WO2020136971A1 - 電池 - Google Patents

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WO2020136971A1
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current collector
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positive electrode
electrode active
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本田　和義
明生 金山
一裕 森岡
覚 河瀬
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present disclosure relates to batteries.
  • Patent Document 1 discloses a battery having an insulating resin around the battery element.
  • the present disclosure provides a battery with further improved reliability.
  • a battery a positive electrode current collector, a positive electrode active material layer arranged in contact with the positive electrode current collector, a solid electrolyte layer arranged to cover the positive electrode active material layer, A negative electrode active material layer disposed in contact with the solid electrolyte layer, a negative electrode current collector disposed in contact with the negative electrode active material layer, and a sealing member.
  • the area of the negative electrode active material layer is larger than the area of the solid electrolyte layer in a plan view.
  • Each area of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector in plan view is larger than the area of the negative electrode active material layer.
  • the sealing member is located outside the solid electrolyte layer in a plan view, and in a cross-sectional view perpendicular to the stacking direction, a part of the positive electrode current collector and a part of the negative electrode active material layer have the stacking direction. And a region sandwiched in the stacking direction by another part of the positive electrode current collector and a part of the negative electrode current collector.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic battery configuration according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a schematic battery configuration in the first modification of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a schematic battery configuration in the second modification of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a schematic battery configuration in the third modification of the first embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a schematic battery configuration in Modification 4 of Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a schematic battery configuration in the fifth modification of the first embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of a schematic battery configuration in Modification 6 of the first embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic battery configuration according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a schematic battery configuration in the first modification of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a schematic battery configuration
  • FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of a battery of a comparative example.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of the battery forming process in the first embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a schematic battery configuration according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram showing another example of the schematic battery configuration according to the second embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram showing another example of the schematic battery configuration according to the second embodiment.
  • a battery according to one embodiment of the present disclosure, a positive electrode current collector, a positive electrode active material layer arranged in contact with the positive electrode current collector, a solid electrolyte layer arranged to cover the positive electrode active material layer, A negative electrode active material layer disposed in contact with the solid electrolyte layer, a negative electrode current collector disposed in contact with the negative electrode active material layer, and a sealing member.
  • the area of the negative electrode active material layer is larger than the area of the solid electrolyte layer in a plan view.
  • Each area of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector in plan view is larger than the area of the negative electrode active material layer.
  • the sealing member is located outside the solid electrolyte layer in a plan view, and in a cross-sectional view perpendicular to the stacking direction, a part of the positive electrode current collector and a part of the negative electrode active material layer have the stacking direction. And a region sandwiched in the stacking direction by another part of the positive electrode current collector and a part of the negative electrode current collector.
  • the solid electrolyte layer is not formed on the side surface of the negative electrode active material layer.
  • the portion where the solid electrolyte layer is formed on the side surface of the negative electrode active material layer is thicker than the portion where the solid electrolyte layer is formed on the laminated surface inside the side surface of the negative electrode active material layer.
  • the problem of mechanical strength is likely to occur due to the non-uniformity. Therefore, according to the present disclosure, since the solid electrolyte layer is not formed on the side surface of the negative electrode active material layer, the portion where the solid electrolyte layer is formed on the side surface of the positive electrode active material layer when the battery is impacted. Occurrence of a minute short circuit due to being close to is suppressed. Therefore, the reliability of the battery can be further improved.
  • the sealing member may be arranged in contact with the positive electrode current collector, the negative electrode active material layer, and the negative electrode current collector.
  • the negative electrode current collector and the positive electrode current collector With this, it is possible to firmly bond the negative electrode current collector and the positive electrode current collector with the sealing member.
  • the sealing member By joining the periphery of the negative electrode current collector and the positive electrode current collector with a sealing member, the positive electrode active material layer, the solid electrolyte layer, and the negative electrode active material layer included in the power generation element of the battery are sealed, and the power generation element Can be protected from shock and outside air. Therefore, the reliability of the battery can be further improved.
  • the sealing member may be in contact with a part of the laminated surface of the negative electrode active material layer.
  • the sealing member is arranged in contact with the laminated surface of the negative electrode active material layer in the region outside the solid electrolyte layer, and the negative electrode active material layer is firmly held by the sealing member. Therefore, peeling between the negative electrode active material layer and the solid electrolyte layer can be suppressed when a shock is applied to the battery and when the negative electrode active material layer expands and contracts during charge and discharge. Therefore, the reliability of the battery can be further improved.
  • the sealing member may have a shape protruding outward from at least one of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector in a plan view.
  • the sealing member projects outward from at least one side surface of the negative electrode current collector and the positive electrode current collector. Therefore, it becomes easier to avoid directly applying a force to the negative electrode current collector and the positive electrode current collector when an external force impact is applied, and a part of the impact force can be absorbed by the elasticity of the sealing material. Can be suppressed. Therefore, the reliability of the battery can be further improved.
  • the battery has a space between at least one of the positive electrode active material layer, the solid electrolyte layer, and the negative electrode active material layer and the sealing member, or inside the sealing member. You may have.
  • the sealing member has a space, even if the sealing member is deformed when an external force is applied to the battery, the power generating element including the positive electrode active material layer, the solid electrolyte layer and the negative electrode active material layer
  • the power generating element including the positive electrode active material layer, the solid electrolyte layer and the negative electrode active material layer
  • the power generating element when the power generating element is in contact with the space, even if gas is generated from the power generating element due to charging and discharging, the pressure of the gas is relaxed in the space, and the generated gas causes delamination of the power generating element. It is possible to suppress the progress. Therefore, the reliability of the battery can be further improved.
  • the sealing member may have a shape protruding toward the inside of the solid electrolyte layer.
  • the solid electrolyte layer is supported by the protruding portion of the sealing member, the collapse of the solid electrolyte layer can be suppressed even when an external force is applied to the battery. Therefore, the risk of damage to the power generation element can be reduced, and the reliability of the battery can be further improved.
  • the solid electrolyte layer has a first solid electrolyte layer located on the negative electrode active material layer side and a second solid electrolyte layer located on the positive electrode active material layer side, and the sealing member is It may have a protruding shape between the first solid electrolyte layer and the second solid electrolyte layer.
  • the solid electrolyte layer is supported by the protruding portion of the sealing member, the collapse of the solid electrolyte layer can be suppressed even when an external force is applied to the battery. Therefore, the risk of damage to the power generation element can be reduced, and the reliability of the battery can be further improved. Furthermore, since the solid electrolyte layer is divided into two or more layers, the sealing member can easily form a protruding shape between the solid electrolyte layers, and the battery can be easily manufactured.
  • the sealing member is located on the negative electrode current collector side and includes a first sealing member including a first material, and a second material different from the first material is located on the positive electrode current collector side. And a second sealing member including.
  • the sealing member may include a material having an insulating property and not having an ion conductivity.
  • the material of the sealing member is insulative, conduction between the negative electrode current collector and the positive electrode current collector can be suppressed. Moreover, since the material of the sealing member does not have ion conductivity, it is possible to suppress deterioration of battery characteristics due to contact between the sealing material and another battery member, for example. Therefore, the reliability of the battery can be further improved.
  • the sealing member may include a resin or a sealing agent.
  • the sealing member contains the resin or the sealing agent, the flexibility and flexibility of the sealing member when the external force is applied to the battery or when the battery is exposed to the wet atmosphere or the gas component.
  • the gas barrier property can prevent the power generation element from being adversely affected. Therefore, the reliability of the battery can be further improved.
  • the sealing member may include at least one selected from the group consisting of epoxy resin, acrylic resin, polyimide resin, and silsesquioxane.
  • the epoxy resin, the acrylic resin, the polyimide resin, and the silsesquioxane have fluidity in the initial state, and then they can be cured by losing their fluidity by, for example, ultraviolet irradiation or heat treatment. Since it is a material, the sealing member can be formed using a material that is easily cured. Further, if necessary, by performing temporary curing by heat treatment or ultraviolet irradiation, or by main curing by heat treatment or ultraviolet irradiation, it is possible to suppress deformation of the sealing member even at each stage of manufacturing.
  • the sealing member may include a particulate metal oxide material.
  • the sealing member such as the retention of the battery shape, insulation, thermal conductivity, and moisture resistance.
  • each diagram is a schematic diagram and is not necessarily an exact illustration. Therefore, for example, the scales and the like in the drawings do not necessarily match. Further, in each of the drawings, substantially the same configurations are denoted by the same reference numerals, and overlapping description will be omitted or simplified.
  • a term indicating a relationship between elements such as parallelism, a term indicating a shape of an element such as a rectangle, and a numerical range are not expressions expressing only a strict meaning but are substantially It is an expression meaning to include a similar range, for example, a difference of about several percent.
  • the x-axis, the y-axis, and the z-axis represent the three axes of the three-dimensional Cartesian coordinate system.
  • the z-axis direction is the battery thickness direction.
  • the “thickness direction” is a direction perpendicular to the surface on which the layers are laminated.
  • plan view means a case where the battery is viewed along the stacking direction of the battery
  • thickness in the present specification means a length of the battery and each layer in the stacking direction.
  • laminated surface in the present specification is a surface when the battery is viewed along the stacking direction of the battery. That is, the “stacked surface” is a surface that intersects in the stacking direction.
  • the stacking surface is a surface that is substantially perpendicular to the stacking direction.
  • side surface in the present specification is a surface when the battery is viewed from a direction perpendicular to the stacking direction of the battery. That is, the “side surface” is a surface that intersects the direction perpendicular to the stacking direction.
  • the side surface is a surface that is substantially parallel to the stacking direction.
  • inside and outside in “inside” and “outside” mean inside and outside when the battery is viewed along the stacking direction of the battery.
  • the terms “upper” and “lower” in the configuration of the battery do not refer to the upward direction (vertically upward) and the downward direction (vertically downward) in absolute space recognition, but in the laminated configuration. It is used as a term defined by the relative positional relationship based on the stacking order. Also, the terms “upper” and “lower” refer to two components not only when the two components are spaced apart from each other and another component is present between the two components. It also applies when two components are placed in close contact with each other and abut.
  • FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a battery 1000 according to the first embodiment. Specifically, (a) of FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the battery 1000, and shows a cross section at a position indicated by line 1A-1A in (b) of FIG.
  • FIG. 1B is a top perspective view showing a schematic configuration of the battery 1000.
  • the plan view shape of each constituent element of the battery 1000 when the battery 1000 is viewed from above is represented by a solid line or a broken line.
  • battery 1000 includes power generation element 100, negative electrode current collector 210, positive electrode current collector 220, and sealing member 310.
  • the battery 1000 includes a positive electrode current collector 220, a positive electrode active material layer 120 arranged in contact with the positive electrode current collector 220, and a solid electrolyte layer 130 arranged so as to cover the positive electrode active material layer 120.
  • the negative electrode active material layer 110 disposed in contact with the solid electrolyte layer 130, the negative electrode current collector 210 disposed in contact with the negative electrode active material layer 110, and the sealing member 310.
  • the area of the negative electrode active material layer 110 is larger than the area of the solid electrolyte layer 130 in a plan view.
  • the area of each of the positive electrode current collector 220 and the negative electrode current collector 210 in plan view is larger than the area of the negative electrode active material layer 110.
  • the sealing member 310 is located outside the solid electrolyte layer 130 in a plan view, and in a cross-sectional view perpendicular to the stacking direction, a part of the positive electrode current collector 220 and a part of the negative electrode active material layer 110 are stacked in the stacking direction. It is arranged in a region sandwiched between the positive electrode current collector 220 and another portion of the negative electrode current collector 210 in the stacking direction.
  • a cross-sectional view perpendicular to the stacking direction refers to a cross section parallel to the stacking direction as viewed from a direction perpendicular to the stacking direction, as illustrated in FIG.
  • the sealing member 310 is arranged in contact with the positive electrode current collector 220, the negative electrode active material layer 110, and the negative electrode current collector 210. Furthermore, the sealing member 310 is in contact with the laminated surface of the negative electrode active material layer 110. In addition, a part of the sealing member 310 may be disposed inside the solid electrolyte layer 130 in a plan view.
  • the power generation element 100 is arranged between the negative electrode current collector 210 and the positive electrode current collector 220. As shown in FIG. 1, the power generation element 100 includes a negative electrode active material layer 110 and a positive electrode active material layer 120. The power generation element 100 further includes a solid electrolyte layer 130. The negative electrode active material layer 110, the solid electrolyte layer 130, and the positive electrode active material layer 120 are laminated in this order from the negative electrode current collector 210 side along the thickness direction (z-axis direction) of the battery 1000.
  • the negative electrode active material layer 110 contains, for example, a negative electrode active material as an electrode material.
  • the negative electrode active material layer 110 is arranged to face the positive electrode active material layer 120.
  • the negative electrode active material contained in the negative electrode active material layer 110 may be, for example, a negative electrode active material such as graphite or metallic lithium.
  • a negative electrode active material such as graphite or metallic lithium.
  • various materials that can release and insert ions such as lithium (Li) or magnesium (Mg) can be used.
  • a solid electrolyte such as an inorganic solid electrolyte may be used.
  • an inorganic solid electrolyte for example, a sulfide solid electrolyte or an oxide solid electrolyte may be used.
  • a sulfide solid electrolyte for example, a mixture of lithium sulfide (Li 2 S) and phosphorus pentasulfide (P 2 S 5 ) can be used.
  • a conductive material such as acetylene black, Ketjen black, carbon black, graphite, carbon fiber, or a binder for binding such as polyvinylidene fluoride may be used. Good.
  • binders examples include butadiene rubber, isoprene rubber, styrene-butadiene rubber (SBR), styrene-butadiene-styrene copolymer (SBS), styrene-ethylene-butadiene-styrene copolymer (SEBS), ethylene- Synthetic rubber such as propylene rubber, butyl rubber, chloroprene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, acrylic rubber, silicone rubber, fluororubber and urethane rubber, polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVDF-HFP), polyimide, polyamide, Polyamideimide, polyvinyl alcohol, chlorinated polyethylene (CPE) and the like can be mentioned.
  • SBR styrene-butadiene rubber
  • SBS styrene-butadiene-styrene copolymer
  • SEBS st
  • the negative electrode active material layer 110 can be produced, for example, by applying a paste-like paint in which the material contained in the negative electrode active material layer 110 is kneaded together with a solvent onto the surface of the negative electrode current collector 210 and drying. In order to increase the density of the negative electrode active material layer 110, the negative electrode plate including the negative electrode active material layer 110 and the negative electrode current collector 210 may be pressed after drying.
  • the thickness of the negative electrode active material layer 110 is, for example, 5 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less, but is not limited to this.
  • the positive electrode active material layer 120 is a layer containing a positive electrode material such as an active material.
  • the positive electrode material is a material forming a counter electrode of the negative electrode material.
  • the positive electrode active material layer 120 contains, for example, a positive electrode active material.
  • Examples of the positive electrode active material contained in the positive electrode active material layer 120 include lithium cobalt oxide composite oxide (LCO), lithium nickel oxide composite oxide (LNO), lithium manganate composite oxide (LMO), and lithium-manganese.
  • LCO lithium cobalt oxide composite oxide
  • LNO lithium nickel oxide composite oxide
  • LMO lithium manganate composite oxide
  • LMNO lithium-Nickel composite oxide
  • LMCO lithium-manganese-cobalt composite oxide
  • LNCO lithium-nickel-cobalt composite oxide
  • LNMCO lithium-nickel-manganese-cobalt composite oxide
  • the material of the positive electrode active material various materials capable of desorbing and inserting ions such as lithium or magnesium can be used.
  • a solid electrolyte such as an inorganic solid electrolyte may be used.
  • an inorganic solid electrolyte a sulfide solid electrolyte or an oxide solid electrolyte may be used.
  • a sulfide solid electrolyte for example, a mixture of lithium sulfide (Li 2 S) and phosphorus pentasulfide (P 2 S 5 ) can be used.
  • the surface of the positive electrode active material may be coated with a solid electrolyte.
  • a conductive material such as acetylene black or a binder for binding such as polyvinylidene fluoride may be used.
  • the conductive material and the binder the materials mentioned above as the materials used for the negative electrode active material layer 110 may be used.
  • the positive electrode active material layer 120 can be produced, for example, by applying a paste-like paint in which the material contained in the positive electrode active material layer 120 is kneaded together with a solvent onto the surface of the positive electrode current collector 220 and drying. In order to increase the density of the positive electrode active material layer 120, the positive electrode plate including the positive electrode active material layer 120 and the positive electrode current collector 220 may be pressed after drying.
  • the thickness of the positive electrode active material layer 120 is, for example, 5 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less, but is not limited to this.
  • the solid electrolyte layer 130 is arranged between the negative electrode active material layer 110 and the positive electrode active material layer 120.
  • the solid electrolyte layer 130 is in contact with each of the negative electrode active material layer 110 and the positive electrode active material layer 120.
  • the solid electrolyte layer 130 is a layer containing an electrolyte material.
  • As the electrolyte material generally known electrolytes for batteries can be used.
  • the thickness of the solid electrolyte layer 130 may be 5 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less, or 5 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the solid electrolyte layer 130 may include a solid electrolyte.
  • the battery 1000 including the power generation element 100 may be, for example, an all-solid-state battery.
  • the solid electrolyte layer 130 is mainly composed of a negative electrode side solid electrolyte layer 131 covering the negative electrode active material layer 110 and a positive electrode side solid electrolyte layer 132 mainly covering the positive electrode active material layer 120.
  • the negative electrode side solid electrolyte layer 131 and the positive electrode side solid electrolyte layer 132 formed integrally may be used as the solid electrolyte layer 130.
  • the negative electrode side solid electrolyte layer 131 and the positive electrode side solid electrolyte layer 132 are integrally formed, the negative electrode side solid electrolyte layer 131 and the positive electrode side solid electrolyte layer 132 in the present embodiment are parallel to the solid electrolyte layer 130, It is assumed that they are joined at any internal plane.
  • a solid electrolyte such as an inorganic solid electrolyte may be used.
  • a sulfide solid electrolyte such as an oxide solid electrolyte, a halide solid electrolyte, or the like can be used.
  • a sulfide solid electrolyte for example, a mixture of lithium sulfide (Li 2 S) and phosphorus pentasulfide (P 2 S 5 ) can be used.
  • the solid electrolyte layer 130 may contain a binder for binding such as polyvinylidene fluoride in addition to the electrolyte material.
  • the binder the materials described above as the materials used for the negative electrode active material layer 110 may be used.
  • the negative electrode active material layer 110, the positive electrode active material layer 120, and the solid electrolyte layer 130 are maintained in a parallel plate shape. As a result, it is possible to suppress the occurrence of breakage or collapse due to bending. Note that the negative electrode active material layer 110, the positive electrode active material layer 120, and the solid electrolyte layer 130 may be combined and smoothly curved.
  • the negative electrode current collector 210 and the positive electrode current collector 220 are members having conductivity. Each of the negative electrode current collector 210 and the positive electrode current collector 220 may be, for example, a conductive thin film. As a material forming the negative electrode current collector 210 and the positive electrode current collector 220, for example, a metal such as stainless steel (SUS), aluminum (Al), or copper (Cu) can be used.
  • SUS stainless steel
  • Al aluminum
  • Cu copper
  • the negative electrode current collector 210 is arranged in contact with the negative electrode active material layer 110.
  • the negative electrode current collector for example, metal foil such as SUS foil and Cu foil can be used.
  • the thickness of the negative electrode current collector 210 is, for example, not less than 5 ⁇ m and not more than 100 ⁇ m.
  • the negative electrode current collector 210 may include a current collector layer that is a layer containing a conductive material, for example, in a portion in contact with the negative electrode active material layer 110.
  • the positive electrode current collector 220 is arranged in contact with the positive electrode active material layer 120.
  • a metal foil such as SUS foil or Al foil can be used.
  • the thickness of the positive electrode current collector 220 is, for example, 5 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, but is not limited to this.
  • the positive electrode current collector 220 may include a current collector layer, which is a layer containing a conductive material, in a portion in contact with the positive electrode active material layer 120.
  • the sealing member 310 is arranged between the negative electrode current collector 210 and the positive electrode current collector 220. Further, the sealing member 310 is arranged in contact with the side surface of the power generation element 100. That is, the sealing member 310 is arranged so as to completely cover the power generation element 100.
  • the sealing member 310 is formed using, for example, an electrically insulating material.
  • the sealing member 310 functions as a spacer that maintains the distance between the negative electrode current collector 210 and the positive electrode current collector 220.
  • the sealing member 310 is a member including the first material.
  • the sealing member 310 may be, for example, a member containing the first material as a main component.
  • the sealing member 310 may be, for example, a member made of only the first material.
  • the first material for example, a generally known material for a battery sealing member such as a sealant may be used.
  • the encapsulant include ceramic encapsulant and resin encapsulant.
  • the first material may include a material that is insulative and has no ion conductivity.
  • the first material may include, for example, a resin material.
  • the first material may include any of a thermosetting resin, a photocurable resin such as ultraviolet light, and a hot melt resin (thermoplastic resin).
  • the first material may include at least one of an epoxy resin, an acrylic resin, a polyimide resin, and a silsesquioxane, which are thermosetting or photocurable.
  • the sealing member 310 may include a particulate metal oxide material.
  • the metal oxide material silicon oxide, aluminum oxide, titanium oxide, zinc oxide, cerium oxide, iron oxide, tungsten oxide, zirconium oxide, calcium oxide, zeolite, glass or the like can be used.
  • the sealing member 310 may be formed using a resin material in which a plurality of particles made of a metal oxide material are dispersed.
  • the particle size of the metal oxide material may be equal to or smaller than the distance between the negative electrode current collector 210 and the positive electrode current collector 220.
  • the particle shape of the metal oxide material may be a perfect circle (spherical shape), an elliptic shape, a rod shape, or the like.
  • the formation area of the negative electrode active material layer 110 is smaller than the formation areas of the negative electrode current collector 210 and the positive electrode current collector 220, respectively, and the negative electrode current collector 210 and the positive electrode current collector 220 are formed. Located inside the area.
  • the formation region of the solid electrolyte layer 130 is formed smaller than any of the formation regions of the negative electrode current collector 210, the positive electrode current collector 220, and the negative electrode active material layer 110, and the negative electrode current collector 210 and the positive electrode current collector 210 are formed. It is located inside the formation region of the body 220 and the negative electrode active material layer 110.
  • the formation region of the positive electrode active material layer 120 is formed smaller than the formation region of the solid electrolyte layer 130, and is located inside the formation region of the solid electrolyte layer 130.
  • the negative electrode current collector 210 and the positive electrode current collector 220 are formed at the same position. Therefore, a part of the positive electrode current collector 220 is arranged at a position facing the region where the solid electrolyte layer 130 is not joined, around the outer periphery of the negative electrode active material layer 110. In addition, another part of the positive electrode current collector 220 is disposed at a position facing the region where the negative electrode active material layer 110 is not joined, around the outer periphery of the negative electrode current collector 210.
  • the area where the negative electrode active material layer 110 is formed is smaller than the area where the negative electrode current collector 210 is formed in a plan view, so that the surface of the negative electrode current collector 210 outside the negative electrode active material layer 110 is covered.
  • the sealing member 310 can be placed on top of it. Accordingly, the negative electrode active material layer 110 can be protected from impact and the outside air. Furthermore, by forming the formation region of the negative electrode active material layer 110 smaller than the negative electrode current collector 210 in a plan view, the sealing member 310 can be arranged in contact with the side surface of the negative electrode active material layer 110. Accordingly, since the negative electrode active material layer 110 can be supported by the sealing member 310, it is possible to prevent the side surface of the negative electrode active material layer 110 from collapsing.
  • the formation region of the solid electrolyte layer 130 smaller than the formation region of the negative electrode active material layer 110 in a plan view, on the main surface of the negative electrode active material layer 110 in the region outside the solid electrolyte layer 130 (that is, the laminated layer).
  • the sealing member 310 can be arranged in contact with part of the surface).
  • the formation region of the positive electrode active material layer 120 smaller than the formation region of the solid electrolyte layer 130 in a plan view, the side surface and the laminated surface of the positive electrode active material layer 120 other than the surface in contact with the positive electrode current collector 220 are formed. It is possible to cover the entire surface with the solid electrolyte layer 130, face the negative electrode active material layer 110, and bond them via the solid electrolyte layer 130. Thereby, the capacity of the battery can be accurately designed by the area of the positive electrode active material layer 120, and the capacity accuracy of the battery can be improved. Moreover, since the entire positive electrode active material layer 120 can be uniformly electrochemically reacted, the long-term reliability of the battery can be improved.
  • a main surface (that is, a laminated surface) of the negative electrode active material layer 110 By disposing a part of the positive electrode current collector 220 so as to face a region where the solid electrolyte layer 130 is not joined, around the outer periphery of the negative electrode active material layer 110, a main surface (that is, a laminated surface) of the negative electrode active material layer 110. And a part of the main surface (that is, the laminated surface) of the positive electrode current collector 220 can be in contact with the sealing member 310. Further, by disposing another part of the positive electrode current collector 220 so as to face a region where the negative electrode active material layer 110 is not joined, around the outer periphery of the negative electrode current collector 210, the negative electrode current collectors 210 facing each other are disposed.
  • the sealing member 310 can be disposed in contact with both a part of the main surface of the positive electrode current collector 220 and another part of the main surface of the positive electrode current collector 220. As a result, the negative electrode current collector 210 and the positive electrode current collector 220 can be firmly bonded to each other with the sealing member 310. By firmly bonding the periphery of the outer periphery of the negative electrode current collector 210 and the positive electrode current collector 220 with the sealing member 310, the power generation element 100 of the battery is sealed and the power generation element 100 is protected from impact and outside air. You can
  • FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of a battery of a comparative example, and as in a battery 1700 of FIG. 8 shown as a comparative example, a main surface (that is, a laminated surface) of the negative electrode active material layer 110 facing the positive electrode current collector 220.
  • a main surface that is, a laminated surface
  • the sealing member 310 exists between the positive electrode current collector 220 and the negative electrode current collector 210 in plan view, and only the solid electrolyte layer 130. Can occur in some parts.
  • the negative electrode in the region outside the solid electrolyte layer 130 is formed.
  • the sealing member 310 can be arranged in contact with the stacked surface of the active material layer 110. Accordingly, the negative electrode active material layer 110 is firmly held by the sealing member 310, and the solid electrolyte layer 130 is peeled off when the battery is impacted and when the negative electrode active material layer 110 expands and contracts during charge and discharge. Since it can be suppressed, the reliability of the battery can be improved.
  • the negative electrode active material layer 110 is used.
  • the portion where the solid electrolyte layer 130 is formed on the side surface of the positive electrode active material layer 120 and the portion where the solid electrolyte layer 130 is formed on the side surface of the positive electrode active material layer 120 may closely face each other.
  • the part where the solid electrolyte layer 130 is formed on the side surface of the negative electrode active material layer 110 and the part where the solid electrolyte layer 130 is formed on the side surface of the positive electrode active material layer 120 are the side surfaces of the negative electrode active material layer 110.
  • the solid electrolyte layer 130 is formed on the portion where the solid electrolyte layer 130 is formed on the inner surface (that is, the laminated surface) and on the main surface (that is, the laminated surface) that is inside the side surface of the positive electrode active material layer 120.
  • the problem of mechanical strength is more likely to occur due to the nonuniformity of the film thickness and the film density. Therefore, if such a portion is present close to both the positive electrode side and the negative electrode side, a micro short circuit is likely to occur when the battery 1700 is impacted.
  • the solid electrolyte layer 130 is formed on the side surface of the negative electrode active material layer 110. Since the solid electrolyte layer 130 is not formed, the reliability of the battery can be improved.
  • FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the battery 1100 in the first modification of the first embodiment.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the battery 1100, and shows a cross section at a position indicated by a line 2A-2A in FIG.
  • FIG. 2B is a top perspective view showing a schematic configuration of the battery 1100.
  • the plan view shape of each component of the battery 1100 when the battery 1100 is viewed from above is represented by a solid line or a broken line.
  • the sealing member 310 projects between the negative electrode side solid electrolyte layer 131 on the negative electrode active material layer 110 side and the positive electrode side solid electrolyte layer 132 on the positive electrode active material layer 120 side. ..
  • the solid electrolyte layer 130 can be held more firmly, so that the reliability of the battery can be further improved.
  • FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a battery 1200 in the second modification of the first embodiment.
  • (a) of FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the battery 1200, and shows a cross section at a position indicated by line 3A-3A in (b) of FIG.
  • FIG. 3B is a top perspective view showing a schematic configuration of the battery 1200.
  • the plan view shape of each component of the battery 1200 when the battery 1200 is viewed from above is shown by a solid line or a broken line.
  • the battery 1200 has a void 350 between the sealing member 310 and the solid electrolyte layer 130. Part of the void 350 is also in contact with part of the negative electrode active material layer 110.
  • the void 350 is filled with gas.
  • the filled gas is, for example, air, but may be a rare gas such as argon or nitrogen.
  • the void 350 may be depressurized below atmospheric pressure.
  • the void 350 is an example of a space.
  • the voids 350 Due to the voids 350, a part of the stress caused by the deformation when the external force impact is applied from the side surface direction of the battery 1200 and when the negative electrode active material layer 110 and the positive electrode active material layer 120 expand and contract during charging and discharging can be released. Therefore, the reliability of the battery can be further improved.
  • the power generating element 100 and the void 350 are in contact with each other, even when gas is generated from the power generating element 100 due to charging/discharging or the like, the pressure of the gas is relaxed in the void 350, and the generated gas causes The progress of delamination can be suppressed.
  • FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of the battery 1300 in the third modification of the first embodiment.
  • FIG. 4A is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the battery 1300, and shows a cross section at a position indicated by line 4A-4A in FIG. 4B.
  • FIG. 4B is a top perspective view showing a schematic configuration of the battery 1300.
  • the plan view shape of each component of the battery 1300 when the battery 1300 is viewed from above is indicated by a solid line or a broken line.
  • a part of the sealing member 310 is bonded to the solid electrolyte layer 130, and a void is located between the sealing member 310 and the solid electrolyte layer 130 and the negative electrode active material layer 110.
  • the void 352 is a space surrounded by the sealing member 310 and the solid electrolyte layer 130 or the sealing member and the negative electrode active material layer 110.
  • the void 352 is filled with gas.
  • the filled gas is, for example, air, but may be a rare gas such as argon or nitrogen.
  • the void 352 may be depressurized below atmospheric pressure.
  • the sealing member 310 can prevent the solid electrolyte layer 130 from collapsing, and damage to the power generation element 100 when the battery 1400 is impacted can be reduced by the void 352, so that the reliability of the battery against impact can be improved. Can be increased.
  • the pressure of the gas can be relieved in the void 352, and the delamination of the power generation element 100 due to the generated gas can be suppressed.
  • FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a battery 1400 in the fourth modification of the first embodiment.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the battery 1400, and shows a cross section at a position indicated by line 5A-5A in FIG. 5B.
  • FIG. 5B is a top perspective view showing a schematic configuration of the battery 1400.
  • the plan view shape of each component of the battery 1400 when the battery 1400 is viewed from above is shown by a solid line or a broken line.
  • the sealing member 310 has minute holes 354 having a diameter smaller than the thickness and width of the power generating element. That is, the battery 1400 has the holes 354 inside the sealing member 310.
  • the hole 354 is an independent hole inside the sealing member 310 and is completely surrounded by the sealing member 310.
  • the holes 354 are filled with gas.
  • the filled gas is, for example, air, but may be a rare gas such as argon or nitrogen. Further, the holes 354 may be depressurized below atmospheric pressure.
  • the hole 354 is an example of a space.
  • the deformation of the holes 354 in the sealing member 310 can reduce damage to the power generation element 100 when the battery 1400 receives a shock, and thus the reliability of the battery against a shock can be improved.
  • FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a battery 1500 in Modification 5 of Embodiment 1.
  • (a) of FIG. 6 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the battery 1500, and shows a cross section at a position indicated by line 6A-6A in (b) of FIG.
  • FIG. 6B is a top perspective view showing a schematic configuration of the battery 1500.
  • the plan view shape of each component of the battery 1500 when the battery 1500 is viewed from above is indicated by a solid line or a broken line.
  • the sealing member 310 projects outward from the side surfaces of the negative electrode current collector 210 and the positive electrode current collector 220. This makes it easier to avoid directly applying a force to the negative electrode current collector 210 and the positive electrode current collector 220 when an external force impact is applied, and absorb a part of the impact force by the elasticity of the sealing member 310. Therefore, the damage to the battery can be suppressed.
  • FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of a battery 1600 in the sixth modification of the first embodiment.
  • FIG. 7A is a cross-sectional view showing the schematic configuration of the battery 1600, and shows the cross section at the position indicated by line 7A-7A in FIG. 7B.
  • FIG. 7B is a top perspective view showing a schematic configuration of the battery 1600.
  • the plan view shape of each component of the battery 1600 when the battery 1600 is viewed from above is shown by a solid line or a broken line.
  • the battery 1600 has a first sealing member 311 and a second sealing member 312 instead of the sealing member 310.
  • the first sealing member 311 is located on the side closer to the negative electrode current collector 210 and includes the first material.
  • the second sealing member 312 is located closer to the positive electrode current collector 220 than the first sealing member 311 and contains the second material.
  • the second material is a material different from the first material.
  • the second material is, for example, an insulating material that does not have ion conductivity.
  • the second material may include a resin or a sealant.
  • the second material may be, for example, a material selected from a plurality of materials that can be used as the first material and different from the material included in the first sealing member 311.
  • the second material may be a thermosetting or photocurable epoxy resin, acrylic resin, polyimide resin, or silsesquioxane that is not included in the first sealing member 311. Good.
  • the second material may include a particulate metal oxide material.
  • the configuration including the first sealing member 311, and the second sealing member 312 from the viewpoint of reactivity, mechanical characteristics, etc., select the most suitable material for each of the positive electrode side and negative electrode side sealing members. You can Thereby, the reliability of the battery 1600 can be further improved.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing an example of a method of manufacturing the battery 1300.
  • a paste-like paint in which the positive electrode material is kneaded together with a solvent is applied onto the positive electrode current collector 220. That is, the positive electrode active material layer 120 is formed. Further, a paste-like coating material in which a solid electrolyte material is kneaded together with a solvent is applied onto the positive electrode current collector 220 so as to cover the entire coated positive electrode active material layer 120, and dried. That is, the positive electrode side solid electrolyte layer 132 is formed. As a result, a positive electrode plate as shown in FIG. 9A is manufactured.
  • the positive electrode material and the solid electrolyte material may be prepared by using a material containing no solvent.
  • a sealing material is applied to the peripheral portion of the positive electrode side solid electrolyte layer 132. That is, the sealing member 310 is formed.
  • the sealing member 310 is sealed at the time of battery formation. The extent of material spreading can be adjusted.
  • a part of the sealing member 310 may be a protruding portion protruding toward the inside of the solid electrolyte layer 130 or the outside of the battery when the battery is constructed. it can.
  • the method for forming the solid electrolyte layer 130 or the protruding portion of the solid electrolyte layer 130 is not limited to these.
  • a minute void 352 is formed between the sealing member 310 and the power generation element 100 after joining. be able to.
  • the sealing material after applying the sealing material, heat treatment or ultraviolet irradiation can be performed.
  • the sealing material contains a thermosetting material or a photocurable material
  • the viscosity of the coating material can be increased while the fluidity of the coating material remains, and the coating material can be cured.
  • the deformation of the sealing member 310 can be controlled.
  • the negative electrode material may also be prepared by using a material containing no solvent.
  • the positions of the positive electrode side solid electrolyte layer 132 and the negative electrode side solid electrolyte layer 131 are determined by using a pressure jig 500 including an upper jig 510 and a lower jig 520. Together, the negative electrode plate and the positive electrode plate are pressure bonded. Specifically, the upper jig 510 and the lower jig 520 sandwich the negative electrode plate and the positive electrode plate and press-bond them.
  • a large number of minute holes 354 are formed in the sealing member 310 after joining.
  • the battery 1300 is manufactured as shown in FIG.
  • the encapsulating material contains a thermosetting material or a photo-curing material
  • the encapsulating member 310 may be fully cured by heat treatment or ultraviolet irradiation. Thereby, the sealed state can be made stronger.
  • the sealing material may be applied on the negative electrode current collector 210 and the negative electrode active material layer 110.
  • the sealing material may be applied to both the negative electrode current collector 210 and the negative electrode active material layer 110, and the positive electrode current collector 220. That is, a part of the sealing member 310 may be formed on each of the negative electrode plate and the positive electrode plate, and then the negative electrode plate and the positive electrode plate may be attached to each other. Thereby, the amount of the sealing member 310 formed at one time is reduced, so that the sealing member 310 can be formed at a higher speed. Further, by ensuring the bonding between the negative electrode plate and the sealing member 310 and the bonding between the positive electrode plate and the sealing member 310, the bonding between the negative electrode plate and the positive electrode plate via the sealing member 310 is made stronger. be able to.
  • the protrusion of the sealing member 310 is lowered, the negative electrode plate or the positive electrode plate in the middle of the process can be easily wound. Further, by using the first material and the second material for the negative electrode plate and the positive electrode plate, respectively, different optimal sealing materials for the negative electrode plate and the positive electrode plate can be selected.
  • the negative electrode plate and the positive electrode plate are pressure-bonded to each other, so that the negative electrode current collector and the positive electrode current collector are sealed by the sealing member 310 to prevent a short circuit between the negative electrode current collector and the positive electrode current collector. While it can be firmly bonded.
  • the first material included in the sealing member 310 by using a material having excellent properties such as impact resistance and insulation properties as compared with the solid electrolyte material, the impact resistance when the battery is impacted is improved. Can be improved.
  • the method for manufacturing the battery 1300 shown in FIG. 9 includes the step of forming the sealing member 310 in advance before the positive electrode plate and the negative electrode plate are bonded together. Accordingly, the sealing member 310 can be arranged between the negative electrode current collector 210 and the positive electrode current collector 220, and the negative electrode current collector 210 and the positive electrode current collector 210 can be provided without increasing the thickness of the battery 1300. The risk of a short circuit due to direct contact with 220 can be greatly reduced. At the same time, the bonding strength between the positive electrode plate and the negative electrode plate around the outer periphery of the power generation element 100 can be enhanced.
  • the sealing member 310 is also formed on the negative electrode active material layer 110, the negative electrode active material layer 110 is firmly held by the sealing member 310, and when the negative electrode active material layer 110 expands and contracts during charging and discharging. The peeling of the solid electrolyte layer 130 can be suppressed.
  • each of the batteries shown in the first embodiment and each modification can be manufactured.
  • each of the stacked batteries described in Embodiment 2 described later can be manufactured.
  • FIG. 10 is a sectional view showing a schematic configuration of the laminated battery 2000 according to the second embodiment.
  • the laminated battery 2000 in the second embodiment is a laminated battery in which a plurality of the batteries 1000 in the above-described first embodiment are laminated and electrically connected.
  • the laminated battery 2000 has a configuration in which three batteries 2002, 2004 and 2006 are laminated in this order.
  • batteries 2002, 2004 and 2006 each have the same configuration as battery 1000 in the first embodiment.
  • at least one of the batteries 2002, 2004, and 2006 may be the battery 1000 in the first embodiment, and at least one of the batteries 1100 to 1600 in the first modification to the sixth modification of the first embodiment. It may be.
  • a plurality of batteries are connected in series by joining a negative electrode current collector 210 of a predetermined battery (for example, a single battery) and a positive electrode current collector 220 of another battery (for example, a single battery). It can be laminated. Specifically, as shown in FIG. 10, the batteries 2002, 2004, and 2006 have the same positive and negative electrodes, respectively, and the positive electrode current collector 220 of the battery 2002 and the negative electrode current collector 210 of the battery 2004 are different from each other. The positive electrode current collector 220 of the battery 2004 and the negative electrode current collector 210 of the battery 2006 are joined together, and the batteries 2002, 2004, and 2006 are connected in series.
  • the negative electrode current collector 210 and the positive electrode current collector 220 may be bonded directly, or may be bonded by a conductive adhesive or a welding method. It is also possible to use the negative electrode current collector 210 and the positive electrode current collector 220 that are integrated in advance.
  • the outer sealing material 340 By forming the outer sealing material 340 on the outer periphery of the laminated battery 2000, the entire laminated battery 2000 can be sealed and the reliability of the battery can be further improved.
  • the number of batteries included in the laminated battery may be three or more, or may be only two. Desired battery characteristics can be obtained by adjusting the number of batteries to be stacked.
  • the laminated battery 2100 restrains and pressurizes the laminated battery 2100 from both sides by using the restraint-pressure upper jig 552 and the restraint-pressure lower jig 551, and the negative electrode current collector plate 571 and the positive electrode current collector 571. Charge and discharge can be performed from the plate 572.
  • a plurality of batteries may be connected in parallel, for example, like the laminated battery 2200 shown in FIG. 12, depending on the required characteristics.
  • the stacking direction of the batteries 2004 is opposite to that in FIG. 10, and the positive electrode current collector 220 of the battery 2002 and the positive electrode current collector 220 of the battery 2004 are joined.
  • the negative electrode current collector 210 of the battery 2004 and the negative electrode current collector 210 of the battery 2006 are joined.
  • the plurality of homopolar current collectors are connected by parallel current collectors 230.
  • the batteries included in the laminated battery may be a mixture of two or more batteries connected in parallel and two or more batteries connected in series. As a result, a laminated battery having a limited battery volume and a high battery capacity can be realized.
  • the series connection, the parallel connection, or the mixture thereof can be easily realized by changing the connection method of the current collectors between the plurality of single battery cells by a known technique.
  • high voltage can be obtained by stacking a plurality of unit cells in series. Therefore, it is possible to realize a laminated battery that is a serial type and has a small risk of short circuit. That is, the risk of a short circuit due to the contact between the current collectors is small, and a laminated battery having a bipolar structure of serial lamination can be formed. Also, by stacking a plurality of unit cells in parallel, a stacked battery having a high battery capacity can be obtained. Therefore, it is possible to realize a laminated battery that is a parallel type and has a small risk of short circuit. That is, the risk of short circuit due to contact between the current collectors is small, and a laminated battery having a structure of parallel lamination can be formed.
  • the laminated battery may be enclosed in a sealed case.
  • a sealing case for example, a sealing case such as a laminated bag, a metal can or a resin case can be used.
  • the sealing case it is possible to prevent the power generation element from being deteriorated by moisture.
  • the positive electrode side solid electrolyte layer and the negative electrode side solid electrolyte layer have the same area in plan view and are formed at overlapping positions, but the present invention is not limited to this, and the positive electrode side solid electrolyte layer and The sealing member may be formed on the surface of the negative electrode side solid electrolyte layer having a large area in plan view and not in contact with the solid electrolyte layers.
  • the positive electrode current collector has the entire surface of the laminated surface and the side surface covered with the solid electrolyte layer.
  • the present invention is not limited to this, and the shape is such that only the laminated surface side is covered, and the side surface is sealed. It may be in contact with the stop member.
  • the battery of the present disclosure can be used as a battery for electronic devices, electric appliance devices, electric vehicles, and the like.

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Abstract

電池１０００は、正極集電体２２０と、正極集電体２２０上に接して配置される正極活物質層１２０と、正極活物質層１２０を覆うように配置される固体電解質層１３０と、固体電解質層１３０上に接して配置される負極活物質層１１０と、負極活物質層１１０上に接して配置される負極集電体２１０と、封止部材３１０と、を備える。平面視において負極活物質層１１０の面積は、固体電解質層１３０の面積よりも大きい。平面視において正極集電体２２０および負極集電体２１０のそれぞれの面積は、負極活物質層１１０の面積よりも大きい。封止部材３１０は、平面視で固体電解質層１３０の外側に位置し、積層方向に垂直な断面視において、正極集電体２２０の一部と負極活物質層１１０の一部とに積層方向に挟まれる領域、および、正極集電体２２０の他の一部と負極集電体２１０の他の一部とに積層方向に挟まれる領域に配置される。

Description

電池
　本開示は、電池に関する。
　特許文献１には、電池要素の周囲に絶縁樹脂を有する電池が開示されている。
特開２００７－２７３３５０号公報
　従来技術においては、電池の信頼性の更なる向上が望まれる。
　そこで、本開示では、信頼性がさらに向上した電池を提供する。
　本開示の一態様における電池は、正極集電体と、前記正極集電体上に接して配置される正極活物質層と、前記正極活物質層を覆うように配置される固体電解質層と、前記固体電解質層上に接して配置される負極活物質層と、前記負極活物質層上に接して配置される負極集電体と、封止部材と、を備える。平面視において前記負極活物質層の面積は、前記固体電解質層の面積よりも大きい。平面視において前記正極集電体および前記負極集電体のそれぞれの面積は、前記負極活物質層の面積よりも大きい。前記封止部材は、平面視において前記固体電解質層の外側に位置し、積層方向に垂直な断面視において、前記正極集電体の一部と前記負極活物質層の一部とに前記積層方向に挟まれる領域、および、前記正極集電体の他の一部と前記負極集電体の一部とに前記積層方向に挟まれる領域に配置される。
　本開示によれば、電池の信頼性をさらに向上させることができる。
図１は、実施の形態１における電池概略構成の例を示す図である。 図２は、実施の形態１の変形例１における電池概略構成の例を示す図である。 図３は、実施の形態１の変形例２における電池概略構成の例を示す図である。 図４は、実施の形態１の変形例３における電池概略構成の例を示す図である。 図５は、実施の形態１の変形例４における電池概略構成の例を示す図である。 図６は、実施の形態１の変形例５における電池概略構成の例を示す図である。 図７は、実施の形態１の変形例６における電池概略構成の例を示す図である。 図８は、比較例の電池概略構成を示す図である。 図９は、実施の形態１における電池形成工程の例を示す図である。 図１０は、実施の形態２における電池概略構成の例を示す図である。 図１１は、実施の形態２における電池概略構成の別の例を示す図である。 図１２は、実施の形態２における電池概略構成の別の例を示す図である。
　（本開示の概要）
　本開示の一態様における電池は、正極集電体と、前記正極集電体上に接して配置される正極活物質層と、前記正極活物質層を覆うように配置される固体電解質層と、前記固体電解質層上に接して配置される負極活物質層と、前記負極活物質層上に接して配置される負極集電体と、封止部材と、を備える。平面視において前記負極活物質層の面積は、前記固体電解質層の面積よりも大きい。平面視において前記正極集電体および前記負極集電体のそれぞれの面積は、前記負極活物質層の面積よりも大きい。前記封止部材は、平面視において前記固体電解質層の外側に位置し、積層方向に垂直な断面視において、前記正極集電体の一部と前記負極活物質層の一部とに前記積層方向に挟まれる領域、および、前記正極集電体の他の一部と前記負極集電体の一部とに前記積層方向に挟まれる領域に配置される。
　これにより、負極活物質層の側面に、固体電解質層が形成されない領域が存在する。負極活物質層の側面の上に固体電解質層が形成された部分は、負極活物質層の側面より内側の積層面の上に固体電解質層が形成された部分に比べて、膜厚や膜密度の不均一に起因した、機械的強度の課題を生じ易い。よって、本開示によれば、負極活物質層の側面の上に固体電解質層が形成されないため、電池が衝撃を受けた場合に正極活物質層の側面の上に固体電解質層が形成された部分と近接することなどによる微小短絡の発生が抑制される。よって、電池の信頼性をさらに向上させることができる。
　また、例えば、前記封止部材は、前記正極集電体、前記負極活物質層、および前記負極集電体に接して配置されてもよい。
　これにより、負極集電体と正極集電体とを封止部材で強固に接合することができる。負極集電体および正極集電体の外周部周辺を封止部材で接合することで、電池の発電要素に含まれる正極活物質層、固体電解質層および負極活物質層を封止し、発電要素を衝撃や外気から守ることができる。よって、電池の信頼性をさらに向上させることができる。
　また、例えば、前記封止部材は、前記負極活物質層の積層面の一部に接していてもよい。
　これにより、固体電解質層より外側の領域の負極活物質層の積層面上に接して封止部材が配置され、負極活物質層が封止部材により強固に保持さる。そのため、電池に衝撃が加わった場合、および、充放電時に負極活物質層が膨張収縮した場合の、負極活物質層と固体電解質層との剥離を抑制できる。よって、電池の信頼性をさらに向上させることができる。
　また、例えば、前記封止部材は、平面視において、前記正極集電体および前記負極集電体の少なくとも１つよりも外側に突出した形状を有してもよい。
　これにより、封止部材が負極集電体および正極集電体の少なくとも１つの側面より外側に突出する。そのため、外力衝撃が加わった時に負極集電体および正極集電体に直接力が加わるのを回避しやすくなり、衝撃力の一部を封止材料の弾力性で吸収することができるので、電池の破損を抑制することができる。よって、電池の信頼性をさらに向上させることができる。
　また、例えば、前記電池は、前記正極活物質層、前記固体電解質層、および前記負極活物質層の少なくとも１つと、前記封止部材との間、または、前記封止部材の内部に、空間を有してもよい。
　これにより、封止部材は空間を有することから、電池に外力が加わった場合に、封止部材が変形しても、正極活物質層、固体電解質層および負極活物質層が含まれる発電要素と封止部材との間または封止部材の内部に空間を有することによって、空間が衝撃を緩和し、発電要素が機械的衝撃を受けることを抑制できる。これによって外力などの機械的衝撃により発電要素の崩壊が発生することを抑制でき、電池の機械的強度を向上させることができる。さらに、発電要素と空間が接している場合には、充放電などによって発電要素からガスが発生した場合であっても、ガスの圧力を空間で緩和し、発生したガスによって発電要素の層間剥離が進行することを抑制することができる。よって、電池の信頼性をさらに向上させることができる。
　また、例えば、前記封止部材は、前記固体電解質層の内側に向けて突出した形状を有してもよい。
　これにより、固体電解質層が封止部材の突出部分によって支持されるので、電池に外力が加わった場合においても、固体電解質層の崩落を抑制することができる。このため、発電要素の破損リスクを小さくすることができ、電池の信頼性をさらに向上させることができる。
　また、前記固体電解質層は、前記負極活物質層側に位置する第１固体電解質層と、前記正極活物質層側に位置する第２固体電解質層と、を有し、前記封止部材は、前記第１固体電解質層と前記第２固体電解質層との間に突出した形状を有してもよい。
　これにより、固体電解質層が封止部材の突出部分によって支持されるので、電池に外力が加わった場合においても、固体電解質層の崩落を抑制することができる。このため、発電要素の破損リスクを小さくすることができ、電池の信頼性をさらに向上させることができる。さらに、固体電解質層が２層以上に分かれていることから、封止部材が固体電解質層の間に突出した形状を形成しやすくなり、電池の製造が容易になる。
　また、例えば、前記封止部材は、前記負極集電体側に位置し、第１材料を含む第１封止部材と、前記正極集電体側に位置し、前記第１材料とは異なる第２材料を含む第２封止部材と、を有してもよい。
　これにより、反応性または機械特性などの観点から、正極側および負極側の封止部材でそれぞれに最も適した封止材料を選ぶことができる。よって、電池の信頼性をさらに向上させることができる。
　また、例えば、前記封止部材は、絶縁性を有し、かつ、イオン伝導性を有さない材料を含んでもよい。
　これにより、封止部材の材料が絶縁性であるため、負極集電体と正極集電体との間の導通を抑制することができる。また、封止部材の材料がイオン伝導性を有さないことで、例えば、封止材料と他の電池部材など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。よって、電池の信頼性をさらに向上させることができる。
　また、例えば、前記封止部材は、樹脂または封止剤を含んでもよい。
　これにより、封止部材が樹脂または封止剤を含むため、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およぶことを抑制することができる。よって、電池の信頼性をさらに向上させることができる。
　また、例えば、前記封止部材は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、およびシルセスキオキサンからなる群より選択される少なくとも１種を含んでもよい。
　これにより、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、およびシルセスキオキサンは、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であるため、硬化が容易な材料を用いて封止部材を形成することができる。また、必要に応じて、熱処理または紫外線照射による仮硬化、もしくは、熱処理または紫外線照射による本硬化を行うことにより、製造の各段階においても封止部材の変形を抑制できる。
　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。
　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、各層が積層された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、電池における積層方向に沿って電池を見た場合を意味し、本明細書における「厚み」とは、電池および各層の積層方向の長さである。また、本明細書における「積層面」とは、電池における積層方向に沿って電池を見た場合の面である。すなわち、「積層面」とは、積層方向に交差する面である。例えば、積層面は、積層方向に実質的に垂直な面である。また、本明細書における「側面」とは、電池における積層方向と垂直な方向から電池を見た場合の面である。すなわち、「側面」とは、積層方向に垂直な方向と交差する面である。例えば、側面は、積層方向に実質的に平行な面である。
　また、本明細書において「内側」および「外側」などにおける「内」および「外」とは、電池における積層方向に沿って電池を見た場合における内、外のことである。
　また、本明細書において、電池の構成における「上」および「下」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。
　（実施の形態１）
　図１は、実施の形態１における電池１０００の概略構成を示す断面図である。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１Ａ－１Ａ線で示される位置で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。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。
　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、負極集電体２１０と、正極集電体２２０と、封止部材３１０と、を備える。詳しくは、電池１０００は、正極集電体２２０と、正極集電体２２０上に接して配置される正極活物質層１２０と、正極活物質層１２０を覆うように配置される固体電解質層１３０と、固体電解質層１３０上に接して配置される負極活物質層１１０と、負極活物質層１１０上に接して配置される負極集電体２１０と、封止部材３１０と、を備えている。
　平面視において負極活物質層１１０の面積は、固体電解質層１３０の面積よりも大きい。平面視において正極集電体２２０および負極集電体２１０のそれぞれの面積は、負極活物質層１１０の面積よりも大きい。封止部材３１０は、平面視で固体電解質層１３０の外側に位置し、積層方向に垂直な断面視において、正極集電体２２０の一部と負極活物質層１１０の一部とに積層方向に挟まれる領域、および、正極集電体２２０の他の一部と負極集電体２１０の他の一部とに積層方向に挟まれる領域に配置されている。なお、本開示において、「積層方向に垂直な断面視」とは、図１の（ａ）のように、積層方向に平行な断面を積層方向に垂直な方向から見たものである。
　さらに、封止部材３１０は、正極集電体２２０、負極活物質層１１０、および負極集電体２１０に接して配置されている。さらに、封止部材３１０は、負極活物質層１１０の積層面に接している。なお、平面視において封止部材３１０の一部が固体電解質層１３０の内側に配置されてもよい。
　発電要素１００は、負極集電体２１０と正極集電体２２０との間に配置されている。発電要素１００は、図１に示されるように、負極活物質層１１０と、正極活物質層１２０とを含む。発電要素１００は、さらに固体電解質層１３０を含む。負極活物質層１１０と、固体電解質層１３０と、正極活物質層１２０とは、電池１０００の厚み方向（ｚ軸方向）に沿って、負極集電体２１０側からこの順で積層されている。
　負極活物質層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１１０は、正極活物質層１２０に対向して配置されている。
　負極活物質層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、負極活物質層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、例えば、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、負極活物質層１１０の含有材料としては、例えばアセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンブラック、グラファイト、カーボンファイバーなどの導電材、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。他のバインダーの例としては、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、スチレン－ブタジエン－スチレン共重合体（ＳＢＳ）、スチレン－エチレン－ブタジエン－スチレン共重合体（ＳＥＢＳ）、エチレン－プロピレンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリル－ブタジエンゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムおよびウレタンゴムなどの合成ゴム、ポリビニリデンフロライド－ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＰＶＤＦ－ＨＦＰ）、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリビニルアルコールならびに塩素化ポリエチレン（ＣＰＥ）などが挙げられる。
　負極活物質層１１０は、例えば、負極活物質層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、負極集電体２１０の面上に塗工乾燥することにより、作製されうる。負極活物質層１１０の密度を高めるために、乾燥後に、負極活物質層１１０および負極集電体２１０を含む負極板をプレスしておいてもよい。負極活物質層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。
　正極活物質層１２０は、例えば活物質などの正極材料を含む層である。正極材料は、負極材料の対極を構成する材料である。正極活物質層１２０は、例えば、正極活物質を含む。
　正極活物質層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。
　正極活物質の材料としては、リチウムまたはマグネシウム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、正極活物質層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、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。正極活物質の表面は、固体電解質でコートされていてもよい。また、正極活物質層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。導電材料およびバインダーとしては、上述の負極活物質層１１０に用いられる材料として挙げられた材料が用いられてもよい。
　正極活物質層１２０は、例えば、正極活物質層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、正極集電体２２０の面上に塗工乾燥することにより、作製されうる。正極活物質層１２０の密度を高めるために、乾燥後に、正極活物質層１２０および正極集電体２２０を含む正極板をプレスしておいてもよい。正極活物質層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。
　固体電解質層１３０は、負極活物質層１１０と正極活物質層１２０との間に配置される。固体電解質層１３０は、負極活物質層１１０および正極活物質層１２０の各々に接する。固体電解質層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。固体電解質層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。
　固体電解質層１３０は固体電解質を含んでいてもよい。発電要素１００を備える電池１０００は、例えば、全固体電池であってもよい。
　固体電解質層１３０は主として負極活物質層１１０を覆う負極側固体電解質層１３１と、主として正極活物質層１２０を覆う正極側固体電解質層１３２からなる。負極側固体電解質層１３１と正極側固体電解質層１３２が一体化して形成されたものを固体電解質層１３０とし用いてもよい。負極側固体電解質層１３１と正極側固体電解質層１３２を一体形成する場合には、本実施の形態における負極側固体電解質層１３１と正極側固体電解質層１３２とが、固体電解質層１３０に平行な、任意の内部平面にて接合されているものとする。
　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またはハロゲン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。なお、固体電解質層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。バインダーとしては、上述の負極活物質層１１０に用いられる材料として挙げられた材料が用いられてもよい。
　実施の形態１では、負極活物質層１１０、正極活物質層１２０および固体電解質層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、負極活物質層１１０、正極活物質層１２０および固体電解質層１３０を合わせて滑らかに湾曲させてもよい。
　負極集電体２１０と正極集電体２２０とはそれぞれ、導電性を有する部材である。負極集電体２１０と正極集電体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。負極集電体２１０と正極集電体２２０とを構成する材料としては、例えば、ステンレス（ＳＵＳ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）などの金属が用いられうる。
　負極集電体２１０は、負極活物質層１１０に接して配置される。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。負極集電体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、負極集電体２１０は、負極活物質層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。
　正極集電体２２０は、正極活物質層１２０に接して配置される。正極集電体２２０としては、例えば、ＳＵＳ箔、Ａｌ箔などの金属箔が用いられうる。正極集電体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、正極集電体２２０は、正極活物質層１２０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。
　封止部材３１０は、負極集電体２１０と正極集電体２２０との間に配置される。また、封止部材３１０は、発電要素１００の側面に接して配置される。つまり、封止部材３１０は、発電要素１００を完全に覆うように配置される。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、負極集電体２１０と正極集電体２２０との間隔を維持するスペーサとして機能する。
　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。封止剤としては、セラミック系封止剤、樹脂系封止剤などが挙げられる。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を含んでもよい。第１材料としては、例えば、樹脂材料を含んでもよい。また、例えば、第１材料は、熱硬化性樹脂、紫外線などの光硬化性樹脂およびホットメルト樹脂（熱可塑性樹脂）のいずれかを含んでもよい。例えば、第１材料は、熱硬化性、または、光硬化性を有する、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種を含んでもよい。
　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、負極集電体２１０と正極集電体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。
　平面視において、負極活物質層１１０の形成領域は、負極集電体２１０および正極集電体２２０のそれぞれの形成領域よりも、小さく形成され、負極集電体２１０および正極集電体２２０の形成領域の内部に位置する。平面視において、固体電解質層１３０の形成領域は、負極集電体２１０、正極集電体２２０および負極活物質層１１０の形成領域いずれよりも、小さく形成され、負極集電体２１０、正極集電体２２０および負極活物質層１１０の形成領域の内部に位置する。
　更に、平面視において、正極活物質層１２０の形成領域は、固体電解質層１３０の形成領域よりも、小さく形成され、固体電解質層１３０の形成領域の内部に位置する。平面視において、負極集電体２１０と正極集電体２２０とは、同じ位置に形成される。よって、負極活物質層１１０の外周部周辺における、固体電解質層１３０が接合されない領域に対向した位置に正極集電体２２０の一部が配置される。また、負極集電体２１０の外周部周辺における、負極活物質層１１０が接合されない領域と対向した位置に正極集電体２２０の他の一部が配置される。
　以上の構成により、平面視において、負極活物質層１１０の形成領域を負極集電体２１０の形成領域よりも小さく形成することで、負極活物質層１１０より外側の領域の負極集電体２１０面上に封止部材３１０を接して配置することができる。これにより、負極活物質層１１０を衝撃や外気から守ることができる。さらに、平面視において、負極活物質層１１０の形成領域を負極集電体２１０よりも小さく形成することで、封止部材３１０を負極活物質層１１０の側面にも接して配置することもできる。これにより負極活物質層１１０を封止部材３１０で支持することができるので、負極活物質層１１０の側面が崩壊することを抑制することができる。
　また、平面視において、固体電解質層１３０の形成領域を負極活物質層１１０の形成領域より小さく形成することで、固体電解質層１３０より外側の領域の負極活物質層１１０の主面上（すなわち積層面）の一部に接して封止部材３１０を配置することができる。これにより、負極活物質層１１０の端部付近を側面および主面（すなわち積層面）の両方から支持することができるので、負極活物質層１１０の端面が崩壊することを一層抑制することができる。
　また、平面視において、正極活物質層１２０の形成領域を固体電解質層１３０の形成領域より小さく形成することで、正極集電体２２０と接する面以外の正極活物質層１２０における側面および積層面の全面を固体電解質層１３０で覆い、負極活物質層１１０に対向して、固体電解質層１３０を介して接合することができる。これにより電池の容量を正極活物質層１２０の面積で正確に設計して、電池の容量精度を高めることができる。また、正極活物質層１２０全体を均一に電気化学反応させることができるので、電池の長期信頼性を高めることができる。
　負極活物質層１１０の外周部周辺における、固体電解質層１３０が接合されない領域に対向して正極集電体２２０の一部を配置することで、負極活物質層１１０の主面（すなわち積層面）の一部および正極集電体２２０の主面（すなわち積層面）の一部の両方に接して封止部材３１０を配置することができる。また、負極集電体２１０の外周部周辺における、負極活物質層１１０が接合されない領域に対向して正極集電体２２０の他の一部を配置することで、互いに対向する負極集電体２１０の主面の一部と、正極集電体２２０の主面の他の一部との両方に封止部材３１０を接して配置することができる。これによって、負極集電体２１０と正極集電体２２０とを封止部材３１０で強固に接合することができる。負極集電体２１０および正極集電体２２０の外周部周辺を全域にわたって封止部材３１０で強固に接合することで、電池の発電要素１００を封止し、発電要素１００を衝撃や外気から守ることができる。
　図８は、比較例の電池概略構成を示す図であり、比較例として示される図８の電池１７００ように、正極集電体２２０と対向する負極活物質層１１０の主面（すなわち積層面）がすべて固体電解質層１３０に覆われている場合には、平面視において正極集電体２２０と負極集電体２１０との間に、封止部材３１０のみが存在する部分、および固体電解質層１３０のみが存在する部分が生じ得る。その場合、電池１７００に衝撃が加わった場合および、充放電時に負極活物質層１１０が膨張収縮する場合、負極集電体２１０と固体電解質層１３０との間に力が加わり、負極集電体２１０と固体電解質層１３０との接合が不十分になりやすく、封止構造の劣化につながる。
　上記に対して図１の実施の形態１における電池１０００のように、平面視における固体電解質層１３０の形成領域を負極活物質層１１０より小さく形成すれば、固体電解質層１３０より外側の領域の負極活物質層１１０の積層面上に接して封止部材３１０を配置することができる。これにより、負極活物質層１１０が封止部材３１０により強固に保持され、電池に衝撃が加わった場合、および、充放電時に負極活物質層１１０が膨張収縮した場合の固体電解質層１３０の剥離を抑制できるので、電池の信頼性を高めることができる。
　また、比較例の図８の電池１７００のように、正極集電体２２０と対向する負極活物質層１１０の主面がすべて固体電解質層１３０に覆われている場合には、負極活物質層１１０の側面の上に固体電解質層１３０が形成された部分と正極活物質層１２０の側面の上に固体電解質層１３０が形成された部分とが近接して対向し得る。負極活物質層１１０の側面の上に固体電解質層１３０が形成された部分、および、正極活物質層１２０の側面の上に固体電解質層１３０が形成された部分は、負極活物質層１１０の側面より内側の主面（すなわち積層面）の上に固体電解質層１３０が形成された部分、および、正極活物質層１２０の側面より内側の主面（すなわち積層面）の上に固体電解質層１３０が形成された部分に比べて、膜厚や膜密度の不均一に起因した、機械的強度の課題を生じ易い。そのため、正極側および負極側の両方に、こうした部分が近接して存在すると、電池１７００が衝撃を受けた場合に微小短絡を発生しやすくなる。
　図１の実施の形態１における電池１０００のように、平面視における固体電解質層１３０の形成領域を負極活物質層１１０の形成領域より小さく形成することで、負極活物質層１１０の側面の上に固体電解質層１３０が形成されないため、電池の信頼性を高めることができる。
　［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２Ａ－２Ａ線で示される位置で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。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。
　図２に示されるように、電池１１００は、負極活物質層１１０側の負極側固体電解質層１３１と正極活物質層１２０側の正極側固体電解質層１３２の間に封止部材３１０が突出している。これによって、固体電解質層１３０を更に強固に保持することができるので電池の信頼性を更に向上することができる。
　＜変形例２＞
　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３Ａ－３Ａ線で示される位置での断面を表している。図３の（ｂ）は、電池１２００の概略構成を示す上面透視図である。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。
　図３に示されるように電池１２００は、封止部材３１０と固体電解質層１３０との間に空隙３５０が存在している。空隙３５０の一部は、負極活物質層１１０の一部とも接している。空隙３５０は、気体で満たされている。満たされている気体としては、例えば空気であるが、アルゴンなどの希ガスまたは窒素などであってもよい。また、空隙３５０は、大気圧より減圧されていてもよい。なお、空隙３５０は、空間の一例である。
　空隙３５０によって、電池１２００側面方向から外力衝撃が加わった時、および、充放電時に負極活物質層１１０ならびに正極活物質層１２０が膨張収縮した時の変形に起因した応力の一部を逃がすことができるので、電池の信頼性を更に向上することができる。
　さらに、発電要素１００と空隙３５０とが接していることから、充放電などによって発電要素１００からガスが発生した場合にも、ガスの圧力を空隙３５０で緩和し、発生したガスによって発電要素１００の層間剥離が進行することを抑制することができる。
　＜変形例３＞
　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４Ａ－４Ａ線で示される位置で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。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。
　図４に示されるように、電池１３００は、封止部材３１０の一部が固体電解質層１３０に接合し、封止部材３１０と固体電解質層１３０および負極活物質層１１０との間に位置する空隙３５２を有する。空隙３５２は、封止部材３１０と固体電解質層１３０または封止部材と負極活物質層１１０とに囲まれた空間である。空隙３５２は、気体で満たされている。満たされている気体としては、例えば空気であるが、アルゴンなどの希ガスまたは窒素などであってもよい。また、空隙３５２は、大気圧より減圧されていてもよい。
　これによって、封止部材３１０が固体電解質層１３０の崩落を防ぎつつ、電池１４００が衝撃を受けた時の発電要素１００に対するダメージを空隙３５２によって軽減することができるので、衝撃に対する電池の信頼性を高めることができる。
　さらに、充放電などによって発電要素１００からのガスが発生した場合にもガスの圧力を空隙３５２で緩和し、発生したガスによって発電要素１００の層間剥離が進行することを抑制することができる。
　＜変形例４＞
　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の（ａ）は、電池１４００の概略構成を示す断面図であり、図５の（ｂ）の５Ａ－５Ａ線で示される位置での断面を表している。図５の（ｂ）は、電池１４００の概略構成を示す上面透視図である。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。
　図５に示されるように、電池１４００は、封止部材３１０が発電要素の厚みおよび幅より小さな径の、微小な空孔３５４を有していている。つまり電池１４００は、封止部材３１０の内部に、空孔３５４を有する。空孔３５４は、封止部材３１０の内部に独立した空孔であり、封止部材３１０に完全に囲まれている。空孔３５４は、気体で満たされている。満たされている気体としては、例えば空気であるが、アルゴンなどの希ガスまたは窒素などであってもよい。また、空孔３５４は、大気圧より減圧されていてもよい。なお、空孔３５４は、空間の一例である。
　これにより、封止部材３１０中の空孔３５４の変形によって、電池１４００が衝撃を受けた時の発電要素１００に対するダメージを軽減することができるので、衝撃に対する電池の信頼性を高めることができる。
　＜変形例５＞
　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６Ａ－６Ａ線で示される位置で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。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。
　図６に示されるように、電池１５００は、封止部材３１０が負極集電体２１０および正極集電体２２０の側面より外側に突出していている。これによって、外力衝撃が加わった時に負極集電体２１０および正極集電体２２０に直接力が加わるのを回避しやすくなり、衝撃力の一部を封止部材３１０の弾力性で吸収することができるので、電池の破損を抑制することができる。
　＜変形例６＞
　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１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７Ａ－７Ａ線で示される位置で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。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。
　図７に示されるように、電池１６００は、封止部材３１０の代わりに、第１封止部材３１１と、第２封止部材３１２とを有する。第１封止部材３１１は、負極集電体２１０に近い側に位置し、第１材料を含む。第２封止部材３１２は、第１封止部材３１１よりも正極集電体２２０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、樹脂または封止剤を含んでもよい。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３１１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、熱硬化性、または、光硬化性を有する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３１１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。
　第１封止部材３１１と、第２封止部材３１２とを有する構成によれば、反応性または機械特性などの観点から、正極側および負極側それぞれの封止部材に最も適した材料を選ぶことができる。これにより、電池１６００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９を用いて、上述した変形例３における電池１３００の製造方法を説明する。他の電池１０００、１１００、１２００、１４００、１５００および１６００についても同様である。
　図９は、電池１３００の製造方法の一例を示す断面図である。
　まず、正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、正極集電体２２０上に塗工する。すなわち、正極活物質層１２０を形成する。さらに、塗工された正極活物質層１２０全体を覆うように、固体電解質材料を溶媒と共に練りこんだペースト状の塗料を正極集電体２２０上に塗工し、乾燥する。すなわち、正極側固体電解質層１３２を形成する。これにより、図９の（ａ）に示されるような、正極板が作製される。なお、正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９の（ｂ）に示されるように、正極側固体電解質層１３２の周辺部に封止材料を塗布する。すなわち、封止部材３１０を形成する。封止部材３１０の厚みを、正極活物質層１２０と正極側固体電解質層１３２と負極活物質層１１０と負極側固体電解質層１３１との厚みを鑑みて適宜調節することで、電池形成時に封止材料の広がり程度を調整することができる。形成する封止部材３１０の厚みを調整することにより、電池構成時に封止部材３１０の一部が、固体電解質層１３０の内部あるいは電池の外側に向かって突出する突出部分になるようにすることもできる。固体電解質層１３０あるいは固体電解質層１３０の突出部分を形成するための方法は、これらの限りではない。
　また、封止部材３１０の形成位置と正極側固体電解質層１３２との間に微小な空間を設けることで、接合後の封止部材３１０と発電要素１００との間に微小な空隙３５２を形成することができる。
　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とができる。これにより、封止材料に熱硬化性材料または光硬化性材料が含まれる場合には、塗料の流動性を残したまま増粘させて、塗料の硬化を進めることができる。このような増粘および硬化を用いることで、封止部材３１０の変形を制御できる。
　次に、負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。この塗料を負極集電体２１０上に、正極側固体電解質層１３２よりも広範囲に塗工する。すなわち、負極活物質層１１０を形成する。さらに、塗工された負極活物質層１１０よりも狭い範囲、例えば正極側固体電解質層１３２と同面積となるように、固体電解質材料を負極活物質層１１０上に塗工し、乾燥する。すなわち、負極側固体電解質層１３１を形成する。これにより、負極板が作製される。なお、負極材料についても、溶剤を含まない材料で準備されてもよい。
　次に、図９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、正極側固体電解質層１３２と負極側固体電解質層１３１との位置を合わせて負極板と正極板とを圧着する。具体的には、上冶具５１０と下冶具５２０とで負極板と正極板とを挟み込んで圧着する。
　この際、例えば加圧冶具を加温しておき、封止部材中に熱により気体が発生する発泡源を混ぜておくことで、接合後の封止部材３１０中に微小な空孔３５４を多数得ることができる。
　これにより、図９の（ｄ）に示されるように、電池１３００が製造される。
　なお、例えば、封止材料に熱硬化性材料または光硬化性材料が含まれる場合には、熱処理または紫外線照射などにより、封止部材３１０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、封止材料を正極集電体２２０の上に塗布する代わりに、封止材料を負極集電体２１０上と負極活物質層１１０上とに塗布してもよい。
　また、負極集電体２１０および負極活物質層１１０と、正極集電体２２０との両方に封止材料をそれぞれ塗布してもよい。つまり負極板と正極板との各々に封止部材３１０の一部を形成してから、負極板と正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３１０の量が減るので、封止部材３１０をより高速に形成することができる。また、負極板と封止部材３１０との接合および正極板と封止部材３１０との接合を確実にすることで、封止部材３１０を介した負極板と正極板との接合をより強固にすることができる。また、封止部材３１０の突起が低くなるので、工程途中の負極板または正極板を容易に巻き取ることができる。また、負極板および正極板にそれぞれ第１材料および第２材料を用いることで、負極板と正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。
　以上のような工程を経て、負極板と正極板とを圧着することにより、負極集電体と正極集電体を封止部材３１０によって、負極集電体と正極集電体の短絡を防止しつつ強固に接着することができる。また、封止部材３１０に含まれる第１材料として、固体電解質材料に比べて耐衝撃性、絶縁性などの特性に優れた材料を用いることにより、電池に衝撃が加わった時の耐衝撃性を向上することができる。
　以上のように、図９に示される電池１３００の製造方法では、正極板と負極板とが貼り合わされる前に、封止部材３１０を事前に形成する工程を包含する。これにより、負極集電体２１０と正極集電体２２０との間に封止部材３１０を配置することが可能となり、電池１３００の厚みを増加することなく、負極集電体２１０と正極集電体２２０とが直接接触することに起因する短絡のリスクを、大幅に小さくすることができる。また同時に、発電要素１００外周部周辺での正極板と負極板の接合強度を強化することができる。さらに、負極活物質層１１０上にも封止部材３１０が形成されるため、負極活物質層１１０が封止部材３１０により強固に保持され、充放電時に負極活物質層１１０が膨張収縮したときの固体電解質層１３０の剥離を抑制できる。
　なお、封止部材３１０を形成する位置、負極活物質層１１０と正極活物質層１２０と固体電解質層１３０との各々の形状、負極集電体２１０と正極集電体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のそれぞれが、作製されうる。
　（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１０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における電池１０００を複数積層し、かつ、電気的に接続してなる積層電池である。
　図１０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。例えば、電池２００２、２００４および２００６はそれぞれ、実施の形態１における電池１０００と同じ構成を有する。例えば、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、実施の形態１の変形例１から変形例６における電池１１００から電池１６００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）の負極集電体２１０と、別の電池（例えば、単電池）の正極集電体２２０とを接合することで、複数の電池を直列積層することができる。具体的には、図１０に示されるように、電池２００２、２００４および２００６は、それぞれ正負極の上下が同じであり、電池２００２の正極集電体２２０と電池２００４の負極集電体２１０とが接合され、電池２００４の正極集電体２２０と電池２００６の負極集電体２１０とが接合されて、電池２００２、２００４および２００６は直列に接続されている。負極集電体２１０と正極集電体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。予め一体となった負極集電体２１０と正極集電体２２０を用いることもできる。積層電池２０００の外周に外側封止材３４０が形成されることで、積層電池２０００全体の封止を行い、電池の信頼性を更に高めることができる。
　なお、積層電池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、図１１に示されるように、積層電池２１００は、拘束加圧上冶具５５２、拘束加圧下冶具５５１を用いて積層電池２１００を両側から拘束加圧しつつ、負極集電プレート５７１および正極集電プレート５７２から充放電を行うことができる。
　また、積層電池を構成する際に、必要な特性に応じて、例えば図１２に示される積層電池２２００のように、複数の電池を並列接続してもよい。図１２では図１０と比べて電池２００４の積層される方向が逆になっており、電池２００２の正極集電体２２０と電池２００４の正極集電体２２０とが接合されている。また電池２００４の負極集電体２１０と電池２００６の負極集電体２１０とが接合されている。複数の同極集電体はそれぞれ並列集電体２３０により接続されている。
　また、積層電池に含まれる電池は、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、限られた体積で高電池容量の積層電池を実現できる。直列、並列、またはそれらの混在については公知の技術による複数の単電池セル間における集電体の接続方法の変更によって容易に実現することができる。
　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、短絡リスクの小さ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、直列積層のバイポーラ構造の積層電池を形成することができる。また、複数の単電池を並列に積層することにより、高電池容量の積層電池を得ることができる。したがって、並列型であり、かつ、短絡リスクの小さ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、並列積層の構造の積層電池を形成することができる。
　なお、積層電池は、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。
　（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各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。
　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。
　例えば、上記実施の形態では、正極側固体電解質層と負極側固体電解質層とは、平面視で同じ面積であり、重なる位置に形成されていたが、これに限られず、正極側固体電解質層および負極側固体電解質層のいずれかの平面視での面積が大きく、固体電解質層同士が接していない面に封止部材が形成されていてもよい。
　また、上記実施の形態では、正極集電体は、積層面および側面の全面を固体電解質層で覆われていたが、これに限られず、積層面側のみを覆われる形状であり、側面は封止部材と接していてもよい。
　本開示の電池は、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　発電要素
１１０　負極活物質層
１２０　正極活物質層
１３０　固体電解質層
１３１　負極側固体電解質層
１３２　正極側固体電解質層
２１０　負極集電体
２２０　正極集電体
３１０　封止部材
３１１　第１封止部材
３１２　第２封止部材
３４０　外側封止材
３５０、３５２　空隙
３５４　空孔
５００　加圧冶具
５１０　上冶具
５２０　下冶具
５５１　拘束加圧下冶具
５５２　拘束加圧上冶具
５７１　負極集電プレート
５７２　正極集電プレート
１０００、１１００、１２００、１３００、１４００、１５００、１６００、１７００　電池
２０００、２１００、２２００　積層電池

Claims (12)

  1. 　正極集電体と、
    　前記正極集電体上に接して配置される正極活物質層と、
    　前記正極活物質層を覆うように配置される固体電解質層と、
    　前記固体電解質層上に接して配置される負極活物質層と、
    　前記負極活物質層上に接して配置される負極集電体と、
    　封止部材と、を備え、
    　平面視において前記負極活物質層の面積は、前記固体電解質層の面積よりも大きく、
    　平面視において前記正極集電体および前記負極集電体のそれぞれの面積は、前記負極活物質層の面積よりも大きく、
    　前記封止部材は、平面視において前記固体電解質層の外側に位置し、積層方向に垂直な断面視において、前記正極集電体の一部と前記負極活物質層の一部とに前記積層方向に挟まれる領域、および、前記正極集電体の他の一部と前記負極集電体の一部とに前記積層方向に挟まれる領域に配置される、電池。
  2. 　前記封止部材は、前記正極集電体、前記負極活物質層、および前記負極集電体に接して配置される、請求項１に記載の電池。
  3. 　前記封止部材は、前記負極活物質層の積層面の一部に接している、請求項１または２に記載の電池。
  4. 　前記封止部材は、平面視において、前記正極集電体および前記負極集電体の少なくとも１つよりも外側に突出した形状を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の電池。
  5. 　前記正極活物質層、前記固体電解質層、および前記負極活物質層の少なくとも１つと、前記封止部材との間、または、前記封止部材の内部に、空間を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の電池。
  6. 　前記封止部材は、前記固体電解質層の内側に向けて突出した形状を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の電池。
  7. 　前記固体電解質層は、
    　　前記負極活物質層側に位置する第１固体電解質層と、
    　　前記正極活物質層側に位置する第２固体電解質層と、を有し、
    　前記封止部材は、前記第１固体電解質層と前記第２固体電解質層との間に突出した形状を有する、請求項１から６のいずれか一項に記載の電池。
  8. 　前記封止部材は、
    　　前記負極集電体側に位置し、第１材料を含む第１封止部材と、
    　　前記正極集電体側に位置し、前記第１材料とは異なる第２材料を含む第２封止部材と、を有する、請求項１から７のいずれか一項に記載の電池。
  9. 　前記封止部材は、絶縁性を有し、かつ、イオン伝導性を有さない材料を含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の電池。
  10. 　前記封止部材は、樹脂または封止剤を含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の電池。
  11. 　前記封止部材は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、およびシルセスキオキサンからなる群より選択される少なくとも１種を含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の電池。
  12. 　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１１のいずれか一項に記載の電池。
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