark)) or the like can be used.
  • VGCF vapor growth carbon fiber
  • the carbon black for example, at least one of acetylene black and ketjen black can be used.
  • VGCF vapor growth carbon fiber
  • VGCF vapor growth carbon fiber
  • the carbon black for example, at least one of acetylene black and ketjen black can be used.
  • a multi-wall carbon nanotube such as a single wall carbon nanotube (SWCNT) or a double wall carbon nanotube (DWCNT) can be used.
  • Ni powder can be used.
  • SnO 2 can be used as the metal oxide.
  • the conductive polymer for example, at least one of substituted or unsubstituted polyaniline, polypyrrole, polythiophene, and one or two (co) polymers selected from these can be used.
  • the conductive agent may be any material having conductivity, and is not limited to the above example.
  • the negative electrode layer 4 includes a negative electrode active material and a solid electrolyte.
  • the solid electrolyte may have a function as a binder.
  • the negative electrode active material has high conductivity, and the negative electrode active material layer also serves as the negative electrode current collecting layer.
  • a negative electrode active material having a low conductivity it is necessary to dispose a negative electrode current collecting layer, and a conductive material may be mixed in the negative electrode active material layer.
  • the negative electrode active material includes, for example, a negative electrode material capable of occluding and releasing lithium ions that are electrode reactants.
  • the negative electrode material is preferably a carbon material or a metal-based material from the viewpoint of obtaining a high energy density, but is not limited thereto.
  • Examples of the carbon material include graphitizable carbon, non-graphitizable carbon, graphite, mesocarbon microbeads (MCMB), and highly oriented graphite (HOPG).
  • the metal-based material is a material containing, for example, a metal element or a metalloid element capable of forming an alloy with lithium as a constituent element.
  • the metal materials are Si (silicon), Sn (tin), Al (aluminum), In (indium), Mg (magnesium), B (boron), Ga (gallium), Ge (germanium). ), Pb (lead), Bi (bismuth), Cd (cadmium), Ag (silver), Zn (zinc), Hf (hafnium), Zr (zirconium), Y (yttrium), Pd (palladium) or Pt (platinum) ) And the like, any one kind or two or more kinds of alloys or compounds.
  • the simple substance is not limited to 100% purity, and may contain a small amount of impurities.
  • the alloy or compound include SiB 4 , TiSi 2 , SiC, Si 3 N 4 , SiO v (0 ⁇ v ⁇ 2), LiSiO, SnO w (0 ⁇ w ⁇ 2), SnSiO 3 , LiSnO, Mg 2. Sn etc. are mentioned.
  • the metal-based material may be a lithium-containing compound or lithium metal (lithium simple substance).
  • the lithium-containing compound is a composite oxide (lithium transition metal composite oxide) containing lithium and a transition metal element as constituent elements. Examples of this composite oxide include Li 4 Ti 5 O 12 .
  • the solid electrolyte is the same as that contained in the solid electrolyte layer 5 described above.
  • the composition (type of material) or composition ratio of the solid electrolytes contained in the solid electrolyte layer 5 and the negative electrode layer 4 may be the same or different.
  • the conductive agent is the same as the conductive agent in the positive electrode active material layer 3a described above.
  • the barrier layer 11 is made of, for example, a thin nitride film or oxynitride film.
  • the nitride film and the oxynitride film are preferably made of silicon or aluminum, and the nitride film and the oxynitride film are more preferably silicon nitride (SiNt) and silicon oxynitride (SiNtOu), respectively.
  • SiNt silicon nitride
  • SiNtOu silicon oxynitride
  • t and u are numerical values larger than 0. Since the silicon nitride film is likely to be peeled off or cracked by deformation due to external force, it is more preferable to use a silicon oxynitride film that is more resistant to deformation.
  • the barrier layer 11 is more preferably a silicon oxynitride film in which the oxygen ratio is kept low (the value of u is set low) and the refractive index of light is 1.7 or more. Further, when the film thickness of the silicon oxynitride film is increased, there is a problem that the stretchability is lowered. When a silicon oxynitride film is used for the barrier layer 11, as shown in the SEM (scanning electron microscope) image of FIG. 2, the film thickness is more preferably about 1 ⁇ m.
  • the barrier layer is not limited to the exemplified silicon oxynitride film as long as it has a high barrier property against moisture and has a certain degree of stretchability.
  • the barrier layer 11 having two layers has a possibility that a defective part such as a pinhole is rarely formed in the barrier layer 11 during the manufacturing process, and that one of the layers may be peeled off or cracked during charge / discharge. It is taken into consideration.
  • the barrier layer 11 is two layers, but is not limited thereto, and the barrier layer 11 may be one layer or three or more layers.
  • a material having a cushioning effect such as a cushion is adjacent to the periphery of the barrier layer (especially inside), the material having the cushioning effect is deformed by the amount of deformation (expansion / contraction) of the battery ( Shrinkage / expansion), and deformation of the barrier layer can be suppressed, and peeling to the barrier layer and generation of cracks can be prevented.
  • a cushioning effect such as a cushion can be realized by a flexible and stretchable porous material having a sponge-like structure.
  • the buffer layer 10 is made of, for example, PIS (polyimide silicone).
  • the material of the buffer layer 10 is not limited to PIS as long as it has a cushioning effect like a cushion.
  • the buffer layer 10 is disposed on both the inside and the outside of the barrier layer 11 so as to cover the barrier layer 11. In FIG. 1, the buffer layer 10 is arranged on the outer side of the outer barrier layer 11. However, since the buffer layer 10 only needs to be inside the barrier layer 11, the outermost buffer layer 10 may be omitted. .
  • shock resistant layer Since the inside of the all-solid-state battery according to the first embodiment does not take any special measures against a physical shock from the outside, a member for protecting the battery from the physical shock is necessary. Therefore, an impact resistant layer is disposed outside the battery.
  • the physical impact may be protected by a member that does not allow the impact to pass inside due to its strength, or a member that absorbs or diffuses the impact and does not allow the impact to pass inside.
  • the impact resistant layer 11 is composed of, for example, a mixture of epoxy resin and silica.
  • the impact resistant layer 11 is not limited to this as long as it has a certain level of strength.
  • the impact resistant layer 11 can be colored black by adding an amount of carbon that is not conductive to the impact resistant layer 11.
  • the internal electrode 8 and the external electrode 13 are made of, for example, silver paste.
  • the internal electrode 8 and the external electrode 13 may be made of a silver-containing epoxy resin, and may be anything as long as the conductivity is good.
  • the Ni plating layer 14 and the Sn plating layer 15 are sandwiched between the external electrode 13 and the solder coating 16, for example, when silver paste is used for the external electrode 13, the silver moves to the solder coating and the external electrode 13 This is to prevent the conductivity of the metal from decreasing.
  • the metal wire 9 electrically connected to the internal electrode 8 functions as an electrode extraction part.
  • the positive electrode layer 3 (the positive electrode active material layer 3 a and the positive electrode current collecting layer 3 b) and the negative electrode layer 4 were sandwiched and stacked with a solid electrolyte 5, and the periphery thereof was partially covered with a separation layer 6.
  • the protective layer 7 was superimposed on the main surface of the separation layer 6 and fired at a high temperature while pressing the all solid state battery of FIG. 3 from the main surface of the protective layer 7 with a plate-like object. Then, a silver paste was applied to a part of the all solid state battery of FIG. 3 and heated to prepare internal electrodes 8 on the side surfaces of the positive electrode layer 3 and the negative electrode layer 4 as shown in FIG.
  • a metal wire 9 was attached to the internal electrode 8 and electrically connected.
  • PIS is applied to the all-solid-state battery of FIG. 5 and heated to produce the buffer layer 10 as shown in FIG. 6.
  • Polysilazane is applied to the all-solid-state battery of FIG. 7 was produced.
  • the barrier layer 11 can be produced not only by a coating method but also by a chemical vapor deposition (CVD) method. These steps were repeated to obtain an all solid state battery as shown in FIGS. Similarly, after the buffer layer 10 was once again produced on the all-solid-state battery of FIG.
  • an epoxy resin mixed with silica was applied and heated to produce an impact resistant layer 12 as shown in FIG.
  • An external electrode as shown in FIG. 11 was produced by applying a silver paste to a part of the all solid state battery of FIG. 10 and heating. Thereafter, as shown in FIGS. 12 and 13, a Ni plating layer 14 and a Sn plating layer 15 were produced by electroplating, and a solder coating 16 was produced as shown in FIG.
  • the all-solid-state battery in the second embodiment has basically the same structure as the all-solid-state battery in the first embodiment, but there is a difference in the shape of the electrode extraction part.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing the configuration of the all solid state battery according to the second embodiment.
  • the all solid state battery 21 includes a solid electrolyte layer 5, a positive electrode layer 3 (positive electrode active material layer 3 a and positive electrode current collecting layer 3 b), and a negative electrode layer 4 as a central portion.
  • the periphery of these layers is partially covered with a separation layer 6 and a protective layer 7, and internal electrodes 8 are disposed on the side surfaces of the positive electrode layer 3 and the negative electrode layer 4.
  • a metal plate 22 is electrically connected to the internal electrode 8, and the metal plate 22 extends in a direction substantially parallel to the internal electrode 8. The extending portion of the metal plate 22 is bent in an approximately L shape toward the outside.
  • the all solid state battery in the second embodiment has no Ni plating layer, Sn plating layer and solder coating. Since each member of the all-solid-state battery in the second embodiment is the same as that in the first embodiment, description of materials and materials is omitted.
  • the all-solid-state battery in the second embodiment shown in FIG. 15 has a power storage unit composed of two positive electrode layers 3 and three negative electrode layers 4, but the positive electrode layer 3 and the negative electrode layer 4 may be a single layer. It may be composed of a plurality of layers other than that.
  • an all-solid battery as shown in FIG. 16 was produced.
  • a metal plate 22 was attached to the internal electrode 8 and electrically connected.
  • the buffer layer 10 as shown in FIG. 18 was produced by applying PIS to the all solid state battery of FIG.
  • polysilazane was applied to the all-solid-state battery of FIG. 18, dried, and then irradiated with ultraviolet rays, thereby producing a barrier layer 11 (silicon oxynitride film) as shown in FIG. Similar to the first embodiment, these are repeated to produce an all-solid battery as shown in FIG. 20, FIG. 21, and FIG. 22, and an epoxy resin mixed with silica is applied to the all-solid battery in FIG.
  • An impact resistant layer 12 as shown in FIG. 23 was produced.
  • the third embodiment relates to an all solid state battery having a barrier layer as in the first embodiment.
  • the third embodiment relates to an all solid state battery on which an electric circuit necessary for controlling charge / discharge of the battery is mounted.
  • the barrier layer plays a role of preventing moisture from entering the inside of the battery and also prevents Li from diffusing outside the battery. When Li adheres to the electric circuit, it malfunctions, and it is impossible to mount the electric circuit on the surface of the battery in the conventional battery structure without the barrier layer.
  • the all-solid-state battery and the electrical circuit can be integrally formed by disposing an electric circuit in the vicinity of the barrier layer.
  • the all solid state battery of the third embodiment can be heated to a relatively high temperature, when soldering an element or the like on the electric circuit, for example, the all solid state battery in which the electric circuit is arranged is reflowed. It can be heated in a furnace.
  • an all-solid-state battery and a charging circuit for connecting the battery are mounted on the printed circuit board.
  • a charge / discharge control IC Integrated Circuit
  • a battery protection IC a battery remaining amount monitoring IC
  • a USB Universal Serial Bus
  • a charge / discharge control IC and the like can be arranged in the vicinity of the barrier layer for the all solid state battery.
  • FIG. 24 (sectional view) and FIG. 25 (top view) show an all-solid-state battery including an electric circuit.
  • the all-solid-state battery in the third embodiment is similar to the first embodiment and the second embodiment in that it includes a barrier layer 10, a buffer layer 11, and an impact resistant layer 12 around the positive electrode layer and the negative electrode layer. is there. 24, the positive electrode layer 3 (the positive electrode active material layer 3a and the positive electrode current collecting layer 3b), the negative electrode layer 4, the solid electrolyte layer 5, the separation layer 6 and the protective layer 7 as described in FIG. 1 and FIG. Details are omitted.
  • FIG. 24 only one barrier layer 11 is shown for the sake of brevity, but the barrier layer 11 may have two or more layers as in the first embodiment.
  • the component-mounted circuit board 32 is disposed between the buffer layer 11 and the impact-resistant layer 12, and this is a characteristic part of the all-solid-state battery according to the third embodiment.
  • a positive electrode 33 and a negative electrode 34 are arranged as shown in FIG.
  • the positive electrode 33 and the negative electrode 34 extend in the same manner as the metal plate in the second embodiment, and one extended portion is bent in an approximately L shape toward the outside.
  • the other part of the positive electrode 33 and the negative electrode 34 is bent in an approximately L-shape toward the inside, and is electrically connected to the component-mounted circuit board 32. Yes. Since the members of the all-solid-state battery in the third embodiment are the same as those in the first embodiment, descriptions of materials and materials are omitted.
  • the all-solid-state battery in the third embodiment is the same as that in the second embodiment except that the component-mounted circuit board 32 is mounted.
  • the component-mounted circuit board 32 was placed and electrically connected to the positive electrode 33 and the negative electrode 34.
  • the component-mounted circuit board 32 does not have to be completely soldered, and a part of the circuit board 32 may remain as the solder paste before the heat treatment.
  • the all solid state battery can then be placed in a reflow furnace to complete the soldering. Then, as shown in FIG. 24, the all solid state battery was covered with the impact resistant layer 12.
  • the universal credit card is a card in which functions such as a plurality of credit cards and point cards are integrated into one card. For example, information such as the number and expiration date of various credit cards and point cards can be taken into this card, so if you put one card in your wallet, you can use it whenever you want. You can select and use the correct card.
  • FIG. 26 shows an example of the configuration of the universal credit card 1301.
  • the universal credit card 1301 has a card shape and includes an IC chip (not shown) and an all-solid battery inside.
  • the universal credit card 1301 includes a display 1302 with low power consumption on one side, direction keys 1303a and 1303b as operation units, and a charging terminal 1304.
  • the all-solid-state battery is a battery according to any one of the first embodiment, the second embodiment, the third embodiment, and a modification thereof.
  • the user can designate a desired one from a plurality of credit cards loaded in advance on the universal credit card 1301 by operating the direction keys 1303a and 1303b while looking at the display 1302. After designation, it can be used like a conventional credit card.
  • the battery according to any one of the first embodiment, the second embodiment, the third embodiment, and the modifications thereof can be applied to any electronic card other than the universal credit card 1301. Needless to say.
  • a wireless terminal in a wireless sensor network is called a sensor node, and includes one or more wireless chips, a microprocessor, a power source (battery), and the like.
  • Specific examples of sensor networks are used to monitor energy saving management, health management, industrial measurement, traffic conditions, agriculture, and the like.
  • As the type of sensor voltage, temperature, gas, illuminance and the like are used.
  • a power monitor node In the case of energy saving management, a power monitor node, a temperature / humidity node, an illuminance node, a CO 2 node, a human sensor node, a remote control node, a router (relay machine), and the like are used as sensor nodes. These sensor nodes are provided so as to constitute a wireless network in homes, office buildings, factories, stores, amusement facilities, and the like.
  • Data such as temperature, humidity, illuminance, CO 2 concentration, and electric energy is displayed so that the energy saving status of the environment can be seen. Furthermore, on / off control of lighting, air-conditioning facilities, ventilation facilities, etc. is performed according to commands from the control station.
  • ZigBee (registered trademark) can be used as one of the wireless interfaces of the sensor network.
  • This wireless interface is one of the short-range wireless communication standards, and has a feature that it is inexpensive and consumes less power, instead of having a short transferable distance and a low transfer speed. Therefore, it is suitable for mounting on a battery-driven device.
  • the basic part of this communication standard is standardized as IEEE 802.15.4.
  • the ZigBee (Registered Trademark) Alliance has formulated specifications for communication protocols between devices above the logical layer.
  • FIG. 27 shows an example of the configuration of the wireless sensor node 1401.
  • a detection signal of the sensor 1402 is supplied to an AD conversion circuit 1404 of a microprocessor (MPU) 1403.
  • MPU microprocessor
  • the various sensors described above can be used as the sensor 1402.
  • a memory 1406 is provided in association with the microprocessor 1403.
  • the output of the battery 1407 is supplied to the power supply control unit 1408, and the power supply of the sensor node 1401 is managed.
  • the battery 1407 is a battery according to any one of the first embodiment, the second embodiment, the third embodiment, and a modification thereof.
  • the program is installed in the microprocessor 1403.
  • the microprocessor 1403 processes the detection result data of the sensor 1402 output from the AD conversion circuit 1404 according to the program.
  • a wireless communication unit 1409 is connected to the communication control unit 1405 of the microprocessor 1403, and detection result data is transmitted from the wireless communication unit 1409 to a network terminal (not shown) using, for example, ZigBee (registered trademark). And connected to the network via a network terminal.
  • a predetermined number of wireless sensor nodes can be connected to one network terminal.
  • the network type may be a tree type, a mesh type, a linear type, or the like.
  • Wristband electronic devices as application examples
  • Wristband electronic devices can acquire data related to human activities such as the number of steps, distance traveled, calories burned, amount of sleep, heart rate, etc. just by wrapping around the wrist.
  • the acquired data can also be managed with a smartphone.
  • a mail transmission / reception function can be provided. For example, an incoming mail can be notified to the user by an LED (Light Emitting Diode) lamp and / or vibration.
  • LED Light Emitting Diode
  • FIG. 28 shows an example of the appearance of the wristband type electronic device 1601.
  • the electronic device 1601 is a so-called wearable device that is detachable from the human body.
  • the electronic device 1601 includes a band portion 1611 attached to the arm, a display device 1612 that displays numbers, characters, symbols, and the like, and operation buttons 1613.
  • the band portion 1611 is formed with a plurality of hole portions 1611a and protrusions 1611b provided on the inner peripheral surface (the surface that comes into contact with the arm when the electronic device 1601 is attached).
  • the electronic device 1601 In the use state, the electronic device 1601 is bent so that the band portion 1611 is substantially circular as shown in FIG. 28, and the protrusion 1611b is inserted into the hole portion 1611a and attached to the arm. By adjusting the position of the hole 1611a into which the protrusion 1611b is inserted, the diameter can be adjusted corresponding to the thickness of the arm.
  • the protrusion 1611b is removed from the hole 1611a, and the band 1611 is stored in a substantially flat state. Inside the band part 1611, a sensor (not shown) is provided over almost the entire band part 1611.
  • FIG. 29 shows an example of the configuration of the electronic device 1601.
  • the electronic device 1601 includes a controller IC 1615 as a drive control unit, a sensor 1620, a host device 1616, a battery 1617 as a power source, and a charge / discharge control unit 1618.
  • Sensor 1620 may include a controller IC 1615.
  • the sensor 1620 can detect both pressing and bending.
  • the sensor 1620 detects a change in capacitance according to the pressing, and outputs an output signal corresponding to the change to the controller IC 1615. Further, the sensor 1620 detects a change in resistance value (resistance change) according to bending, and outputs an output signal corresponding to the change to the controller IC 1615.
  • the controller IC 1615 detects pressing and bending of the sensor 1620 based on the output signal from the sensor 1620 and outputs information corresponding to the detection result to the host device 1616.
  • the host device 1616 executes various processes based on information supplied from the controller IC 1615. For example, processing such as displaying character information and image information on the display device 1612, moving the cursor displayed on the display device 1612, scrolling the screen, and the like is executed.
  • the display device 1612 is, for example, a flexible display device, and displays a video (screen) based on a video signal, a control signal, or the like supplied from the host device 1616.
  • Examples of the display device 1612 include, but are not limited to, a liquid crystal display, an electroluminescence (EL) display, and electronic paper.
  • the battery 1617 is a battery according to any one of the first embodiment, the second embodiment, the third embodiment, and a modification thereof.
  • the charge / discharge control unit 1618 controls the charge / discharge operation of the battery 1617. Specifically, charging of the battery 1617 from an external power source or the like is controlled. Further, power supply from the battery 1617 to the host device 1616 is controlled.
  • Smart watch as an application Hereinafter, application examples in which the present technology is applied to a smart watch will be described.
  • This smart watch has the same or similar appearance as the design of an existing wristwatch, and is worn on the user's wrist in the same way as a wristwatch.
  • the information displayed on the display is used for telephone and e-mail. It has a function of notifying the user of various messages such as incoming calls. Further, it may have a function such as an electronic money function and an activity meter, or may have a function of performing short-range wireless communication such as Bluetooth (registered trademark) with a communication terminal (smartphone or the like).
  • FIG. 30 shows an example of the overall configuration of the smart watch 2000.
  • the smart watch 2000 includes a watch body 3000 and a band type electronic device 2100.
  • the watch body 3000 includes a dial 3100 for displaying time.
  • the watch body 3000 may display the time electronically on a liquid crystal display or the like instead of the dial 3100.
  • the band-type electronic device 2100 is a metal band attached to the watch body 3000, and is attached to the user's arm.
  • the band-type electronic device 2100 has a configuration in which a plurality of segments 2110 to 2230 are connected.
  • the segment 2110 is attached to one band attachment hole of the watch body 3000, and the segment 2230 is attached to the other band attachment hole of the watch body 3000.
  • Each of the segments 2110 to 2230 is made of metal.
  • the segment 2230 is attached to the watch main body 3000 in actual use.
  • the smart watch 2000 can be mounted on the user's arm in the same manner as a normal wristwatch.
  • the connection location of each segment 2110 to 2230 can be moved. Since the connection part of the segment is movable, the band-type electronic device 2100 can be fitted to the user's arm.
  • a buckle portion 2300 is disposed between the segment 2170 and the segment 2160.
  • the buckle portion 2300 extends long when unlocked and shortens when locked.
  • Each segment 2110 to 2230 has a plurality of sizes.
  • the circuit inside the band-type electronic device 2100 is independent of the watch body.
  • the timepiece main body includes a movement part that rotates hands arranged on the dial.
  • a battery is connected to the movement unit. These movement unit and battery are built in the casing of the watch main body 3000.
  • the battery is a battery according to any one of the first embodiment, the second embodiment, the third embodiment, and a modification thereof.
  • the three segments 2170, 2190, and 2210 are arranged with electronic components and the like.
  • a data processing unit, a wireless communication unit, an NFC communication unit, and a GPS unit are arranged in the segment 2170.
  • An antenna is connected to each of the wireless communication unit, the NFC communication unit, and the GPS unit.
  • Each antenna is disposed in the vicinity of a slit (not shown) included in the segment 2170.
  • the wireless communication unit performs short-range wireless communication with other terminals according to, for example, Bluetooth (registered trademark) standards.
  • the NFC communication unit performs wireless communication with an adjacent reader / writer according to the NFC standard.
  • the GPS unit is a positioning unit that receives radio waves from a satellite of a system called GPS (Global Positioning System) and measures the current position. Data obtained by the wireless communication unit 4102, NFC communication unit 4104, and GPS unit 4106 is supplied to the data processing unit 4101.
  • a display, a vibrator, a motion sensor, and a sound processing unit are arranged.
  • the display and the vibrator function as a notification unit that notifies the wearer of the band-type electronic device 2100.
  • the display is composed of a plurality of light emitting diodes, and notifies the user by turning on or blinking the light emitting diodes.
  • the plurality of light-emitting diodes are disposed, for example, in a slit (not shown) included in the segment 2170, and notification of incoming calls, reception of e-mails, and the like is made by lighting or blinking.
  • a display that displays characters, numbers and the like may be used.
  • the vibrator is a member that vibrates the segment 2170.
  • the band-type electronic device 2100 notifies an incoming call, an e-mail, or the like by the vibration of the segment 2170 by the vibrator.
  • the motion sensor detects the movement of the user wearing the smart watch 2000.
  • an acceleration sensor As the motion sensor, an acceleration sensor, a gyro sensor, an electronic compass, an atmospheric pressure sensor, or the like is used.
  • the segment 2170 may incorporate a sensor other than the motion sensor.
  • a biosensor that detects the pulse of the user wearing the smart watch 2000 may be incorporated.
  • a microphone and a speaker are connected to the audio processing unit, and the audio processing unit performs a call process with the other party connected by wireless communication in the wireless communication unit.
  • the voice processing unit can also perform processing for voice input operation.
  • Segment 2190 and segment 2210 incorporate batteries, and supply driving power to the circuits in each segment.
  • the circuit in the segment 2170 and the battery are connected by a flexible circuit board.
  • the battery is a battery according to any one of the first embodiment, the second embodiment, the third embodiment, and a modification thereof.
  • Glasses type terminal as an application example
  • a glasses-type terminal represented by a kind of head-mounted display head-mounted display (HMD)
  • the glasses-type terminal described below can display information such as text, symbols, and images superimposed on the scenery in front of you. That is, a light-weight and thin image display device display module dedicated to a transmissive glasses-type terminal is mounted.
  • This image display device comprises an optical engine and a hologram light guide plate.
  • the optical engine emits image light such as an image and text using a micro display lens. This image light is incident on the hologram light guide plate.
  • a hologram light guide plate has hologram optical elements incorporated at both ends of a transparent plate, and propagates image light from an optical engine through a very thin transparent plate having a thickness of 1 mm to the eyes of an observer. deliver. With such a configuration, a lens having a transmittance of, for example, 85% and a thickness of 3 mm (including protective plates before and after the light guide plate) is realized. With such a glasses-type terminal, it is possible to see the results of players and teams in real time while watching sports, and to display a tourist guide at a destination.
  • the image display unit has a glasses-type configuration. That is, as with normal glasses, the frame 5003 for holding the right image display unit 5001 and the left image display unit 5002 is provided in front of the eyes.
  • the frame 5003 includes a front portion 5004 disposed in front of the observer, and two temple portions 5005 and 5006 that are rotatably attached to both ends of the front portion 5004 via hinges.
  • the frame 5003 is made of the same material as that of normal glasses, such as metal, alloy, plastic, or a combination thereof.
  • a headphone unit may be provided.
  • the right image display unit 5001 and the left image display unit 5002 are arranged so as to be positioned in front of the user's right eye and in front of the left eye, respectively.
  • Temple units 5005 and 5006 hold a right image display unit 5001 and a left image display unit 5002 on the user's head.
  • a right display driving unit 5007 is disposed inside the temple unit 5005 at a connection portion between the front unit 5004 and the temple unit 5005.
  • a left display driving unit 5008 is arranged inside the temple unit 5006 at a connection portion between the front unit 5004 and the temple unit 5006.
  • the frame 5003 is provided with batteries 5009 and 5010. Batteries 5009 and 5010 are batteries according to any one of the first embodiment, the second embodiment, the third embodiment, and modifications thereof. Although omitted in FIG. 31, the frame 5003 is provided with an acceleration sensor, a gyro, an electronic compass, a microphone / speaker, and the like. Further, the frame 5003 is provided with an imaging device so that still images / moving images can be taken. Further, the frame 5003 is provided with a controller connected to the glasses unit by, for example, a wireless or wired interface. The controller is provided with a touch sensor, various buttons, a speaker, a microphone, and the like. Further, the frame 5003 has a cooperation function with a smartphone. For example, it is possible to provide information according to the user's situation by utilizing the GPS function of a smartphone.
  • FIG. 32 schematically shows an example of the configuration of a hybrid vehicle that employs a series hybrid system to which the present technology is applied.
  • a series hybrid system is a car that runs on an electric power driving force conversion device using electric power generated by a generator driven by an engine or electric power once stored in a battery.
  • the hybrid vehicle 7200 includes an engine 7201, a generator 7202, a power driving force conversion device 7203, a driving wheel 7204a, a driving wheel 7204b, a wheel 7205a, a wheel 7205b, a battery 7208, a vehicle control device 7209, various sensors 7210, and a charging port 7211. Is installed.
  • the power storage device of the present technology described above is applied to the battery 7208.
  • Hybrid vehicle 7200 travels using power driving force conversion device 7203 as a power source.
  • An example of the power driving force conversion device 7203 is a motor.
  • the electric power / driving force conversion device 7203 is operated by the electric power of the battery 7208, and the rotational force of the electric power / driving force conversion device 7203 is transmitted to the driving wheels 7204a and 7204b.
  • DC-AC conversion DC-AC conversion
  • AC-DC conversion reverse conversion
  • the power driving force conversion device 7203 can be applied to either an AC motor or a DC motor.
  • Various sensors 7210 control the engine speed through the vehicle control device 7209 and control the opening of a throttle valve (throttle opening) (not shown).
  • Various sensors 7210 include a speed sensor, an acceleration sensor, an engine speed sensor, and the like.
  • the rotational force of the engine 7201 is transmitted to the generator 7202, and the electric power generated by the generator 7202 by the rotational force can be stored in the battery 7208.
  • the resistance force at the time of deceleration is applied as a rotational force to the power driving force conversion device 7203, and the regenerative power generated by the power driving force conversion device 7203 by this rotational force is applied to the battery 7208. Accumulated.
  • the battery 7208 can be connected to an external power source of the hybrid vehicle to receive electric power from the external power source using the charging port 7211 as an input port and accumulate the received electric power.
  • an information processing apparatus that performs information processing related to vehicle control based on information related to the secondary battery may be provided.
  • an information processing apparatus for example, there is an information processing apparatus that displays a remaining battery level based on information on the remaining battery level.
  • the present technology is also effective for a parallel hybrid vehicle in which the engine and motor outputs are both driving sources, and the system is switched between the three modes of driving with only the engine, driving with the motor, and engine and motor. Applicable. Furthermore, the present technology can be effectively applied to a so-called electric vehicle that travels only by a drive motor without using an engine.
  • the technology according to the present technology can be preferably applied to the battery 7208 among the configurations described above. That is, the battery 7208 is a battery according to any one of the first embodiment, the second embodiment, the third embodiment, and a modification thereof.
  • the present technology can be applied to various electronic devices including a battery, and is not limited to the electronic devices described in the above application examples.
  • electronic devices other than the application examples described above include notebook personal computers, tablet computers, mobile phones (for example, smartphones), personal digital assistants (PDAs), display devices (LCD, EL displays, electronic devices).
  • the battery according to the present technology can be applied to a secondary battery of a power storage device provided in a home.

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Abstract

正極層及び負極層が電解質層を介して積層された蓄電部と、蓄電部の端部に内部電極とを有する全固体電池であって、内部電極に接続された電極取出し部を有し、蓄電部、内部電極および電極取出し部の一部が緩衝層とバリア層によって被覆され、緩衝層とバリア層のうち外側に配置される層が耐衝撃層によって被覆され、電極取出し部の他の一部は耐衝撃層から延出された全固体電池である。

Description

全固体電池
　本技術は、パッケージ構造を有する全固体電池に関する。
　従来のリチウムイオン２次電池は電解質に液体（電解液）を用いたものが主流であった。エチレンカーボネート（ＥＣ）を始めとした代表的な電解液は可燃性の物質である。このため、使用時や保存時などに電解液が漏洩して不足する問題や、短絡時などに電解液が発火する問題が生じていた。これらの問題を克服すべく開発された電池が全固体電池である。全固体電池の電解質は固体で不燃性であるため、漏洩や発火の問題はない。
　しかし、全固体電池には大気に含まれる水分の進入により劣化しやすいという問題がある。このために特許文献１に記載の保護層や特許文献２に記載の防水層といったバリア層が提案されている。特許文献１には、蓄電層表面に保護層を配置し、端部が盛り上がった構造である全固体電池が開示されていて、特許文献２には、蓄電層表面に防水層が被覆し、さらに外側を弾性層が被覆した構造を有する全固体電池が開示されている。
特開２０１６－００１６０１号公報 特開２０１５－２２００９９号公報
　全固体電池は一般的に、充放電時にポリマー電池と同様の膨張と収縮が発生する。特許文献１や２のように、バリア層を全固体電池の外層に直接作製すると、充放電による電池の膨張や収縮によりバリア層に剥離やクラックが発生し、そこから水分が進入して全固体電池が劣化する可能性があった。
　バリア層は水分進入の防止だけではなく、全固体電池からのリチウムイオンの拡散を防止する役目も担う。リチウムイオンは、他の実装部品、特に半導体部品に対して影響を与える。このため、充放電時に膨張と収縮を繰り返す全固体電池の形状を安定させる工夫の必要がある。
　そこで、本技術の目的の一つには充放電時にバリア層に剥離やクラックが発生しないパッケージ構造を有する全固体電池を提供することにある。
　本技術は、
　正極層及び負極層が電解質層を介して積層された蓄電部と、蓄電部の端部に内部電極とを有する全固体電池であって、
　内部電極に接続された電極取出し部を有し、
　蓄電部、内部電極および電極取出し部の一部が緩衝層とバリア層によって被覆され、
　緩衝層とバリア層のうち外側に配置される層が耐衝撃層によって被覆され、
　電極取出し部の他の一部は耐衝撃層から延出された、
　全固体電池である。
　かかる構成によれば、充放電を繰り返しても全固体電池のバリア層の内部に水分が進入することがなく、全固体電池の劣化を防止することができる。
　電極取出し部は板状であり、電極取り出し部の一部が内部電極に略平行となる方向に接続され、
　耐衝撃層から延出する電極取り出し部の他の一部が外側に向けて折り曲げられた全固体電池である。
　かかる構成によれば、板状の外部端子を設けることによって、接触抵抗を低減でき、内部電極との接合強度も面接触のために向上させることができる。さらに、外部端子として整形済みであるので、ワイヤ切断などの工程を省略できる。
　緩衝層とバリア層の外側であって、耐衝撃層の内側に電気回路が設置される。
　例えば２次電池の保護回路を全固体電池と一体に設けることができ、電気回路を配置していたプリント回路基板上の実装スペースを減少させることができる。また、リチウムイオンの拡散が防止できるので電気回路への影響を抑制できる。
　緩衝層は柔軟性と伸縮性を有する材料で構成され、バリア層の内側に配置される。
　かかる構成によって、全固体電池の膨張／収縮を緩衝層が吸収することができる。
　かかる柔軟性と伸縮性を有する材料は、例えばポリイミドシリコーンである。
　緩衝層とバリア層の少なくとも一方が２層以上設けられ、緩衝層とバリア層は交互に繰り返し積層される。
　かかる構成によれば、水分進入を確実に抑えることができる。また、外側へのリチウムイオンの拡散を防止することができる。
　例えばバリア層は窒化ケイ素または酸窒化ケイ素で構成される。
　例えばこのバリア層は光の屈折率が１．７以上の酸窒化ケイ素で構成される。
　一例として、耐衝撃層はエポキシ樹脂およびシリカで構成される。
　少なくとも一つの実施形態によれば、充放電を繰り返しても全固体電池のバリア層の内部に水分が進入することがなく、全固体電池の劣化を防止することができる。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、本技術中に記載されたいずれかの効果又はそれらと異質な効果であっても良い。
図１は、本技術の第１の実施形態による全固体電池を説明するための断面図である。 図２は、本技術の第１の実施形態による全固体電池を説明するための断面の走査電子顕微鏡像である。 図３は、本技術の第１の実施形態による全固体電池の作製過程の一例を説明するための断面図である。 図４は、本技術の第１の実施形態による全固体電池の作製過程の一例を説明するための断面図である。 図５は、本技術の第１の実施形態による全固体電池の作製過程の一例を説明するための断面図である。 図６は、本技術の第１の実施形態による全固体電池の作製過程の一例を説明するための断面図である。 図７は、本技術の第１の実施形態による全固体電池の作製過程の一例を説明するための断面図である。 図８は、本技術の第１の実施形態による全固体電池の作製過程の一例を説明するための断面図である。 図９は、本技術の第１の実施形態による全固体電池の作製過程の一例を説明するための断面図である。 図１０は、本技術の第１の実施形態による全固体電池の作製過程の一例を説明するための断面図である。 図１１は、本技術の第１の実施形態による全固体電池の作製過程の一例を説明するための断面図である。 図１２は、本技術の第１の実施形態による全固体電池の作製過程の一例を説明するための断面図である。 図１３は、本技術の第１の実施形態による全固体電池の作製過程の一例を説明するための断面図である。 図１４は、本技術の第１の実施形態による全固体電池の作製過程の一例を説明するための断面図である。 図１５は、本技術の第２の実施形態による全固体電池を説明するための断面図である。 図１６は、本技術の第２の実施形態による全固体電池の作製過程の一例を説明するための断面図である。 図１７は、本技術の第２の実施形態による全固体電池の作製過程の一例を説明するための断面図である。 図１８は、本技術の第２の実施形態による全固体電池の作製過程の一例を説明するための断面図である。 図１９は、本技術の第２の実施形態による全固体電池の作製過程の一例を説明するための断面図である。 図２０は、本技術の第２の実施形態による全固体電池の作製過程の一例を説明するための断面図である。 図２１は、本技術の第２の実施形態による全固体電池の作製過程の一例を説明するための断面図である。 図２２は、本技術の第２の実施形態による全固体電池の作製過程の一例を説明するための断面図である。 図２３は、本技術の第２の実施形態による全固体電池の作製過程の一例を説明するための断面図である。 図２４は、本技術の第３の実施形態による全固体電池の作製過程の一例を説明するための断面図である。 図２５は、本技術の第３の実施形態による全固体電池を説明するための断面図である。 図２６は、応用例としてのユニバーサルクレジットカードの外観の一例を示す平面図である。 図２７は、応用例としての無線センサノードの構成の一例のブロック図である。 図２８は、応用例としてのリストバンド型電子機器の外観の一例を示す斜視図である。 図２９は、応用例としてのリストバンド型電子機器の構成の一例を示すブロック図である。 図３０は、応用例としてのスマートウオッチの全体構成の一例を示す斜視図である。 図３１は、応用例としてのメガネ型端末の外観の一例を示す斜視図である。 図３２は、応用例としての車両における蓄電システムの構成の一例を示す概略図である。
　以下に説明する実施の形態は、本技術の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されている。しかしながら、本技術の範囲は、以下の説明において、特に本技術を限定する旨の記載がない限り、これらの実施の形態に限定されないものとする。
　なお、本技術の説明は、下記の順序にしたがってなされる。
　＜＜１．第１の実施形態＞＞
　＜＜２．第２の実施形態＞＞
　＜＜３．第３の実施形態＞＞
　＜＜４．応用例＞＞
＜＜１．第１の実施形態＞＞
「全固体電池」
　本技術に使用できる全固体電池について説明する。第１の実施形態における全固体電池は全固体電池への水分の侵入防止のために正極層と負極層の周囲にバリア層を被覆することと、充放電時の電池の膨張・収縮でバリア層に剥離やクラックが発生しないようにするために、バリア層に隣接して内側に緩衝層を配置することに特徴がある。この構成により、充放電を繰り返しても、水分の進入を防止できるので、全固体電池の劣化を防ぐことができる。
「電池の構成」
　図１は、第１の実施形態による全固体電池の構成を示す断面図である。図１では、全固体電池１の内部に蓄電部があり、図１の蓄電部の左右両端に内部電極が取り付けられている。蓄電部は、固体電解質層５と、固体電解質層５の一方の主面に設けられた正極層３（正極活物質層３ａおよび正極集電層３ｂ）と、固体電解質層５の他方の主面に設けられた負極層４（負極活物質層兼負極集電層）とを積層した構造を備える。これらの層の周囲は部分的に分離層６と保護層７で覆われ、正極層３と負極層４の側面にそれぞれ内部電極８が配置されている。分離層６は、正極層３が負極層４に接続された内部電極８と電気的に絶縁するためのものであり、負極層４が正極層３に接続された内部電極８と電気的に絶縁するためのものである。保護層７は蓄電部を保護するものである。内部電極８には金属ワイヤ９が電気的に接続してあり、金属ワイヤ９は内部電極８に略垂直の方向に延出している。内部電極８の全部と金属ワイヤ９の一部は緩衝層１０とバリア層１１に交互に被覆され、その外側と金属ワイヤ９の一部は耐衝撃層１２に被覆されている。図１のように、耐衝撃層１２と金属ワイヤ９の一部が外部電極１３で覆われ、その外部電極１３の全部と金属ワイヤ９の一部はＮｉめっき層１４、Ｓｎめっき層１５、はんだ被膜１６の順で覆われている。図１で示される第１の実施形態における全固体電池では、２層の正極層３と３層の負極層４で構成されているが、正極層３と負極層４は単層でも良く、それ以外の複数層から構成されても良い。
（保護層）
　保護層７は、Ｌｉイオン伝導性を有するＬｉ含有の固体電解質を含んでいる。保護層７は、非Ｌｉイオン伝導性を有するＬｉ非含有のガラス、ガラスセラミックスおよび結晶の少なくとも１種を含んでいてもよい。固体電解質は、後述の固体電解質層５に含まれるものと同様である。但し、固体電解質層５と保護層７に含まれる固体電解質の組成（材料の種類）または組成比は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
　保護層７中における固体電解質の体積占有率は、好ましくは１０ｖｏｌ％以上、より好ましくは２０ｖｏｌ％以上、さらにより好ましくは３０ｖｏｌ％以上である。体積占有率が１０ｖｏｌ％以上であると、蓄電部から保護層７へのＬｉイオンの拡散を更に低減できるため、電池の不可逆容量の増加を更に抑制できる。体積占有率の上限値は特に限定されるものではなく、１００ｖｏｌ％であってもよい。
　保護層７のＬｉイオン伝導率は、１．０×１０-10Ｓ／ｃｍ以上であることが好ましい。Ｌｉイオン伝導率は、１．０×１０-10Ｓ／ｃｍ以上であると、正極層３、負極層４や固体電解質層５などから保護層７へのＬｉイオンの拡散を更に低減できるため、電池の不可逆容量の増加を更に抑制できる。保護層７のＬｉイオン伝導率は、交流インピーダンス法により、以下のようにして求められる。まず、イオンミリングや研磨などにより、全固体電池から保護層７の一部を矩形の板状の小片として取り出す。次に、取り出した小片の両端部に金（Ａｕ）からなる電極を形成してサンプルを作製する。次に、インピーダンス測定装置（東洋テクニカ製）を用いて、室温（２５℃）にてサンプルに交流インピーダンス測定（周波数：１０-1Ｈｚ～１０+6Ｈｚ、電圧：１００ｍＶ、１０００ｍＶ）を行い、コール－コールプロットを作成する。続いて、このコール－コールプロットからイオン伝導率を求める。
（固体電解質層）
　固体電解質層５は、Ｌｉを含む固体電解質を含んでいる。固体電解質は、リチウムイオン伝導体である酸化物ガラスおよび酸化物ガラスセラミックスのうちの少なくとも１種であり、Ｌｉイオン伝導率の向上の観点からすると、酸化物ガラスセラミックスであることが好ましい。固体電解質が酸化物ガラスおよび酸化物ガラスセラミックスのうちの少なくとも１種であると、大気（水分）に対する固体電解質層５の安定性を向上できる。固体電解質層５は、例えば、固体電解質層前駆体としてのグリーンシートの焼結体である。
　ここで、ガラスとは、Ｘ線回折や電子線回折等においてハローが観測されるなど、結晶学的に非晶質であるものをいう。ガラスセラミックス（結晶化ガラス）とは、Ｘ線回折や電子線回折等においてピークおよびハローが観測されるなど、結晶学的に非晶質と結晶質とが混在しているものをいう。
　固体電解質のＬｉイオン伝導率は、電池性能の向上の観点から、１０-7Ｓ／ｃｍ以上であることが好ましい。固体電解質のＬｉイオン伝導率は、イオンミリングや研磨などにより、全固体電池から固体電解質層５を取り出し、これを用いて測定サンプルを作製すること以外は、上述の保護層７のＬｉイオン伝導率の測定方法と同様にして求められる。
　固体電解質層５に含まれる固体電解質は、焼結している。固体電解質である酸化物ガラスおよび酸化物ガラスセラミックスの焼結温度は、好ましくは５５０℃以下、より好ましくは３００℃以上５５０℃以下、更により好ましくは３００℃以上５００℃以下である。
　焼結温度が５５０℃以下であると、焼結工程において炭素材料の焼失が抑制されるので、負極活物質として炭素材料を用いることが可能となる。したがって、電池のエネルギー密度を更に向上できる。また、正極活物質層３ａが導電剤を含む場合、その導電剤として炭素材料を用いることができる。よって、正極活物質層３ａに良好な電子伝導パスを形成し、正極活物質層３ａの伝導性を向上できる。負極層４が導電剤を含む場合にも、その導電剤として炭素材料を用いることができるので、負極層４の伝導性を向上できる。
　また、焼結温度が５５０℃以下であると、焼結工程において固体電解質と電極活物質とが反応して、不動態などの副生成物が形成されることを抑制できる。したがって、電池特性の低下を抑制できる。また、焼結温度が５５０℃以下という低温であると、電極活物質の種類の選択幅が広がるので、電池設計の自由度を向上できる。
　一方、焼結温度が３００℃以上であると、焼結工程において、電極前駆体および／または固体電解質層前駆体に含まれる、アクリル樹脂などの一般的な有機結着剤を焼失させることができる。
　酸化物ガラスおよび酸化物ガラスセラミックスは、焼結温度が５５０℃以下であり、高い熱収縮率を有し、流動性にも富むものが好ましい。これは以下のような効果が得られるからである。すなわち、固体電解質層５と正極活物質層３ａとの反応および固体電解質層５と負極層４との反応を抑制することができる。また、正極活物質層３ａと固体電解質層５の間、および負極層４と固体電解質層５の間に良好な界面を形成し、正極活物質層３ａと固体電解質層５の間、および負極層４と固体電解質層５の間の界面抵抗を低減できる。
　酸化物ガラスおよび酸化物ガラスセラミックスとしては、Ｇｅ（ゲルマニウム）、Ｓｉ（ケイ素）、Ｂ（ホウ素）およびＰ（リン）のうちの少なくとも１種と、Ｌｉ（リチウム）と、Ｏ（酸素）とを含むものが好ましく、Ｓｉ、Ｂ、ＬｉおよびＯを含むものがより好ましい。具体的には、酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ2）、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、酸化ホウ素（Ｂ2Ｏ3）および酸化リン（Ｐ2Ｏ5）のうちの少なくとも１種と、酸化リチウム（Ｌｉ2Ｏ）とを含むものが好ましく、ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3およびＬｉ2Ｏを含むものがより好ましい。上記のようにＧｅ、Ｓｉ、ＢおよびＰのうちの少なくとも１種と、Ｌｉと、Ｏとを含む酸化物ガラスおよび酸化物ガラスセラミックスは、３００℃以上５５０℃以下の焼結温度を有し、高い熱収縮率を有し、流動性にも富んでいるため、界面抵抗の低減や電池のエネルギー密度の向上などの観点から、有利である。
　Ｌｉ2Ｏの含有量は、固体電解質の焼結温度を低下させる観点から、好ましくは２０ｍｏｌ％以上７５ｍｏｌ％以下、より好ましくは３０ｍｏｌ％以上７５ｍｏｌ％以下、更により好ましくは４０ｍｏｌ％以上７５ｍｏｌ％以下、特に好ましくは５０ｍｏｌ％以上７５ｍｏｌ％以下である。
　固体電解質がＧｅＯ2を含む場合、このＧｅＯ2の含有量は、０ｍｏｌ％より大きく８０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。固体電解質がＳｉＯ2を含む場合、このＳｉＯ2の含有量は、０ｍｏｌ％より大きく７０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。固体電解質がＢ2Ｏ3を含む場合、このＢ2Ｏ3の含有量は、０ｍｏｌ％より大きく６０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。固体電解質がＰ2Ｏ5を含む場合、このＰ2Ｏ5の含有量は、０ｍｏｌ％より大きく５０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
　なお、上記各酸化物の含有量は、固体電解質中における各酸化物の含有量であり、具体的には、ＧｅＯ2、ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3およびＰ2Ｏ5のうち１種以上と、Ｌｉ2Ｏとの合計量（ｍｏｌ）に対する各酸化物の含有量（ｍｏｌ）の割合を百分率（ｍｏｌ％）で示している。各酸化物の含有量は、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。
　固体電解質は、必要に応じて添加元素を更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）、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）、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（バリウム）、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少なくとも１種が挙げられる。固体電解質が、これらの添加元素からなる群より選ばれる少なくとも１種を酸化物として含んでいてもよい。
（正極集電層）
　正極集電層３ｂは、導電性粒子と固体電解質とを含んでいる。導電性粒子は、例えば、粉体である。導電性粒子は焼結されていてもよい。導電性粒子は、必要に応じて、ガラスまたはガラスセラミックスをさらに含んでいてもよい。ガラスまたはガラスセラミックスは焼結されていてもよい。固体電解質は、上述の固体電解質層５に含まれるものと同様である。但し、固体電解質層５と正極集電層３ｂに含まれる固体電解質の組成（材料の種類）または組成比は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
　正極集電層３ｂは、例えば、Ａｌ、Ｎｉまたはステンレス鋼などを含む金属層であってもよい。上記金属層の形状は、例えば、箔状、板状またはメッシュ状などである。
（正極活物質層）
　正極活物質層３ａは、正極活物質と、固体電解質とを含んでいる。固体電解質が、結着剤としての機能を有していてもよい。正極活物質層３ａは、必要に応じて導電剤を更に含んでいてもよい。
　正極活物質は、例えば、電極反応物質であるリチウムイオンを吸蔵放出可能な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、Ｃｏ、Ｎｉ、ＭｎおよびＦｅのいずれか１種または２類以上であることが好ましい。これにより、より高い電圧が得られ、電池の電圧を高くすることができると、同じ容量（ｍＡｈ）の電池の持つエネルギー（Ｗｈ）を大きくすることができる。
　リチウム遷移金属複合酸化物は、例えば、ＬｉxＭ１Ｏ2またはＬｉyＭ２Ｏ4などで表されるものである。より具体的には例えば、リチウム遷移金属複合酸化物は、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＶＯ2、ＬｉＣｒＯ2またはＬｉＭｎ2Ｏ4などである。また、リチウム遷移金属リン酸化合物は、例えば、ＬｉzＭ３ＰＯ4などで表されるものである。より具体的には例えば、リチウム遷移金属リン酸化合物は、ＬｉＦｅＰＯ4またはＬｉＣｏＰＯ4などである。但し、Ｍ１～Ｍ３は１種または２類以上の遷移金属元素であり、ｘ～ｚの値は任意である。
　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、ジスルフィド、ポリピロール、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリパラスチレン、ポリアセチレン、ポリアセンなどである。
　固体電解質は、上述の固体電解質層５に含まれるものと同様である。但し、固体電解質層５と正極活物質層３ａに含まれる固体電解質の組成（材料の種類）または組成比は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
　導電剤は、例えば、炭素材料、金属、金属酸化物および導電性高分子などのうちの少なくとも１種である。炭素材料としては、例えば、黒鉛、炭素繊維、カーボンブラックおよびカーボンナノチューブなどのうちの少なくとも１種を用いることができる。炭素繊維としては、例えば、気相成長炭素繊維(Vapor Growth Carbon Fiber：ＶＧＣＦ（登録商標）)などを用いることができる。カーボンブラックとしては、例えば、アセチレンブラックおよびケッチェンブラックなどのうちの少なくとも１種を用いることができる。カーボンナノチューブとしては、例えば、シングルウォールカーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）、ダブルウォールカーボンナノチューブ（ＤＷＣＮＴ）などのマルチウォールカーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）などを用いることができる。金属としては、例えば、Ｎｉ粉末などを用いることができる。金属酸化物としては、例えば、ＳｎＯ2などを用いることができる。導電性高分子としては、例えば、置換または無置換のポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、およびこれらから選ばれる１種または２種からなる（共）重合体などのうちの少なくとも１種を用いることができる。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。
（負極層）
　負極層４は、負極活物質と、固体電解質とを含んでいる。固体電解質が、結着剤としての機能を有していてもよい。第１の実施形態において、負極活物質の伝導性は高く、負極活物質層は負極集電層を兼ねている。負極活物質に伝導性がそれほど高くないものを使用した場合は、負極集電層を配置する必要があり、また、負極活物質層に伝導性物質を混ぜても良い。また、活物質層とは別に負極集電層を配置しても良く負極層４は、例えば、負極層前駆体としてのグリーンシートの焼結体である。
　負極活物質は、例えば、電極反応物質であるリチウムイオンを吸蔵放出可能な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。より具体的には例えば、金属系材料は、Ｓｉ（ケイ素）、Ｓｎ（スズ）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｉｎ（インジウム）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｂ（ホウ素）、Ｇａ（ガリウム）、Ｇｅ（ゲルマニウム）、Ｐｂ（鉛）、Ｂｉ（ビスマス）、Ｃｄ（カドミウム）、Ａｇ（銀）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｈｆ（ハフニウム）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｙ（イットリウム）、Ｐｄ（パラジウム）またはＰｔ（白金）などの単体、合金または化合物のいずれか１種または２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。合金または化合物としては、例えば、ＳｉＢ4、ＴｉＳｉ2、ＳｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＯv（０＜ｖ≦２）、ＬｉＳｉＯ、ＳｎＯw（０＜ｗ≦２）、ＳｎＳｉＯ3、ＬｉＳｎＯ、Ｍｇ2Ｓｎなどが挙げられる。
　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。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）である。この複合酸化物としては、例えば、Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12などが挙げられる。
　固体電解質は、上述の固体電解質層５に含まれるものと同様である。但し、固体電解質層５と負極層４に含まれる固体電解質の組成（材料の種類）または組成比は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
　導電剤は、上述の正極活物質層３ａにおける導電剤と同様である。
（バリア層）
　バリア層１１は例えば、薄層の窒化膜または酸窒化膜で構成される。窒化膜および酸窒化膜はケイ素またはアルミニウムによるものが好ましく、窒化膜および酸窒化膜はそれぞれ、窒化ケイ素（ＳｉＮt）および酸窒化ケイ素（ＳｉＮtＯu）がより好ましい。但し、ｔ、ｕは０より大きい数値である。窒化ケイ素膜は外力による変形で剥離やクラックが発生しやすいので、より変形に強い酸窒化ケイ素膜を使用することがより好ましい。酸窒化ケイ素膜中の酸素の比率が高い（ｕの値が高い）と、酸窒化ケイ素膜は水分に対するバリア性が低くなるという問題がある。バリア層１１としては、酸素の比率を低く抑え（ｕの値を低く設定し）て、光の屈折率が１．７以上となるような酸窒化ケイ素膜であることがより好ましい。また、酸窒化ケイ素膜は膜厚を大きくすると、伸縮性が低くなる問題がある。バリア層１１に酸窒化ケイ素膜を用いた場合、図２のＳＥＭ（走査電子顕微鏡）像に示されるように、膜厚を１μｍ程度にすることがより好ましい。ただし、バリア層は水分に対するバリア性が高く、ある程度の伸縮性があれば、例示した酸窒化ケイ素膜に限らず、何でもよい。
　図１では、２層のバリア層１１が配置されている。バリア層１１が２層であることは、作製過程でバリア層１１に稀にピンホールなどの欠陥部分ができる可能性や、充放電時にどちらか一つの層に剥離やクラックが発生する可能性を考慮したものである。本実施例では、バリア層１１は２層であるが、これに限らず、バリア層１１は１層であっても３層以上であってもよい。
（緩衝層）
　充放電時に電池が膨張収縮を繰り返すと、バリア層１１として酸窒化ケイ素膜を使用する場合、バリア層１１に剥離やクラックが発生することがある。このとき、バリア層の周囲に（特に内側に）クッションのような緩衝効果をもった材質が隣接していれば、電池が変形（膨張／収縮）する分だけ緩衝効果をもった材質が変形（収縮／膨張）して、バリア層の変形を抑制でき、バリア層への剥離やクラックの生成防止となる。クッションのような緩衝効果は、スポンジのような構造を持った柔軟性と伸縮性のある多孔質材料で実現されうる。緩衝層１０は例えば、ＰＩＳ（ポリイミドシリコーン）で構成される。緩衝層１０の材質はクッションのような緩衝効果を持てば、ＰＩＳに限らず何でもよい。緩衝層１０はバリア層１１を覆うようにバリア層１１の内側と外側の両側に配置される。図１では、外側のバリア層１１のさらに外側に緩衝層１０が配置されているが、緩衝層１０はバリア層１１の内側にあればよいので、この最外の緩衝層１０は無くてもよい。
（耐衝撃層）
　第１の実施形態の全固体電池内部は外部からの物理的衝撃に対して特段の対策がされていないので、物理的衝撃から電池内部を保護する部材が必要である。そこで、電池の外側に耐衝撃層を配置している。なお、物理的衝撃の保護は、その強度により衝撃を内側に通さない部材でもよいし、衝撃を吸収あるいは拡散して衝撃を内側に通さない部材でもよい。耐衝撃層１１は例えば、エポキシ樹脂にシリカを混在させたもので構成される。耐衝撃層１１はある程度の強度を持てば、これに限らず何でもよい。耐衝撃層１１に導電性が出ない程度の量のカーボンを添加して、耐衝撃層１１を黒色に着色させることができる。
（内部電極および外部電極）
　内部電極８および外部電極１３は例えば、銀ペーストで構成される。内部電極８および外部電極１３は銀入りのエポキシ樹脂で構成されていてもよく、導電性が良ければこれらに限らず何でもよい。外部電極１３とはんだ被膜１６の間にＮｉめっき層１４とＳｎめっき層１５を挟んでいるのは、例えば、外部電極１３に銀ペーストを使用した場合に銀がはんだ被膜に移動して外部電極１３の伝導性が下がるのを防ぐためである。内部電極８に電気的に接続された金属ワイヤ９は電極取出し部として機能する。
（全固体電池の作製方法の一例）
　図３に示すように、正極層３（正極活物質層３ａおよび正極集電層３ｂ）と負極層４を固体電解質５で挟んで重ね、その周囲を部分的に分離層６で覆った。分離層６の主面に保護層７を重ねて、板状の物体で保護層７の主面から図３の全固体電池をプレスしながら高温で焼成した。そして、図３の全固体電池の一部に銀ペーストを塗布後に加熱して、図４に示すように、正極層３と負極層４のそれぞれの側面に内部電極８を作製した。図５に示すように、内部電極８に金属ワイヤ９を取り付け、電気的に接続した。それから、図５の全固体電池にＰＩＳを塗布し、加熱することにより、図６のような緩衝層１０を作製し、図６の全固体電池にポリシラザンを塗布し、乾燥の後、紫外線を照射することにより、図７のようなバリア層１１（酸窒化ケイ素膜）を作製した。バリア層１１は塗布法だけでなく、化学気相成長（ＣＶＤ）法によっても作製できる。これらを繰り返して、図８、図９のような全固体電池を得た。図９の全固体電池に、同様にもう一度緩衝層１０を作製した後に、シリカが混在したエポキシ樹脂を塗布し加熱して、図１０のような耐衝撃層１２を作製した。図１０の全固体電池の一部に銀ペーストを塗布し、加熱することにより、図１１のような外部電極を作製した。その後、図１２、図１３に示されるように、電気めっきによりＮｉめっき層１４とＳｎめっき層１５を作製し、図１４に示されるように、はんだ被膜１６を作製した。
＜＜２．第２の実施形態＞＞
「全固体電池」
　第２の実施形態における全固体電池は第１の実施形態における全固体電池と基本的には同じ構造であるが、電極取出し部の形状などに違いがある。
「電池の構成」
　図１５は、第２の実施形態による全固体電池の構成を示す断面図である。この全固体電池２１は第１の実施形態と同様に、中心部分として、固体電解質層５、正極層３（正極活物質層３ａおよび正極集電層３ｂ）と、負極層４で構成される。これらの層の周囲は部分的に分離層６と保護層７で覆われ、正極層３と負極層４それぞれの側面に内部電極８が配置されている。内部電極８には金属板２２が電気的に接続してあり、金属板２２は内部電極８に略平行の方向に延出している。金属板２２はその延出する部分が外側に向けて略Ｌ字型に折り曲げられている。実施例１と同様に、内部電極８の全部と金属板２２の一部は緩衝層１０とバリア層１１に交互に被覆され、その外側と金属ワイヤ９の一部は耐衝撃層１２に被覆されている。第２の実施形態における全固体電池では第１の実施形態と異なり、Ｎｉめっき層、Ｓｎめっき層とはんだ被膜が無い。第２の実施形態における全固体電池の各部材は第１の実施形態と同様であるので、材料や材質などについての説明は省略する。図１５で示される第２の実施形態における全固体電池は、蓄電部が２層の正極層３と３層の負極層４で構成されているが、正極層３と負極層４は単層でも良く、それ以外の複数層から構成されてもよい。
（全固体電池の作製方法の一例）
　第１の実施形態における図４と同様に、図１６に示されるような全固体電池を作製した。図１７に示すように、内部電極８に金属板２２を取り付け、電気的に接続した。そして、第１の実施形態と同様に、図１７の全固体電池にＰＩＳを塗布することにより、図１８のような緩衝層１０を作製した。それから、図１８の全固体電池にポリシラザンを塗布し、乾燥の後、紫外線を当てることにより、図１９のようなバリア層１１（酸窒化ケイ素膜）を作製した。第１の実施形態と同様に、これらを繰り返して、図２０、図２１、図２２のような全固体電池を作製し、図２２の全固体電池に、シリカが混在したエポキシ樹脂を塗布し、図２３のような耐衝撃層１２を作製した。
＜＜３．第３の実施形態＞＞
「全固体電池」
　第３の実施形態は第１の実施形態同様にバリア層を有する全固体電池についてであり、例えば、電池の充放電を制御するのに必要な電気回路を実装した全固体電池についてである。バリア層は電池内部への水分の進入を防ぐ役割を担うと共に、Ｌｉが電池外部に拡散することを防止する役割も担う。Ｌｉが電気回路に付着すると誤作動を起こすために、従来のバリア層のない電池構造では電気回路を電池の表面に実装することは不可能であった。しかし、バリア層を配置した第３の実施形態では、バリア層の近傍に電気回路を配置して、全固体電池と電気回路を一体に形成することができる。また、第３の実施形態の全固体電池は比較的高温に加熱することが可能であるので、電気回路上に素子などをはんだ付けする際に、例えば、電気回路を配置した全固体電池をリフロー炉に入れて加熱することができる。
　既存の技術では、プリント回路基板上に全固体電池と電池を接続するための充電回路等を実装していた。例えば充放電制御ＩＣ(Integrated Circuit)、電池保護ＩＣ、電池残量監視ＩＣおよびＵＳＢ(Universal Serial Bus)インターフェースなどが全固体電池と共にプリント回路基板上に実装されていた。これに対して第３の実施形態は、全固体電池に対して充放電制御ＩＣ等をバリア層の近傍に配置することができる。
「電池の構成」
　電気回路を備えた全固体電池について図２４（断面図）および図２５（上面図）に示す。第３の実施形態における全固体電池は正極層や負極層などの周囲をバリア層１０と緩衝層１１と耐衝撃層１２を備えることなどは第１の実施形態および第２の実施形態と同様である。図２４では、図１や図１５に記載されているような正極層３（正極活物質層３ａおよび正極集電層３ｂ）、負極層４、固体電解質層５、分離層６と保護層７についてはその詳細を省略している。図２４では図の簡潔さのために、バリア層１１が１層のみ記載されているが、第１の実施形態と同様に、バリア層１１は２層以上の構成であってもよい。
　部品実装済み回路基板３２が緩衝層１１と耐衝撃層１２の間に配置されていて、このことが第３の実施形態における全固体電池の特徴的な部分である。第２の実施形態における金属板と同様の電極として、図２４に示されるように、正極３３と負極３４が配置されている。正極３３と負極３４は第２の実施例における金属板同様に延出し、一方の延出した部分が外側に向けて略Ｌ字型に折り曲げられている。第２の実施形態とは異なり、正極３３と負極３４はもう一方の延出した部分が内側に向けて略Ｌ字型に折り曲げられていて、部品実装済み回路基板３２に電気的に接続されている。第３の実施形態における全固体電池の各部材は第１の実施形態と同様であるので、材料や材質などについての説明は省略する。
（全固体電池の作製方法の一例）
　第３の実施形態における全固体電池は部品実装済み回路基板３２などを実装すること以外は第２の実施形態と同様である。第２の実施形態と同様に、バリア層１１と緩衝層１２を作製したのちに、部品実装済み回路基板３２を配置し、正極３３と負極３４と電気的に接続した。この時点では、部品実装済み回路基板３２は、はんだ付けがすべて済んでいる必要はなく、一部が熱処理前のはんだペーストのままであってもよい。その場合、その後に全固体電池をリフロー炉の中に入れ、はんだ付けを完了することが可能である。そして、図２４に示されるように、全固体電池を耐衝撃層１２で被覆した。
＜＜４．応用例＞＞
「応用例としてのユニバーサルクレジットカード」
　以下、本技術をユニバーサルクレジットカードに対して適用した応用例について説明する。
　ユニバーサルクレジットカードは、複数枚のクレジットカードやポイントカード等の機能を、１枚のカードに集約したカードである。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２６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。ユニバーサルクレジットカード１３０１は、カード型形状を有し、その内部に図示しないＩＣチップと全固体電池とを備える。また、ユニバーサルクレジットカード１３０１は、一方の面に小電力消費のディスプレイ１３０２と、操作部としての方向キー１３０３ａ、１３０３ｂと、充電用端子１３０４とを備える。全固体電池は、第１の実施形態、第２の実施形態、第３の実施形態およびその変形例のいずれかに係る電池である。
　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複数のクレジットカードから所望のものを指定することができる。指定後は、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、第１の実施形態、第２の実施形態、第３の実施形態およびその変形例のいずれかに係る電池は、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。
「応用例としてのセンサネットワーク端末」
　以下、本技術をセンサネットワーク端末に対して適用した応用例について説明する。
　無線センサネットワークにおける無線端末は、センサノードと呼ばれ、１個以上の無線チップ、マイクロプロセッサ、電源（電池）等により構成される。センサネットワークの具体例としては、省エネルギー管理、健康管理、工業計測、交通状況、農業等をモニタするのに使用される。センサの種類としては、電圧、温度、ガス、照度等が使用される。
　省エネルギー管理の場合、センサノードとして、電力モニタノード、温度・湿度ノード、照度ノード、ＣＯ2ノード、人感ノード、リモートコントロールノード、ルータ（中継機）等が使用される。これらのセンサノードが家庭、オフィスビル、工場、店舗、アミューズメント施設等において無線ネットワークを構成するように設けられる。
　そして、温度、湿度、照度、ＣＯ2濃度、電力量等のデータが表示され、環境の省エネの状況が見えるようになっている。さらに、制御局からのコマンドによって、照明、空調施設、換気施設等のオン／オフ制御がなされる。
　センサネットワークの無線インターフェースの一つとしてＺｉｇＢｅｅ（登録商標）を使用することができる。この無線インターフェースは、近距離無線通信規格の一つであり、転送可能距離が短く転送速度も低速である代わりに、安価で消費電力が少ない特徴を有する。したがって、電池駆動可能な機器への実装に向いている。この通信規格の基礎部分は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４として規格化されている。論理層以上の機器間の通信プロトコルはＺｉｇＢｅｅ（登録商標）アライアンスが仕様の策定を行っている。
　図２７は、無線センサノード１４０１の構成の一例を示す。センサ１４０２の検出信号がマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）１４０３のＡＤ変換回路１４０４に供給される。センサ１４０２として上述した種々のセンサが使用できる。マイクロプロセッサ１４０３と関連してメモリ１４０６が設けられている。さらに、電池１４０７の出力が電源制御部１４０８に供給され、センサノード１４０１の電源が管理される。電池１４０７は、第１の実施形態、第２の実施形態、第３の実施形態およびその変形例のいずれかに係る電池である。
　マイクロプロセッサ１４０３に対してプログラムがインストールされる。マイクロプロセッサ１４０３がプログラムにしたがってＡＤ変換回路１４０４から出力されるセンサ１４０２の検出結果のデータを処理する。マイクロプロセッサ１４０３の通信制御部１４０５に対して無線通信部１４０９が接続され、無線通信部１４０９から検出結果のデータがネットワーク端末（図示せず）に対して例えばＺｉｇＢｅｅ（登録商標）を使用して送信され、ネットワーク端末を介してネットワークに接続される。一つのネットワーク端末に対して所定数の無線センサノードが接続可能である。なお、ネットワークの形態としては、スター型以外に、ツリー型、メッシュ型及びリニア型等の形態を使用することができる。
「応用例としてのリストバンド型電子機器」
　以下、本技術をリストバンド型電子機器に対して適用した応用例について説明する。
　リストバンド型電子機器は、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、心拍数等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ことができる。
　図２８は、リストバンド型電子機器１６０１の外観の一例を示す。電子機器１６０１は、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、腕に装着されるバンド部１６１１と、数字、文字及び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）側に設けられた突起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２８に示すようにバンド部１６１１が略円形となるように湾曲され、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。バンド部１６１１内部には、バンド部１６１１のほぼ全体にわたってセンサ（図示せず）が設けられている。
　図２９は、電子機器１６０１の構成の一例を示す。電子機器１６０１は、上述した表示装置１６１２の他に、駆動制御部としてのコントローラＩＣ１６１５と、センサ１６２０と、ホスト機器１６１６と、電源としての電池１６１７と、充放電制御部１６１８とを備える。センサ１６２０がコントローラＩＣ１６１５を含んでいてもよい。
　センサ１６２０は、押圧と曲げとの両方を検出可能なものである。センサ１６２０は、押圧に応じた静電容量の変化を検出し、それに応じた出力信号をコントローラＩＣ１６１５に出力する。また、センサ１６２０は、曲げに応じた抵抗値の変化（抵抗変化）を検出し、それに応じた出力信号をコントローラＩＣ１６１５に出力する。コントローラＩＣ１６１５は、センサ１６２０からの出力信号に基づき、センサ１６２０の押圧および曲げを検出し、それの検出結果に応じた情報をホスト機器１６１６に出力する。
　ホスト機器１６１６は、コントローラＩＣ１６１５から供給される情報に基づき、各種の処理を実行する。例えば、表示装置１６１２に対する文字情報や画像情報等の表示、表示装置１６１２に表示されたカーソルの移動、画面のスクロール等の処理を実行する。
　表示装置１６１２は、例えばフレキシブルな表示装置であり、ホスト機器１６１６から供給される映像信号や制御信号等に基づき、映像（画面）を表示する。表示装置１６１２としては、例えば、液晶ディスプレイ、エレクトロルミネッセンス（Electro Luminescence：ＥＬ）ディスプレイ、電子ペーパー等が挙げられるが、これに限定されるものではない。
　電池１６１７は、第１の実施形態、第２の実施形態、第３の実施形態およびその変形例のいずれかに係る電池である。充放電制御部１６１８は、電池１６１７の充放電動作を制御する。具体的には、外部電源等から電池１６１７への充電を制御する。また、電池１６１７からホスト機器１６１６への電力の供給を制御する。
「応用例としてのスマートウオッチ」
　以下、本技術をスマートウオッチに対して適用した応用例について説明する。
　このスマートウオッチは、既存の腕時計のデザインと同様または類似の外観を有し、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等の各種メッセージをユーザに通知する機能を有する。また、電子マネー機能、活動量計等の機能を有していてもよいし、通信端末（スマートフォン等）とBluetooth（登録商標）等の近距離無線通信を行う機能を有していてもよい。
　図３０は、スマートウオッチ２０００の全体構成の一例を示す。スマートウオッチ２０００は、時計本体３０００とバンド型電子機器２１００とを備える。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、液晶ディスプレイ等で電子的に時刻を表示してもよい。
　バンド型電子機器２１００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。バンド型電子機器２１００は、複数のセグメント２１１０～２２３０を連結した構成を有する。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。セグメント２１１０～２２３０はそれぞれ、金属で構成される。
　なお、図３０では、バンド型電子機器２１００の構成の一例を説明するために、時計本体３０００とセグメント２２３０とが離れた状態を示すが、実際の使用時には、時計本体３０００にセグメント２２３０が取り付けられる。時計本体３０００にセグメント２２３０が取り付けられることで、スマートウオッチ２０００は、通常の腕時計と同様に、ユーザの腕に装着することができる。それぞれのセグメント２１１０～２２３０の接続箇所は、可動させることが可能である。セグメントの接続箇所が可動できることで、バンド型電子機器２１００をユーザの腕にフィットさせることができる。
　セグメント２１７０とセグメント２１６０との間には、バックル部２３００が配置される。バックル部２３００は、ロックを外した状態のとき長く伸び、ロックした状態のとき短くなる。各セグメント２１１０～２２３０は、複数種類のサイズで構成される。
　バンド型電子機器２１００の内部の回路は、時計本体とは独立した構成である。時計本体は、文字盤に配置された針を回転させるムーブメント部を備える。ムーブメント部には、電池が接続されている。これらのムーブメント部や電池は、時計本体３０００の筐体内に内蔵されている。電池は、第１の実施形態、第２の実施形態、第３の実施形態およびその変形例のいずれかに係る電池である。
　セグメント２１１０～２２３０のうち３つのセグメント２１７０、２１９０、２２１０には、電子部品等が配置される。セグメント２１７０には、データ処理部と無線通信部とＮＦＣ通信部とＧＰＳ部とが配置される。無線通信部、ＮＦＣ通信部、ＧＰＳ部には、それぞれアンテナが接続されている。それぞれのアンテナは、セグメント２１７０が有するスリット（図示せず）の近傍に配置される。
　無線通信部は、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。
　セグメント２１７０には、ディスプレイとバイブレータとモーションセンサと音声処理部が配置されている。ディスプレイとバイブレータは、バンド型電子機器２１００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が有するスリット（図示せず）の内部に配置され、電話の着信や電子メールの受信等が点灯又は点滅で通知される。ディスプレイとしては、文字や数字等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２１００は、バイブレータによるセグメント２１７０の振動で、電話の着信や電子メールの受信等を通知する。
　モーションセンサは、スマートウオッチ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、気圧センサ等が使用される。また、セグメント２１７０は、モーションセンサ以外のセンサを内蔵してもよい。例えば、スマートウオッチ２０００を装着したユーザの脈拍等を検出するバイオセンサが内蔵されてもよい。音声処理部には、マイクロホンとスピーカとが接続され、音声処理部が、無線通信部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、音声処理部は、音声入力操作のための処理を行うこともできる。
　セグメント２１９０およびセグメント２２１０には電池が内蔵され、各セグメント内の回路に駆動用の電源を供給する。セグメント２１７０内の回路と電池は、フレキシブル回路基板により接続されている。なお、電池は、第１の実施形態、第２の実施形態、第３の実施形態およびその変形例のいずれかに係る電池である。
「応用例としてのメガネ型端末」
　以下、本技術を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））の一種に代表されるメガネ型端末に適用した応用例について説明する。
　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。
　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３１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が利用者の頭部に右画像表示部５００１および左画像表示部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。
　フレーム５００３には、電池５００９、５０１０が設けられている。電池５００９、５０１０は、第１の実施形態、第２の実施形態、第３の実施形態およびその変形例のいずれかに係る電池である。図３１では省略されているが、フレーム５００３には、加速度センサ、ジャイロ、電子コンパス、マイクロホン／スピーカ等が設けられている。さらに、フレーム５００３には、撮像装置が設けられ、静止画／動画の撮影が可能とされている。さらに、フレーム５００３には、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が設けられている。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、フレーム５００３は、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。
「応用例としての車両における蓄電システム」
　本技術を車両用の蓄電システムに適用した例について、図３２を参照して説明する。図３２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、上述した本技術の蓄電装置が適用される。
　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－交流変換（ＤＣ－ＡＣ変換）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７２１１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よい。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技術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。
　以上、本技術に係る技術が適用され得るハイブリッド車両７２００の一例について説明した。本技術に係る技術は、以上説明した構成のうち、バッテリー７２０８に好適に適用され得る。すなわち、バッテリー７２０８は、第１の実施形態、第２の実施形態、第３の実施形態およびその変形例のいずれかに係る電池である。
　以上、本技術の実施形態およびその変形例について具体的に説明したが、本技術は、上述の実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本技術の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
　例えば、上述の実施形態およびその変形例において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値などを用いてもよい。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、上述の実施形態およびその変形例の構成、方法、工程、形状、材料および数値などは、本技術の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
　また、本技術は電池を備える種々の電子機器に適用可能であり、上述の応用例で説明した電子機器に限定されるものではない。上述の応用例以外の電子機器としては、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等）、携帯情報端末（Personal Digital Assistants：ＰＤＡ）、表示装置（ＬＣＤ、ＥＬディスプレイ、電子ペーパー等）、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等）、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、電動工具、電気シェーバー、冷蔵庫、エアコン、テレビ、ステレオ、温水器、電子レンジ、食器洗い器、洗濯機、乾燥器、照明機器、玩具、医療機器、ロボット、ロードコンディショナー、信号機等が挙げられるが、これに限定されるものでなない。さらに、本技術に係る電池は、家庭に備えられる蓄電装置の二次電池に適用することができる。
１・・・全固体電池、３・・・正極層、３ａ・・・正極活物質層、３ｂ・・・正極集電層、４・・・負極層、５・・・固体電解質層、６・・・分離層、７・・・保護層、８・・・内部電極、９・・・金属ワイヤ、１０・・・緩衝層、１１・・・バリア層、１２・・・耐衝撃層、１３・・・外部電極、１４・・・Ｎｉめっき層、１５・・・Ｓｎめっき層、１６・・・はんだ被膜、２１・・・全固体電池、２２・・・金属板、３１・・・全固体電池、３２・・・部品実装済み回路基板、３３・・・正極、３４・・・負極

Claims (9)

  1. 　正極層及び負極層が電解質層を介して積層された蓄電部と、前記蓄電部の端部に内部電極とを有する全固体電池であって、
    　内部電極に接続された電極取出し部を有し、
    　前記蓄電部、前記内部電極および前記電極取出し部の一部が緩衝層とバリア層によって被覆され、
    　前記緩衝層とバリア層のうち外側に配置される層が耐衝撃層によって被覆され、
    　前記電極取出し部の他の一部は前記耐衝撃層から延出された
    　全固体電池。
  2. 　前記電極取出し部は板状であり、前記電極取り出し部の一部が内部電極に略平行となる方向に接続され、
    　前記耐衝撃層から延出する前記電極取り出し部の他の一部が外側に向けて折り曲げられた、
    　請求項１に記載の全固体電池。
  3. 　前記緩衝層とバリア層の外側であって、前記耐衝撃層の内側に電気回路が設置された請求項１に記載の全固体電池。
  4. 　前記緩衝層は柔軟性と伸縮性を有する材料で構成され、バリア層の内側に配置される請求項１に記載の全固体電池。
  5. 　前記柔軟性と伸縮性を有する材料はポリイミドシリコーンである請求項４に記載の全固体電池。
  6. 　前記緩衝層と前記バリア層の少なくとも一方が２層以上設けられ、前記緩衝層と前記バリア層は交互に繰り返し積層される請求項１または４に記載の全固体電池。
  7. 　前記バリア層は窒化ケイ素または酸窒化ケイ素で構成される請求項１に記載の全固体電池。
  8. 　前記バリア層は光の屈折率が１．７以上の酸窒化ケイ素で構成される請求項７に記載の全固体電池。
  9. 　前記耐衝撃層はエポキシ樹脂およびシリカで構成される請求項１から３のいずれかに記載の全固体電池。
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