WO2020203877A1 - 固体電池 - Google Patents

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WO2020203877A1
WO2020203877A1 PCT/JP2020/014301 JP2020014301W WO2020203877A1 WO 2020203877 A1 WO2020203877 A1 WO 2020203877A1 JP 2020014301 W JP2020014301 W JP 2020014301W WO 2020203877 A1 WO2020203877 A1 WO 2020203877A1
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solid
state battery
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西出　充良
近川　修
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株式会社村田製作所
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Definitions

  • the present invention relates to a solid state battery. More specifically, the present invention relates to a solid-state battery compacted to be suitable for substrate mounting.
  • a secondary battery may be used as a power source for electronic devices such as smartphones and laptop computers.
  • a liquid electrolyte is generally used as a medium for ion transfer that contributes to charging and discharging. That is, a so-called electrolytic solution is used in the secondary battery.
  • electrolytic solution is used in the secondary battery.
  • safety is generally required in terms of preventing leakage of the electrolytic solution.
  • the organic solvent used in the electrolytic solution is a flammable substance, safety is also required in that respect.
  • the solid-state battery is mounted on the surface of a substrate such as a printed wiring board together with other electronic components and used, and in that case, a battery suitable for mounting is required.
  • a protection circuit for electrically and thermally protecting the solid-state battery, a charge / discharge control circuit, etc. may be required, which may increase the size of the mounting space. ..
  • the solid-state battery disclosed in Patent Document 1 has a configuration in which a resin substrate having a circuit is laminated on a battery element, and has been proposed as contributing to compactification.
  • a circuit board as a member separate from the battery element, and it cannot be said that the solid-state battery is sufficiently compact.
  • the present invention has been made in view of such a problem. That is, a main object of the present invention is to provide a solid-state battery that contributes to more compactness.
  • the present invention provides a solid-state battery, wherein the main surface of the solid-state battery is a circuit forming surface, and a circuit for the solid-state battery is provided on the main surface.
  • the solid-state battery according to the present invention is a more compact solid-state battery suitable for surface mounting.
  • the present invention provides a compact solid-state battery in that it is not necessary to separately provide a circuit for the solid-state battery on the substrate.
  • FIG. 1 is a perspective sectional view schematically showing a configuration of a solid-state battery in which a circuit is provided on a main surface according to an embodiment of the present invention.
  • 2 (a) to 2 (c) are perspective views schematically showing the configuration of a solid-state battery in which a circuit is provided on the main surface according to the embodiment of the present invention.
  • 3 (a) to 3 (d) are circuit diagrams of battery peripheral circuits provided on the main surface of the solid-state battery (FIG. 3 (a): protection circuit, FIG. 3 (b): charge control circuit, FIG. 3 (c). : Temperature control circuit, FIG. 3D: Output compensation circuit).
  • FIG. 4 (a) to 4 (c) are circuit diagrams in which a plurality of battery peripheral circuits provided on the main surface of the solid-state battery are combined (FIG. 4 (a): charge control / protection circuit, FIG. 4 (b): charge control. -Protection / output stabilized power supply circuit, FIG. 4 (c): charge control / protection / output stabilized power supply / output compensation circuit).
  • FIG. 5 is a perspective view schematically showing the configuration of a packaged solid-state battery in which a coating insulating layer is provided on a main surface provided with a circuit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view schematically showing the configuration of a packaged solid-state battery in which a coating insulating layer is provided on a main surface provided with a circuit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view schematically showing the configuration of a packaged solid-state battery in which a coating insulating layer is provided on a main surface provided with a
  • FIG. 6 is a perspective view schematically showing the configuration of a packaged solid-state battery in which a coating insulating layer is provided on a surface other than the side surface provided with the external electrode according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view schematically showing the configuration of a packaged solid-state battery in which a coating insulating layer is provided so as to cover a portion other than the substrate mounting portion of the external terminal according to the embodiment of the present invention.
  • .. 8 (a) to 8 (c) are process cross-sectional views schematically showing a process of obtaining the solid-state battery shown in FIG. 6 in the present invention by packaging.
  • 9 (a) to 9 (c) are process cross-sectional views schematically showing a process of obtaining the solid-state battery shown in FIG. 7 in the present invention by packaging.
  • the "cross-sectional view” referred to in the present specification is a form when viewed from a direction substantially perpendicular to the thickness direction based on the stacking direction of each layer constituting the solid-state battery (in short, a plane parallel to the thickness direction). It is based on the form when cut out with.
  • the "vertical direction” and “horizontal direction” used directly or indirectly in the present specification correspond to the vertical direction and the horizontal direction in the drawings, respectively. Unless otherwise specified, the same code or symbol shall indicate the same member / part or the same meaning.
  • the vertical downward direction that is, the direction in which gravity acts
  • the opposite direction corresponds to the "upward” / "top side”. Can be done.
  • the “solid-state battery” in the present invention refers to a battery whose constituent elements are composed of solids in a broad sense, and refers to a battery in which each of the constituent elements composed of solids is integrated with each other in a narrow sense.
  • the solid-state battery in the present invention is a laminated solid-state battery in which the layers forming the battery building unit are laminated to each other, and preferably such layers are made of an integrally sintered body. ..
  • the “solid-state battery” includes not only a so-called “secondary battery” capable of repeating charging and discharging, but also a "primary battery” capable of only discharging.
  • a “solid-state battery” is a secondary battery.
  • the "secondary battery” is not overly bound by its name and may include, for example, a power storage device.
  • the solid-state battery includes a solid-state battery laminate having at least one battery building block composed of a positive electrode layer, a negative electrode layer, and a solid electrolyte layer interposed between them along the stacking direction.
  • a positive electrode layer, a negative electrode layer, a solid electrolyte, and the like form a sintered layer.
  • the positive electrode layer, the negative electrode layer and the solid electrolyte are each integrally fired, and therefore the solid-state battery laminate forms an integrally sintered body.
  • the positive electrode layer is an electrode layer containing at least a positive electrode active material.
  • the positive electrode layer may further include a solid electrolyte and / or a positive electrode current collector layer.
  • the positive electrode layer is composed of a sintered body containing at least positive electrode active material particles, solid electrolyte particles, and a positive electrode current collector layer.
  • the negative electrode layer is an electrode layer including at least a negative electrode active material.
  • the negative electrode layer may further include a solid electrolyte and / or a negative electrode current collector layer.
  • the negative electrode layer is composed of a sintered body containing at least negative negative active material particles, solid electrolyte particles, and a negative negative current collecting layer.
  • the positive electrode active material and the negative electrode active material are substances involved in the transfer of electrons in a solid-state battery. Ions move (conduct) between the positive electrode layer and the negative electrode layer via the solid electrolyte, and electrons are transferred to perform charging and discharging.
  • the positive electrode layer and the negative electrode layer are particularly preferably layers capable of occluding and releasing lithium ions or sodium ions. That is, it is preferable to use an all-solid-type secondary battery in which lithium ions or sodium ions move between the positive electrode layer and the negative electrode layer via the solid electrolyte to charge and discharge the battery.
  • Examples of the positive electrode active material contained in the positive electrode layer include a lithium-containing phosphoric acid compound having a pearcon-type structure, a lithium-containing phosphoric acid compound having an olivine-type structure, a lithium-containing layered oxide, and lithium-containing having a spinel-type structure. At least one selected from the group consisting of oxides and the like can be mentioned.
  • Examples of the lithium-containing phosphoric acid compound having a pear-con type structure include Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 .
  • Examples of lithium-containing phosphoric acid compounds having an olivine-type structure include Li 3 Fe 2 (PO 4 ) 3 , LiFePO 4, and / or LiMnPO 4 .
  • lithium-containing layered oxides examples include LiCoO 2 , LiCo 1/3 Ni 1/3 Mn 1/3 O 2, and the like.
  • lithium-containing oxides having a spinel-type structure examples include LiMn 2 O 4 and / or LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 and the like.
  • the positive electrode active material capable of occluding and releasing sodium ions a sodium-containing phosphoric acid compound having a pearcon-type structure, a sodium-containing phosphoric acid compound having an olivine-type structure, a sodium-containing layered oxide, and a sodium-containing material having a spinel-type structure are contained. At least one selected from the group consisting of oxides and the like can be mentioned.
  • Examples of the negative electrode active material contained in the negative electrode layer include oxides containing at least one element selected from the group consisting of Ti, Si, Sn, Cr, Fe, Nb and Mo, graphite-lithium compounds, lithium alloys and pear cones. At least one selected from the group consisting of a lithium-containing phosphoric acid compound having a type structure, a lithium-containing phosphoric acid compound having an olivine type structure, a lithium-containing oxide having a spinel type structure, and the like can be mentioned.
  • An example of a lithium alloy is Li—Al or the like.
  • lithium-containing phosphoric acid compounds having a pear-con type structure examples include Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 and / or LiTi 2 (PO 4 ) 3 .
  • lithium-containing phosphoric acid compounds having an olivine-type structure examples include Li 3 Fe 2 (PO 4 ) 3 and / or LiCuPO 4 .
  • lithium-containing oxides having a spinel-type structure include Li 4 Ti 5 O 12 and the like.
  • the negative electrode active material capable of occluding and releasing sodium ions is composed of a sodium-containing phosphoric acid compound having a pearcon-type structure, a sodium-containing phosphoric acid compound having an olivine-type structure, a sodium-containing oxide having a spinel-type structure, and the like. At least one selected from the group is mentioned.
  • the positive electrode layer and / or the negative electrode layer may contain a conductive auxiliary agent.
  • the conductive auxiliary agent contained in the positive electrode layer and the negative electrode layer include at least one kind made of a metal material such as silver, palladium, gold, platinum, aluminum, copper and nickel, carbon and the like.
  • copper is preferable in that it is difficult to react with the positive electrode active material, the negative electrode active material, the solid electrolyte material, and the like, and is effective in reducing the internal resistance of the solid battery.
  • the positive electrode layer and / or the negative electrode layer may contain a sintering aid.
  • a sintering aid at least one selected from the group consisting of lithium oxide, sodium oxide, potassium oxide, boron oxide, silicon oxide, bismuth oxide and phosphorus oxide can be mentioned.
  • the thicknesses of the positive electrode layer and the negative electrode layer are not particularly limited, but may be, for example, 2 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less, particularly 5 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less, respectively.
  • the solid electrolyte is a material capable of conducting lithium ions or sodium ions.
  • the solid electrolyte that forms the battery constituent unit of a solid-state battery forms a layer in which lithium ions or sodium ions can be conducted between the positive electrode layer and the negative electrode layer.
  • the solid electrolyte may be provided at least between the positive electrode layer and the negative electrode layer. That is, the solid electrolyte may also be present around the positive electrode layer and / or the negative electrode layer so as to protrude from between the positive electrode layer and the negative electrode layer.
  • the solid electrolyte examples include a lithium-containing phosphoric acid compound having a pearcon structure, an oxide having a perovskite structure, an oxide having a garnet type or a garnet type similar structure, and the like.
  • the lithium-containing phosphoric acid compound having a NASICON structure Li x M y (PO 4 ) 3 (1 ⁇ x ⁇ 2,1 ⁇ y ⁇ 2, M is, Ti, Ge, Al, from the group consisting of Ga and Zr At least one selected).
  • Examples of the lithium-containing phosphoric acid compound having a pear-con structure include Li 1.2 Al 0.2 Ti 1.8 (PO 4 ) 3 .
  • oxide having a perovskite structure La 0.55 Li 0.35 TiO 3 and the like can be mentioned.
  • oxides having a garnet type or a garnet type similar structure include Li 7 La 3 Zr 2 O 12 and the like.
  • Examples of the solid electrolyte in which sodium ions can be conducted include sodium-containing phosphoric acid compounds having a pearcon structure, oxides having a perovskite structure, oxides having a garnet type or a garnet type similar structure, and the like.
  • the sodium-containing phosphate compound having a NASICON structure, Na x M y (PO 4 ) 3 (1 ⁇ x ⁇ 2,1 ⁇ y ⁇ 2, M is, Ti, Ge, Al, from the group consisting of Ga and Zr At least one selected).
  • the solid electrolyte layer may contain a sintering aid.
  • the sintering aid contained in the solid electrolyte layer may be selected from, for example, the same materials as the sintering aid that can be contained in the positive electrode layer and / or the negative electrode layer.
  • the thickness of the solid electrolyte layer is not particularly limited, and may be, for example, 1 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less, particularly 1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less.
  • the positive electrode layer and the negative electrode layer may include a positive electrode current collector layer and a negative electrode current collector layer, respectively.
  • the positive electrode current collector layer and the negative electrode current collector layer may each have a foil form, but from the viewpoint of reducing the manufacturing cost of the solid-state battery and reducing the internal resistance of the solid-state battery by integral firing, the form of the sintered body is adopted. You may have.
  • a material having a high conductivity for example, silver, palladium, gold, platinum, aluminum, copper.
  • Nickel and the like are preferably used.
  • copper is preferable because it does not easily react with the positive electrode active material, the negative electrode active material, and the solid electrolyte material, and is effective in reducing the internal resistance of the solid battery.
  • Each of the positive electrode current collector layer and the negative electrode current collector layer has an electrical connection portion for electrically connecting to the outside, and may be configured to be electrically connectable to the terminal.
  • the positive electrode current collector layer and the negative electrode current collector layer may each have a foil form. From the viewpoint of improving electron conductivity and reducing manufacturing cost by integral sintering, it is preferable that the positive electrode current collector layer and the negative electrode current collector layer each have an integrally sintered form.
  • the positive electrode current collector layer and the negative electrode current collector layer may be composed of, for example, a sintered body containing a conductive auxiliary agent and a sintered auxiliary agent.
  • the conductive auxiliary agent contained in the positive electrode current collector layer and the negative electrode current collector layer may be selected from, for example, the same materials as the conductive auxiliary agent that can be contained in the positive electrode layer and / or the negative electrode layer.
  • the sintering aid contained in the positive electrode current collector layer and the negative electrode current collector layer may be selected from, for example, the same materials as the sintering aid that can be contained in the positive electrode layer and / or the negative electrode layer.
  • the thicknesses of the positive electrode current collector layer and the negative electrode current collector layer are not particularly limited, and may be, for example, 1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less, particularly 1 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less, respectively.
  • the insulating layer can be formed between one battery building block and the other battery building block that are adjacent to each other along the stacking direction, avoiding the movement of ions between such adjacent battery building blocks, and excessively. This is to prevent the storage and release of ions.
  • the insulating layer refers to a material that does not conduct electricity in a broad sense, that is, a layer composed of a non-conductive material, and in a narrow sense, a material composed of an insulating material.
  • the insulating layer may be made of, for example, a glass material, a ceramic material, or the like. As the insulating layer, for example, a glass material may be selected.
  • the glass material is not particularly limited, but the glass material is soda lime glass, potash glass, borate glass, borosilicate glass, barium borate glass, subsalt borate glass, barium borate glass, etc. At least one selected from the group consisting of bismuth borosilicate glass, bismuth zinc borate glass, bismuth silicate glass, phosphate glass, aluminophosphate glass, and phosphate subsalt glass. Can be mentioned.
  • the ceramic material may be at least one selected from the group consisting of alumina, zirconia, spinel and forsterite.
  • End face electrode Solid-state batteries are generally provided with end face electrodes.
  • an end face electrode is provided on the side surface of the solid-state battery. More specifically, an end face electrode on the positive electrode side connected to the positive electrode layer and an end face electrode on the negative electrode side connected to the negative electrode layer are provided.
  • Such end face electrodes preferably include a material having high conductivity.
  • the specific material of the end face electrode is not particularly limited, but at least one selected from the group consisting of silver, gold, platinum, aluminum, copper, tin and nickel can be mentioned.
  • the circuit for a solid-state battery is preferably a circuit that controls the solid-state battery.
  • the circuit for the solid-state battery is provided on the main surface of the solid-state battery to be controlled.
  • a circuit for a solid-state battery comprises an active element, a passive element, and / or a wiring pattern, etc., and controls repeated charge / discharge operations in the solid-state battery.
  • Such a circuit may be a protection circuit, a charge / discharge control circuit, and / or a temperature control circuit.
  • the circuit wiring may be connected to the positive and negative electrodes of the solid-state battery, or may be connected to the electrodes outside the solid-state battery.
  • the protection circuit is for limiting the input current or output current in order to prevent over-discharging, over-charging, over-current and / or over-heating of the solid-state battery. Specifically, the protection circuit controls the charging / discharging of the solid-state battery by stopping the charging of the solid-state battery when it is overcharged, stopping the discharge when it is over-discharged, and / or stopping the large-current discharge such as when it is short-circuited. ..
  • the charge / discharge control circuit is for controlling the charge / discharge of the solid-state battery. Specifically, at the time of charging, the charge control circuit controls charging of the solid-state battery. On the other hand, at the time of discharge, the discharge control circuit controls the discharge to the electronic device or the like on which the solid-state battery is mounted.
  • the temperature control circuit is for controlling the temperature of the solid-state battery. Specifically, since the ambient temperature of the battery is closely related to the charge / discharge efficiency, the solid-state battery is controlled to an appropriate temperature so as to improve the charge / discharge efficiency.
  • the output compensation circuit is for controlling the internal impedance of the solid-state battery. Specifically, since the internal impedance of the solid-state battery is closely related to the battery voltage, the internal impedance of the solid-state battery is kept low so as to alleviate the decrease in the battery voltage.
  • the output stabilized power supply circuit is for controlling the DC output voltage and / or output current so as to always have a constant value. Specifically, the output stabilized power supply circuit controls the applied load voltage with respect to the electric power supplied from the power supply to the load.
  • the input / output terminal electrodes are for connecting the circuit for the solid-state battery to the positive and negative electrodes of the solid-state battery and / or the electrodes outside the solid-state battery.
  • Input / output terminal electrodes are provided on the main surface and / or side surface of the solid-state battery.
  • Such input / output terminal electrodes preferably include a material having a high conductivity.
  • the specific material of the input / output terminal electrode is not particularly limited, and examples thereof include at least one selected from the group consisting of silver, gold, platinum, aluminum, copper, tin, and nickel.
  • External terminal Surface mount type solid-state batteries are generally provided with external terminals for mounting.
  • the external terminals are provided so as to be in contact with the end face electrodes and the input / output terminal electrodes of the solid-state battery, and extend so as to extend to the mounting surface of the solid-state battery. It is preferable to use a material having a high conductivity for such an external terminal.
  • the material of the external terminal may be the same as that of the end face electrode and / or the input / output terminal electrode.
  • the solid-state battery of the present invention is a more compact solid-state battery suitable for surface mounting.
  • the solid-state battery of the present invention is characterized in that the solid-state battery itself is provided with a circuit for the solid-state battery.
  • the main surface of the solid-state battery is a circuit forming surface, and a circuit for the solid-state battery is provided on the main surface.
  • the main surface of the solid-state battery is the support surface that supports the circuit for controlling the solid-state battery.
  • the circuit and the solid-state battery are integrated via the solid-state battery surface, the heat from the circuit is easily transferred to the solid-state battery, and the charging efficiency of the battery is improved due to the heat. Effects that can be improved can also be achieved.
  • the "main surface” as used in the present invention refers to a surface having a normal line in the stacking direction of the electrode layers in the solid-state battery.
  • a main surface is planar (ie, preferably the circuit is provided directly to the planar forming the solid-state battery).
  • the circuit for the solid-state battery may be provided on at least one main surface, and may be provided on both main surfaces facing each other.
  • the "circuit forming surface” in the present invention means that the solid-state battery itself has a surface that contributes to circuit formation in a broad sense, and in a narrow sense, such a surface has a battery insulating property. It means to have. For example, when a circuit is provided on such a surface, it means that the surface has electronic insulation so that voltage fluctuations and the like do not occur in the circuit.
  • the solid-state battery 500 is at least characterized in that the circuit 200 is provided on the main surface 100 thereof. That is, in the present invention, the solid-state battery is provided with active elements, passive elements, and / or auxiliary elements that constitute a circuit for the solid-state battery.
  • the circuit 200 for controlling the solid-state battery is provided so as to extend to the main surface of the solid-state battery (for example, the plane of the solid-state battery).
  • the circuit 200 may be provided so as to be directly attached to the main surface 100 of the solid-state battery 500.
  • the active element of the circuit include at least one selected from the group consisting of ICs, transistors, diodes, operational amplifiers, and the like.
  • the passive element of the circuit at least one selected from the group consisting of a resistor, a coil, a capacitor and the like can be mentioned.
  • the auxiliary element of the circuit include at least one selected from the group consisting of connectors, terminals, wiring, wire rods, and the like.
  • Such a circuit element may have a chip form.
  • the solid-state battery 500 has a package structure including a circuit 200 for the solid-state battery (that is, an active element 210, a passive element 220, and / or a wiring pattern 230).
  • a circuit 200 is provided on the main surface 100 thereof.
  • At least one circuit 200 is provided on the main surface 100, and a plurality of circuits 200 may be provided.
  • a circuit may be provided on the other main surface 100A facing the main surface 100B on the mounting surface side of the solid-state battery 500 (FIG. 2A), and the mounting surface may be provided.
  • a circuit may be provided on the main surface 100B on the side (FIG. 2B).
  • the circuit 200 is provided on the main surface 100A on the non-mounting surface side, which is not the mounting surface side, in the solid-state battery.
  • mounting surface side as used herein means that the solid-state battery is located relatively proximal to the substrate when it is surface-mounted on the substrate.
  • the "main surface on the non-mounting surface side” refers to the main surface located relatively distal to the substrate when the solid-state battery is surface-mounted on the substrate.
  • the circuit 200 is provided with respect to the main surface 100A on the non-mounting surface side, typically, the main surface on the side different from the main surface side on which the electrode directly connected to the external substrate is positioned at the time of mounting.
  • a circuit 200 is provided for the circuit 200.
  • the circuit is provided on the main surface on the non-mounting surface side in this way, it is easy to provide a "coating insulating film covering the circuit" because there is no "electrode directly connected to the substrate". (For the "coated insulating film”, refer to "300" in FIG. 5 described later).
  • the circuit since the circuit is arranged on the distal side relative to the external board, it is easy to avoid an inconvenient interaction between the external board and the circuit 200.
  • the circuit may be provided on both main surfaces (that is, the main surface 100A and the main surface 100B) of the solid-state battery (FIG. 2C).
  • the circuit for the solid state battery comprises at least one selected from the group consisting of a protection circuit, a charge control circuit, a temperature control circuit and an output compensation circuit.
  • the circuit 200 on the main surface 100 of the solid-state battery 500 is a protection circuit, a charge control circuit, a temperature control circuit, an output compensation circuit, and / or an output stabilized power supply circuit.
  • FIG. 3A shows an example of a circuit diagram when the circuit 200 provided on the main surface 100 of the solid-state battery 500 serves as a protection circuit. Although it is merely an illustration, the protection circuit is controlled so that a predetermined voltage or current does not become excessive.
  • FIG. 3B shows an example of a circuit diagram when the circuit 200 provided on the main surface 100 of the solid-state battery 500 serves as a charge control circuit.
  • a charge control circuit controls the voltage and / or current between the solid state battery and the power source so as to obtain a desired constant current constant voltage (CCCV).
  • FIG. 3C shows an example of a circuit diagram when the circuit 200 provided on the main surface 100 of the solid-state battery 500 serves as a temperature control circuit.
  • a temperature detecting means such as a thermocouple or a thermista
  • power may be supplied to the thermoelectric element via the temperature control circuit to heat and / or cool the battery.
  • FIG. 3D shows an example of a circuit diagram when the circuit 200 provided on the main surface 100 of the solid-state battery 500 serves as an output compensation circuit.
  • FIG. 4 (a) shows a combination of a charge control circuit and a protection circuit
  • FIG. 4 (b) shows a combination of a charge control circuit, a protection circuit and an output regulated power supply circuit
  • FIG. 4 (c) shows charging.
  • the combination with the control circuit, the protection circuit, the output stabilization power supply circuit and the output compensation circuit is shown.
  • the output stabilized power supply circuit may have a DC-DC converter incorporated therein.
  • input / output terminal electrodes are formed on the main surface and / or side surface of the solid-state battery.
  • the input / output terminal electrodes 240 extend from one main surface of the solid-state battery 500 to the other main surface via the side surface on the main surface 100 and the side surface of the solid-state battery 500. It is provided.
  • the circuit 200 may be connected to the input / output terminal electrode 240 via the wiring pattern 230. It is preferable that the input / output terminal electrode 240 is formed in the same manner as the end face electrode 60 of the positive and negative electrodes from the viewpoint of manufacturing cost.
  • the input / output terminal electrode 240 may also serve as the end face electrode 60. If there is a circuit to be connected to other than the end face electrode 60, an independent input / output terminal electrode 240 may be formed in addition to the end face electrode 60.
  • the end face electrode and the input / output terminal electrode may have any form as long as they contribute to the electrical connection between the solid-state battery and the substrate. Since it contributes to electrical connection, it can be said that the end face electrode and the input / output terminal electrode are conductive portions that connect the solid-state battery and the substrate. Such conductive portions may at least partially have a form such as a wiring layer and / or land.
  • the term "land” as used herein refers to a terminal portion / connection portion for electrical connection provided on one and / or both of the main surfaces of a solid-state battery, and may be, for example, a square land. Alternatively, it may be a round land or the like.
  • the input / output terminal electrodes may be surface mount type terminals.
  • the input / output terminal electrodes 240 (60) may extend to the main surface where the solid-state battery circuit is not provided.
  • such an input / output terminal electrode is provided with an external terminal 70 extending to the main surface where the solid-state battery circuit is not provided, and is surface-mounted as shown in FIGS. 6 and 7. It can also be a type terminal.
  • the external terminal 70 may have a bent end portion (particularly, a lower end portion or a bottom end portion).
  • a structure in which a terminal electrode formed directly on the mounting surface side of the solid-state battery is exposed as an electrode for connecting a substrate is preferable. With such a structure, the solid-state battery can be made into a smaller and shorter structure.
  • the material of the external terminal is not particularly limited, but may be the same as the material of the end face electrode and the input / output terminal electrode.
  • the main surface forming layer forming the main surface in the solid-state battery of the present invention may be an insulating layer having at least electronic insulation.
  • the main surface forming layer is a layer that is positioned at the uppermost layer and / or the lowest layer of the battery components of the solid state battery in the stacking direction and forms the main surface of the solid state battery.
  • the main surface forming layer 50 forming the main surface 100 of the solid-state battery 500 is an insulating layer exhibiting electronic insulation. Due to the presence of such a main surface forming layer, the main surface 100 of the solid-state battery 500 tends to become a more suitable circuit forming surface.
  • the material constituting the main surface forming layer is preferably a layer having excellent insulation, rigidity, electrode adhesion strength and / or moisture permeation prevention property.
  • the main surface forming layer may be made of the same material as the insulating layer, and for example, a glass material and a ceramic material are preferably used.
  • the glass material and the ceramic material may be selected from the same materials that can be contained in the insulating layer.
  • the main cambium is an insulating layer having ionic insulation. Since the main surface forming layer has ionic insulation, fluctuations in the circuit voltage due to ionic conduction inside the solid-state battery can be more preferably suppressed.
  • the main cambium may contain ceramic. That is, the main surface forming layer may be a ceramic insulating layer. Since the main surface forming layer contains ceramic, it is possible to more effectively impart electronic insulation and ion insulation to the main surface forming layer. In addition, the rigidity of the main surface forming layer can be increased, and circuit formation on the surface can be carried out more easily. Further, it is possible to impart moisture permeation prevention property to the outermost surface of the solid-state battery, and it is possible to effectively prevent deterioration of battery performance.
  • the solid-state battery comprises a solid-state battery laminate consisting of a positive electrode layer, a negative electrode layer, and a solid electrolyte layer interposed between the positive electrode layer and the negative electrode layer, and the main surface forming layer of the solid state battery is the solid. It forms an integrally sintered body with the battery laminate.
  • the solid-state battery 500 includes a solid-state battery laminate in which a positive electrode layer 20, a solid electrolyte layer 30, and a negative electrode layer 40 are provided in this order in a cross-sectional view (that is, a cross section 10).
  • the solid-state battery laminate and the main surface forming layer 50 are integrally sintered. Since it is integrally sintered, a co-sintered body may be formed at the interface between the solid-state battery laminate and the main surface forming layer.
  • the main surface forming layer By integrally sintering the solid-state battery laminate and the main surface forming layer, a material (for example, ceramic) having a relatively low adhesiveness to the solid-state battery laminate as compared with other materials is used for the main surface forming layer. Even if there is, it becomes easy to have a structure in which the constituent materials in the solid-state battery are firmly adhered to each other. Further, the main surface forming layer having a circuit can be integrally formed as a solid-state battery, and the steps such as joining the solid-state battery and the circuit board can be reduced.
  • a material for example, ceramic
  • the solid cell is a packaged solid cell.
  • “Packaged solid-state battery” refers to a solid-state battery that is protected from the external environment.
  • the solid-state battery of the present invention protected from such an external environment is packaged to be suitable for substrate mounting, and in particular to be suitable for surface mounting.
  • the battery of the present invention is an SMD (Surface Mount Device) type battery.
  • the solid-state battery protected from the external environment examples include a solid-state battery in which water vapor in the external environment is sealed so as not to enter the inside of the solid-state battery (for example, FIGS. 5 to 5 to FIG. 7).
  • the solid-state battery packaged so as to be suitable for mounting on a substrate is, for example, a solid-state battery having a terminal lead-out portion (for example, a socket terminal or a pressure welding terminal) provided on the solid-state battery side (for example, FIG. 1). (See), or a solid-state battery in which the external terminals form a wide surface with respect to the substrate so that the external terminals can be easily mounted on the substrate (see, for example, FIGS. 6 and 7).
  • a coating insulating layer is provided so as to cover the main surface on which the circuit is provided.
  • the coating insulating layer 300 is provided so as to cover the circuit. Thereby, the circuit can be suitably protected. Further, the presence of the coated insulating layer 300 makes it possible to further improve the mutual integrity of the solid-state battery and the circuit on the solid-state battery as a battery package product.
  • the coating insulating layer 300 may be a resin layer. That is, the coating insulating layer 300 may include a resin material, which may form a base material for the layer. As can be seen from the illustrated embodiment, it means that the main surface of the solid-state battery is sealed with the resin material of the coating insulating layer 300.
  • the coated insulating layer 300 made of such a resin material can contribute to more suitable water vapor permeation prevention property.
  • the material of the coating insulating layer may be any kind as long as it exhibits insulating properties.
  • the resin may be either a thermosetting resin or a thermoplastic resin.
  • examples of the specific resin material of the coating insulating layer include an epoxy resin, a silicone resin, and / or a liquid crystal polymer.
  • the thickness of the coating insulating layer may be 30 ⁇ m or more and 1000 ⁇ m or less, for example, 50 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less.
  • the coating insulating layer may be a layer provided so as to cover at least a part of the main surface on which the circuit of the solid-state battery is provided. Further, the covering insulating layer may be a layer that covers at least the main surface on which the circuit is provided but also covers other surfaces. In one preferred embodiment, the coated insulating layer 300 is provided only on the main surface 100, as in the exemplary embodiment shown in FIG. With such a configuration, while protecting the circuit provided on the main surface 100 from water vapor and the like, the input / output terminal electrodes 240 are provided on the side surfaces other than the side surface on which the end face electrode 60 is provided in the solid-state battery 500. Is possible, and more terminal drawers can be provided.
  • the coating insulating layer may be provided so as to cover a surface other than the side surface on which the end surface electrode is provided.
  • a surface other than the side surface provided with the end face electrode 60 that is, the side surface provided with the external electrode 70.
  • a coating insulating layer 300 is also provided on a surface other than the above.
  • the coating insulating layer may be provided so as to cover the battery package product provided with the external terminal.
  • the covering insulating layer 300 is provided so as to cover the entire surface other than the substrate mounting portion of the external terminal 70. With such a configuration, the entire solid-state battery 500 can be covered with the coating insulating layer 300, and in particular, the intrusion of water vapor through the external terminal 70 can be prevented. Further, since the external terminal 70 can be provided on any side surface of the solid-state battery 500, more circuits 200 can be connected to the substrate.
  • the coating insulating layer 300 may contain a filler.
  • the inorganic filler is preferably dispersed in such a resin material.
  • the filler is preferably mixed into the coating insulating layer and compositely integrated with the base material material (for example, resin material) of the coating insulating layer.
  • the shape of the filler is not particularly limited and may be granular, spherical, needle-like, plate-like, fibrous and / or amorphous.
  • the size of the filler is also not particularly limited and may be 10 nm or more and 100 ⁇ m or less, for example, a nanofiller of 10 nm or more and less than 100 nm, a microfiller of 100 nm or more and less than 10 um, or a macrofiller of 10 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less. ..
  • the filler material include, but are not limited to, metal oxides such as silica, alumina, titanium oxide and zirconium oxide, minerals such as mica, and / or glass.
  • the filler is preferably a water vapor permeation prevention filler.
  • the coating insulating layer comprises a water vapor permeation inhibitor in its resin material. This makes it easier for the coated insulating layer to be provided as a more suitable water vapor permeation prevention layer.
  • the water vapor permeation prevention filler contained in the resin material preferably has a content of 50% by weight or more and 95% by weight or less based on the overall standard of the coating insulating layer in order to contribute to more suitable water vapor permeation prevention, for example, 60. It may be 70% by weight or more and 95% by weight or less, or 70% by weight or more and 95% by weight or less.
  • a coated inorganic film is additionally provided so as to cover the coated insulating layer.
  • the coated inorganic film may be provided together with the coated insulating layer so as to cover the main surface of the solid-state battery. That is, the coated inorganic film and the coated insulating layer may have a form of being laminated on the main surface of the solid-state battery.
  • the coated inorganic film preferably has a thin film form. Therefore, the thickness of the coated inorganic film as a covering member is smaller than the thickness of the coating insulating layer.
  • the material of the coated inorganic film is not particularly limited as long as it contributes to the inorganic layer having a thin film form, and may be any of metal, glass, oxide ceramic, or a mixture thereof.
  • the coated inorganic film comprises a metallic component. That is, the coated inorganic film is preferably a metal thin film.
  • the thickness of the coated inorganic film may be 0.1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, for example, 1 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • the coated inorganic film having a thin film form may be a plated film.
  • the coating inorganic film may be a dry plating film, particularly depending on the production method.
  • a dry plating film is a film obtained by a vapor phase method such as physical vapor deposition (PVD) or chemical vapor deposition (CVD), and has a very small thickness on the order of nano or micron. are doing.
  • PVD physical vapor deposition
  • CVD chemical vapor deposition
  • Such a thin dry plating film contributes to more compact packaging.
  • the dry plating film is, for example, aluminum (Al), nickel (Ni), palladium (Pd), silver (Ag), tin (Sn), gold (Au), copper (Cu), titanium (Ti), platinum (Pt). ), Silicon / silicone (Si), SUS and the like, and at least one metal component / semi-metal component selected from the group, an inorganic oxide and / or a glass component and the like. Since the dry plating film composed of such components is chemically and / or thermally stable, it is excellent in chemical resistance, weather resistance and / or heat resistance, and even a solid-state battery having further improved long-term reliability can be used. Can be punished.
  • the coated insulating layer can also serve as a cushioning material. Specifically, even when the expansion and contraction of the solid-state battery occurs due to charge / discharge or thermal expansion, the effect does not directly affect the coating inorganic film, and the coating insulating layer intervenes. The effects of the buffering effect can be mitigated. Therefore, even with a thin film such as a coated inorganic film, the occurrence of cracks and the like can be reduced, and a more suitable water vapor barrier can be provided. This is especially true when the coated insulating layer is made of a resin material, and the coated insulating layer made of a resin material can have a large buffering effect.
  • the member contributing to the solid-state battery is a coated insulating layer and a coated inorganic thin film integrated with the coated inorganic thin film.
  • the size does not increase inconveniently. That is, a compact package product can be provided while preventing water vapor permeation.
  • the solid-state battery of the present invention can be provided as a battery having a high energy density in which water vapor permeation is prevented.
  • the solid-state battery of the present invention can be mounted on a substrate such as a printed wiring board.
  • a solid-state battery can be surface-mounted through solder reflow or the like. From this, it can be said that the packaged solid-state battery of the present invention is an SMD type battery.
  • the advantages of the solid-state battery described above can be summarized as follows. It should be noted that the following advantages are merely exemplary and not limited, and may have additional advantages. -By providing a circuit in the solid-state battery itself, it can be made more compact and can be used as a battery package product with high energy density. -The wiring distance between the solid-state battery and the peripheral circuit can be shortened, the failure rate can be reduced in the middle of the circuit, and a highly reliable battery package product can be obtained. -Peripheral circuits including multi-terminal electronic devices can be integrated with high reliability, and can be made into a small module including solid-state batteries. -Multi-terminals can be placed at any position on one plane with SMD-capable lands.
  • the degree of freedom in designing the motherboard is improved, and the density can be increased.
  • a non-cleaning bonding material a bonding material that does not require flux cleaning after soldering
  • solid-state batteries always need to be joined without cleaning, so both the battery and SMD parts can be mounted in the package with the optimum joining material.
  • the barrier layer that protects the solid-state battery from water vapor covers a wide area, it is possible to prevent the deterioration of characteristics due to water vapor in the external environment.
  • a sintered laminate including a positive electrode layer, a negative electrode layer, a solid-state battery laminate having a solid electrolyte between the electrodes, and a main surface forming layer is prepared, and then the sintered laminate is burnt. It can be obtained by going through a process of forming a circuit on the main surface of the laminated body.
  • the solid-state battery can be manufactured by a printing method such as a screen printing method, a green sheet method using a green sheet, or a composite method thereof. That is, the solid-state battery of the present invention may be manufactured according to a conventional solid-state battery manufacturing method except for the main surface forming layer and the circuit formed on the main surface (hence, the solid electrolyte and the organic binder described below). , Solvents, optional additives, positive electrode active materials, negative electrode active materials, and other raw materials used in the manufacture of known solid-state batteries).
  • -Ceramic component, glass component and organic binder, solvent and optional additives are mixed to prepare a paste for the main cambium.
  • -A positive electrode green sheet is obtained by printing a positive electrode paste on a solid electrolyte green sheet and, if necessary, printing a current collector layer and / or a negative layer.
  • the negative electrode paste is printed on the solid electrolyte green sheet, and if necessary, the current collector layer and / or the negative layer is printed to obtain a negative electrode green sheet.
  • the green sheet for the positive electrode and the green sheet for the negative electrode are alternately laminated to obtain a laminated body.
  • the green sheet for the main surface forming layer is laminated on the uppermost and lowermost layers of the laminated body of the green sheet for the positive electrode and the green sheet for the negative electrode to obtain a laminated body before sintering.
  • a wiring pattern is formed by applying, for example, an Ag-based sintered type thick film paste to one surface of the green sheet for the main surface forming layer (one surface of the pre-sintered laminate).
  • the wiring pattern may be formed by Ag paste on the main surface of the solid-state battery after sintering.
  • the green sheet in the case of obtaining the main surface forming layer as a layer containing ceramic will be described in detail.
  • the green sheet itself may be a green sheet-like member including a ceramic component, a glass component, and an organic binder component.
  • the ceramic component may be alumina powder (average particle size: about 0.5 to 10 ⁇ m)
  • the glass component may be borosilicate glass powder (average particle size: about 1 to 20 ⁇ m).
  • the organic binder component may be, for example, at least one component selected from the group consisting of polyvinyl butyral resin, acrylic resin, vinyl acetate copolymer, polyvinyl alcohol and vinyl chloride resin.
  • the green sheet may contain 40 to 50 wt% of alumina powder, 30 to 40 wt% of glass powder, and 10 to 30 wt% of an organic binder component (based on the total weight of the green sheet).
  • the green sheet has a weight ratio of a solid component (50 to 60 wt% of alumina powder and 40 to 50 wt% of glass powder: weight standard of the solid component) and an organic binder component, that is, a solid.
  • Component weight The organic binder component weight may be about 80 to 90:10 to 20.
  • the green sheet component may contain other components as needed, such as phthalates and / or plasticizers that impart flexibility to the green sheet such as dibutyl phthalate, and ketones such as glycols. Dispersant, organic solvent, etc. may be contained.
  • the thickness of each green sheet itself may be about 30 ⁇ m to 500 ⁇ m.
  • the laminate before sintering is pressure-bonded and integrated, it is cut to a predetermined size.
  • the obtained pre-cut laminate is degreased and fired.
  • a sintered laminate is obtained.
  • the laminate may be degreased and fired before cutting, and then cut.
  • the end face electrode on the positive electrode side can be formed by applying a conductive paste to the exposed side surface of the positive electrode in the sintered laminate.
  • the end face electrode on the negative electrode side can be formed by applying a conductive paste to the exposed side surface of the negative electrode in the sintered laminate.
  • the input / output terminal electrodes can be formed by applying a conductive paste to the main surface and side surfaces of the sintered laminate so as to be connected to the wiring pattern in the circuit.
  • the circuit is connected to the input / output terminal electrodes via a wiring pattern.
  • the input / output terminal electrodes may be formed at the same time as or at the same time as the end face electrodes, but when there are a plurality of circuits to be connected other than the end face electrodes, independent input / output terminal electrodes may be formed in addition to the end face electrodes.
  • the end face electrodes and the input / output terminal electrodes are provided so as to extend to the main surface where the circuit of the sintered laminate is not provided, because they can be connected to the mounting land in a small area in the next step (more specifically, more specifically).
  • the end face electrode and the input / output terminal electrode provided so as to extend to the main surface of the sintered laminate will have a folded portion on the main surface, and such a folded portion shall be electrically connected to the mounting land. Can be done).
  • the components of the end face electrode and the input / output terminal electrode may be selected from at least one selected from silver, gold, platinum, aluminum, copper, tin and nickel.
  • the end face electrode and the input / output terminal electrode are not limited to being formed after sintering the laminate, but may be formed before firing and subjected to simultaneous sintering.
  • a bonding material is provided to the surface of the main surface forming layer (that is, the main surface) of the sintered laminate.
  • the bonding material may be, for example, a metallic brazing agent, a solder, a conductive paste or a nanopaste.
  • a peripheral circuit for the solid-state battery is provided. More specifically, electronic components such as active elements, passive elements and / or auxiliary elements required for the battery peripheral circuit are mounted at predetermined positions on the main surface. Once such a desired mount is complete, the main surface is reflow soldered and flux cleaned. From the above, the main surface in which the circuit has been formed can be obtained.
  • the terminal drawing portion of the solid-state battery is relatively easy in terms of design and joining process.
  • the more compact the solid-state battery is the smaller the area ratio of the package to the battery becomes.
  • this area can be made extremely small, which can contribute to the compactification of a battery having a particularly small capacity.
  • Solid-state battery packaging ⁇ 8 and 9 schematically show a step of obtaining the solid-state battery of the present invention by packaging.
  • the solid-state battery 500 obtained above is used for packaging, the solid-state battery 500 in FIG. 8A is provided with only the end face electrode 60, and the solid-state battery 500 in FIG. 9A is provided with the end face electrode 60. And an input / output terminal 240 is provided.
  • the coating insulating layer 300 is formed so as to cover other than the side surface on which the end face electrode 60 is formed.
  • the coating insulating layer is made of a resin material
  • a resin precursor is provided on a predetermined surface of the solid-state battery 500 and subjected to curing or the like to form the coating insulating layer.
  • the coating insulating layer may be molded by subjecting it to pressure with a mold.
  • a coating insulating layer that seals a solid-state battery on a support substrate may be molded through a compression mold.
  • the form of the raw material of the coating insulating layer may be granular, and the type may be thermoplastic.
  • such molding is not limited to mold molding, and may be performed through polishing, laser processing, and / or chemical processing.
  • the solid-state battery 500 obtained above is provided with an external terminal 70.
  • the external terminal 70 is provided so that the positive electrode layer and the negative electrode layer can be electrically connected to the substrate via the end face electrodes 60, respectively. Further, the external terminal 70 is provided so that the circuit 200 can be mounted on the substrate via the end face electrode 60. It is preferable that the external terminal 70 is formed by, for example, sputtering. Although not particularly limited, the external terminal is preferably composed of at least one selected from silver, gold, platinum, aluminum, copper, tin, and nickel.
  • the solid-state battery 500 is provided with an external terminal 70.
  • the external terminal 70 is provided so that the positive electrode layer and the negative electrode layer can be electrically connected to the substrate via the end face electrodes 60, respectively. Further, the external terminal 70 is provided so that the circuit 200 can be mounted on the substrate via the end face electrode 60 and the input / output terminal 240.
  • the external terminal 70 may be formed in the same manner as that shown in FIG.
  • the coating insulating layer 300 is formed so as to cover other than the substrate mounting portion of the external terminal 70.
  • the coating insulating layer 300 may be formed in the same manner as in the embodiment shown in FIG.
  • the solid-state battery can be surface-mounted on a substrate via an external terminal and electrically connected.
  • the positive electrode external terminal and the negative electrode external terminal are aligned with each other.
  • solder for electrical wiring may be used as the bonding material. After that, by solder reflow, the positive electrode terminal and the negative electrode terminal are bonded to the substrate by the bonding material, and a battery mounting substrate is obtained.
  • the external terminal may have a convex shape, a gull wing or a J terminal shape so as to protrude from the coating insulating layer.
  • the present invention is not particularly limited to this.
  • the main surface forming layer has a property that a circuit can be formed on the surface, but due to its high sealing property, it has an effect of preventing water vapor from permeating into the solid-state battery. Further, the effect of preventing foreign matter from entering the solid-state battery from the external environment can be exerted, and further, it contributes to the prevention of leakage of the solid-state battery reactant to the outside.
  • the solid-state battery of the present invention can be used in various fields where battery use and storage are expected.
  • the solid-state battery of the present invention can be used in the field of electronics mounting.
  • electric / information / communication fields for example, mobile phones, smartphones, laptop computers and digital cameras, activity meters, arm computers, electronic papers, RFID tags, card-type electronic money, smarts
  • electric / electronic devices are used.
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Abstract

固体電池の主面が回路形成面であり、当該主面に該固体電池のための回路が設けられている固体電池。

Description

固体電池
　本発明は、固体電池に関する。より具体的には、本発明は、基板実装に適するようにコンパクト化された固体電池に関する。
　従前より、繰り返しの充放電が可能な二次電池が様々な用途に用いられている。例えば、二次電池は、スマートフォンおよびノートパソコン等の電子機器の電源として用いられたりする。
　二次電池においては、充放電に寄与するイオン移動のための媒体として液体の電解質が一般に使用されている。つまり、いわゆる電解液が二次電池に用いられている。しかしながら、そのような二次電池においては、電解液の漏出防止点で安全性が一般に求められる。また、電解液に用いられる有機溶媒等は可燃性物質ゆえ、その点でも安全性が求められる。
　そこで、電解液に代えて、固体電解質を用いた固体電池について研究が進められている。
特開２００１－０５２７５１号公報
　本願発明者は、従前提案されている固体電池では克服すべき課題が依然あることに気付き、そのための対策を取る必要性を見出した。具体的には以下の課題があることを本願発明者は見出した。
　固体電池は、他の電子部品と共にプリント配線板などの基板表面に実装されて使用されることが考えられ、その場合には実装に適したものが求められる。固体電池を基板表面に実装する場合、固体電池を電気的、熱的に保護するための保護回路や、充放電制御回路などが必要になることがあり、実装スペースのサイズが大きくなる虞がある。
　特許文献１で開示される固体電池は、電池要素に回路を備えた樹脂基板を積層させる構成をとっており、コンパクト化に資するものとして提案されている。しかしながら、このような場合、電池要素とは別の部材としての回路基板を用いる必要があり、十分にコンパクト化した固体電池であるとは言い難い。
　本発明はかかる課題に鑑みて為されたものである。すなわち、本発明の主たる目的は、よりコンパクト化に資する固体電池を提供することである。
　本願発明者は、従来技術の延長線上で対応するのではなく、新たな方向で対処することによって上記課題の解決を試みた。その結果、上記主たる目的が達成された固体電池の発明に至った。
　本発明では、固体電池であって、当該固体電池の主面が回路形成面であり、当該主面に固体電池のための回路が設けられている、固体電池が提供される。
　本発明に係る固体電池は、よりコンパクト化された表面実装に好適な固体電池となっている。
　より具体的には、コンパクト化の観点から、「固体電池のための回路」が当該固体電池の主面に設けられている。よって、本発明では、固体電池のための回路を別途基板に設ける必要が無い点において、コンパクトな固体電池がもたらされる。
図１は、本発明の一実施形態に係る主面に回路が設けられた固体電池の構成を模式的に示した斜視断面図である。 図２（ａ）～（ｃ）は、本発明の実施形態に係る主面に回路が設けられた固体電池の構成を模式的に示した斜視図である。 図３（ａ）～（ｄ）は、固体電池の主面に設けられる電池周辺回路の回路図（図３（ａ）：保護回路、図３（ｂ）：充電制御回路、図３（ｃ）：温度制御回路、図３（ｄ）：出力補償回路）である。 図４（ａ）～（ｃ）は、固体電池の主面に設けられる複数の電池周辺回路を組み合わせた回路図（図４（ａ）：充電制御・保護回路、図４（ｂ）：充電制御・保護・出力安定化電源回路、図４（ｃ）：充電制御・保護・出力安定化電源・出力補償回路）である。 図５は、本発明の一実施形態に係る回路が設けられた主面に被覆絶縁層が設けられている、パッケージ化された固体電池の構成を模式的に示した斜視図である。 図６は、本発明の一実施形態に係る外部電極が設けられた側面以外の面に被覆絶縁層が設けられている、パッケージ化された固体電池の構成を模式的に示した斜視図である。 図７は、本発明の一実施形態に係る外部端子の基板実装部分以外を覆うように被覆絶縁層が設けられている、パッケージ化された固体電池の構成を模式的に示した斜視図である。 図８（ａ）～（ｃ）は、パッケージ化によって本発明における図６に示す固体電池を得るプロセスを模式的に示した工程断面図である。 図９（ａ）～（ｃ）は、パッケージ化によって本発明における図７に示す固体電池を得るプロセスを模式的に示した工程断面図である。
　以下、本発明の固体電池を詳細に説明する。必要に応じて図面を参照して説明を行うものの、図示する内容は、本発明の理解のために模式的かつ例示的に示したにすぎず、外観や寸法比などは実物と異なり得る。
　本明細書でいう「断面視」とは、固体電池を構成する各層の積層方向に基づく厚み方向に対して略垂直な方向から捉えた場合の形態（端的にいえば、厚み方向に平行な面で切り取った場合の形態）に基づいている。本明細書で直接的または間接的に用いる“上下方向”および“左右方向”は、それぞれ図中における上下方向および左右方向に相当する。特記しない限り、同じ符号または記号は、同じ部材・部位または同じ意味内容を示すものとする。ある好適な態様では、鉛直方向下向き（すなわち、重力が働く方向）が「下方向」／「底面側」に相当し、その逆向きが「上方向」／「頂面側」に相当すると捉えることができる。
　本発明でいう「固体電池」は、広義にはその構成要素が固体から構成されている電池を指し、狭義には当該固体から構成される構成要素のそれぞれが互いに一体化されたものを指している。ある好適な態様では、本発明における固体電池は、電池構成単位を成す各層が互いに積層するように構成された積層型固体電池であり、好ましくはそのような各層が一体焼結体から成っている。なお、「固体電池」は、充電および放電の繰り返しが可能な、いわゆる「二次電池」のみならず、放電のみが可能な「一次電池」をも包含する。本発明のある好適な態様に従うと「固体電池」は二次電池である。「二次電池」は、その名称に過度に拘泥されるものではなく、例えば、蓄電デバイスなども包含し得る。
　以下では、まず、本発明の固体電池の基本的構成について説明する。ここで説明される固体電池の構成は、あくまでも発明の理解のための例示にすぎず、発明を限定するものではない。
［固体電池の基本的構成］
　固体電池は、正極層、負極層、およびそれらの間に介在する固体電解質層から成る電池構成単位を積層方向に沿って少なくとも１つ備える固体電池積層体を有して成る。
　固体電池は、それを構成する各層が焼成によって形成されるところ、正極層、負極層および固体電解質などが焼結層を成している。好ましくは、正極層、負極層および固体電解質は、それぞれが互いに一体焼成されており、それゆえ固体電池積層体が一体焼結体を成している。
　正極層は、少なくとも正極活物質を含んで成る電極層である。正極層は、更に固体電解質および／または正極集電層を含んで成っていてよい。ある好適な態様では、正極層は、正極活物質粒子と固体電解質粒子と正極集電層とを少なくとも含む焼結体から構成されている。一方、負極層は、少なくとも負極活物質を含んで成る電極層である。負極層は、更に固体電解質および／または負極集電層を含んで成っていてよい。ある好適な態様では、負極層は、負極活物質粒子と固体電解質粒子と負極集電層とを少なくとも含む焼結体から構成されている。
　正極活物質および負極活物質は、固体電池において電子の受け渡しに関与する物質である。固体電解質を介してイオンは正極層と負極層との間で移動（伝導）して電子の受け渡しが行われることで充放電がなされる。正極層および負極層は特にリチウムイオンまたはナトリウムイオンを吸蔵放出可能な層であることが好ましい。つまり、固体電解質を介してリチウムイオンまたはナトリウムイオンが正極層と負極層との間で移動して電池の充放電が行われる全固体型二次電池であることが好ましい。
（正極活物質）
　正極層に含まれる正極活物質としては、例えば、ナシコン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物、オリビン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物、リチウム含有層状酸化物、および、スピネル型構造を有するリチウム含有酸化物等から成る群から選択される少なくとも一種が挙げられる。ナシコン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物の一例としては、Ｌｉ３Ｖ２（ＰＯ４）３等が挙げられる。オリビン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物の一例としては、Ｌｉ３Ｆｅ２（ＰＯ４）３、ＬｉＦｅＰＯ４、および／またはＬｉＭｎＰＯ４等が挙げられる。リチウム含有層状酸化物の一例としては、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＣｏ１／３Ｎｉ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２等が挙げられる。スピネル型構造を有するリチウム含有酸化物の一例としては、ＬｉＭｎ２Ｏ４、および／またはＬｉＮｉ０．５Ｍｎ１．５Ｏ４等が挙げられる。
　また、ナトリウムイオンを吸蔵放出可能な正極活物質としては、ナシコン型構造を有するナトリウム含有リン酸化合物、オリビン型構造を有するナトリウム含有リン酸化合物、ナトリウム含有層状酸化物およびスピネル型構造を有するナトリウム含有酸化物等から成る群から選択される少なくとも１種が挙げられる。
（負極活物質）
　負極層に含まれる負極活物質としては、例えば、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｆｅ、ＮｂおよびＭｏから成る群より選ばれる少なくとも一種の元素を含む酸化物、黒鉛－リチウム化合物、リチウム合金、ナシコン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物、オリビン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物、ならびに、スピネル型構造を有するリチウム含有酸化物等から成る群から選択される少なくとも一種が挙げられる。リチウム合金の一例としては、Ｌｉ－Ａｌ等が挙げられる。ナシコン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物の一例としては、Ｌｉ３Ｖ２（ＰＯ４）３、および／またはＬｉＴｉ２（ＰＯ４）３等が挙げられる。オリビン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物の一例としては、Ｌｉ３Ｆｅ２（ＰＯ４）３、および／またはＬｉＣｕＰＯ４等が挙げられる。スピネル型構造を有するリチウム含有酸化物の一例としては、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２等が挙げられる。
　また、ナトリウムイオンを吸蔵放出可能な負極活物質としては、ナシコン型構造を有するナトリウム含有リン酸化合物、オリビン型構造を有するナトリウム含有リン酸化合物、およびスピネル型構造を有するナトリウム含有酸化物等から成る群から選択される少なくとも１種が挙げられる。
　なお、正極層および／または負極層は、導電助剤を含んでいてもよい。正極層および負極層に含まれる導電助剤としては、銀、パラジウム、金、プラチナ、アルミニウム、銅およびニッケル等の金属材料、ならびに炭素などから成る少なくとも１種を挙げることができる。特に限定されるわけではないが、銅は、正極活物質、負極活物質および固体電解質材などと反応し難く、固体電池の内部抵抗の低減に効果を奏するのでその点で好ましい。
　さらに、正極層および／または負極層は、焼結助剤を含んでいてもよい。焼結助剤としては、リチウム酸化物、ナトリウム酸化物、カリウム酸化物、酸化ホウ素、酸化ケイ素、酸化ビスマスおよび酸化リンから成る群から選択される少なくとも１種を挙げることができる。
　正極層および負極層の厚みは特に限定されないが、例えば、それぞれ独立して、２μｍ以上５０μｍ以下、特に５μｍ以上３０μｍ以下であってもよい。
（固体電解質）
　固体電解質は、リチウムイオンまたはナトリウムイオンが伝導可能な材質である。特に固体電池で電池構成単位を成す固体電解質は、正極層と負極層との間においてリチウムイオンまたはナトリウムイオンが伝導可能な層を成している。なお、固体電解質は、正極層と負極層との間に少なくとも設けられていればよい。つまり、固体電解質は、正極層と負極層との間からはみ出すように当該正極層および／または負極層の周囲においても存在していてもよい。具体的な固体電解質としては、例えば、ナシコン構造を有するリチウム含有リン酸化合物、ペロブスカイト構造を有する酸化物、ガーネット型またはガーネット型類似構造を有する酸化物等が挙げられる。ナシコン構造を有するリチウム含有リン酸化合物としては、ＬｉｘＭｙ（ＰＯ４）３（１≦ｘ≦２、１≦ｙ≦２、Ｍは、Ｔｉ、Ｇｅ、Ａｌ、ＧａおよびＺｒから成る群より選ばれた少なくとも一種）が挙げられる。ナシコン構造を有するリチウム含有リン酸化合物の一例としては、例えば、Ｌｉ１．２Ａｌ０．２Ｔｉ１．８（ＰＯ４）３等が挙げられる。ペロブスカイト構造を有する酸化物の一例としては、Ｌａ０．５５Ｌｉ０．３５ＴｉＯ３等が挙げられる。ガーネット型またはガーネット型類似構造を有する酸化物の一例としては、Ｌｉ７Ｌａ３Ｚｒ２Ｏ１２等が挙げられる。
　なお、ナトリウムイオンが伝導可能な固体電解質としては、例えば、ナシコン構造を有するナトリウム含有リン酸化合物、ペロブスカイト構造を有する酸化物、ガーネット型またはガーネット型類似構造を有する酸化物等が挙げられる。ナシコン構造を有するナトリウム含有リン酸化合物としては、ＮａｘＭｙ（ＰＯ４）３（１≦ｘ≦２、１≦ｙ≦２、Ｍは、Ｔｉ、Ｇｅ、Ａｌ、ＧａおよびＺｒから成る群より選ばれた少なくとも一種）が挙げられる。
　固体電解質層は、焼結助剤を含んでいてもよい。固体電解質層に含まれる焼結助剤は、例えば、正極層および／または負極層に含まれ得る焼結助剤と同様の材料から選択されてもよい。
　固体電解質層の厚みは特に限定されず、例えば、１μｍ以上１５μｍ以下、特に１μｍ以上５μｍ以下であってもよい。
（正極集電層／負極集電層）
　電極層の必須要素ではないものの、正極層および負極層は、それぞれ正極集電層および負極集電層を備えていてもよい。正極集電層および負極集電層はそれぞれ箔の形態を有していてもよいが、一体焼成による固体電池の製造コスト低減および固体電池の内部抵抗低減などの観点から、焼結体の形態を有していてよい。正極集電層を構成する正極集電層および負極集電層を構成する負極集電層としては、導電率が大きい材料を用いるのが好ましく、例えば、銀、パラジウム、金、プラチナ、アルミニウム、銅、ニッケルなどを用いることが好ましい。特に、銅は正極活物質、負極活物質および固体電解質材と反応し難く、固体電池の内部抵抗の低減に効果があるため好ましい。正極集電層および負極集電層はそれぞれ、外部と電気的に接続するための電気的接続部を有し、端子と電気的に接続可能に構成されていてもよい。正極集電層および負極集電層はそれぞれ箔の形態を有していてもよい。一体焼結による電子伝導性向上および製造コスト低減の観点から、正極集電層および負極集電層はそれぞれ一体焼結の形態を有することが好ましい。なお、正極集電層および負極集電層が焼結体の形態を有する場合、例えば、導電助剤および焼結助剤を含む焼結体より構成されてもよい。正極集電層および負極集電層に含まれる導電助剤は、例えば、正極層および／または負極層に含まれ得る導電助剤と同様の材料から選択されてもよい。正極集電層および負極集電層に含まれる焼結助剤は、例えば、正極層および／または負極層に含まれ得る焼結助剤と同様の材料から選択されてもよい。
　正極集電層および負極集電層の厚みは特に限定されず、例えば、それぞれ独立して、１μｍ以上５μｍ以下、特に１μｍ以上３μｍ以下であってもよい。
（絶縁層）
　絶縁層は、積層方向に沿って相互に隣接する一方の電池構成単位と他方の電池構成単位との間に形成され得るもので、かかる隣接する電池構成単位間のイオンの移動を回避し、過度のイオンの吸蔵放出を防止するためのものである。絶縁層は、広義には電気を通さない材質、すなわち非導電性材から構成される層を指し、狭義には絶縁性物質材料から構成されるものを指す。特に限定されるものではないが、当該絶縁層は、例えば、ガラス材、セラミック材等から構成され得る。当該絶縁層として、例えばガラス材が選択されてよい。特に限定されるものではないが、ガラス材は、ソーダ石灰ガラス、カリガラス、ホウ酸塩系ガラス、ホウケイ酸塩系ガラス、ホウケイ酸バリウム系ガラス、ホウ酸亜塩系ガラス、ホウ酸バリウム系ガラス、ホウケイ酸ビスマス塩系ガラス、ホウ酸ビスマス亜鉛系ガラス、ビスマスケイ酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラス、アルミノリン酸塩系ガラス、および、リン酸亜塩系ガラスからなる群より選択される少なくとも一種を挙げることができる。また、セラミック材は、アルミナ、ジルコニア、スピネルおよびフォルステライトから成る群より選択される少なくとも一種を挙げることができる。
（端面電極）
　固体電池には、一般に端面電極が設けられている。特に、固体電池の側面に端面電極が設けられている。より具体的には、正極層と接続された正極側の端面電極と、負極層と接続された負極側の端面電極とが設けられている。そのような端面電極は、導電率が大きい材料を含んで成ることが好ましい。端面電極の具体的な材質としては、特に制限されるわけではないが、銀、金、プラチナ、アルミニウム、銅、スズおよびニッケルから成る群から選択される少なくとも一種を挙げることができる。
［固体電池のための回路］
　固体電池のための回路は、好ましくは固体電池を制御する回路である。後述するが、固体電池のための回路は、制御対象となる固体電池の主面上に設けられている。例えば、固体電池のための回路は、能動素子、受動素子、および／または配線パターンなどを備え、固体電池における充放電の繰り返し動作を制御する。このような回路は、保護回路であってよく、充放電制御回路であってもよく、および／または温度制御回路であってもよい。回路配線は、固体電池の正負極電極に結線していてよく、固体電池外部の電極に結線していてもよい。
（保護回路）
　保護回路は、固体電池の過放電、過充電、過電流および／または過熱などを防止するために、入力電流または出力電流を制限するためのものである。具体的には、保護回路は、固体電池の過充電時の充電停止、過放電時の放電停止および／もしくは短絡時などの大電流放電の停止をすることで、固体電池の充放電を制御する。
（充放電制御回路）
　充放電制御回路は、固体電池の充放電を制御するためのものである。具体的には、充電時には、充電制御回路は、固体電池に対する充電を制御する。一方、放電時には、放電制御回路は、当該固体電池が実装された電子機器などに対する放電を制御する。
（温度制御回路）
　温度制御回路は、固体電池の温度を制御するためのものである。具体的には、電池の周辺温度は充放電効率と密接に関係することから、充放電効率を向上させるように固体電池を適正な温度に制御する。
（出力補償回路）
　出力補償回路は、固体電池の内部インピーダンスを制御するためのものである。具体的には、固体電池における内部インピーダンスは電池電圧と密接に関係することから、電池電圧の低下を緩和させるように固体電池の内部インピーダンスを低く抑える。
（出力安定化電源回路）
　出力安定化電源回路は、直流の出力電圧および／または出力電流が常に一定の値になるように制御するためのものである。具体的には、電源より負荷に供給される電力について、出力安定化電源回路はかかる負荷電圧を制御する。
（入出力端子電極）
　入出力端子電極（入力端子電極および／または出力端子電極）は、固体電池のための回路を、固体電池の正負極電極および／または固体電池外部の電極に結線するためのものである。入出力端子電極は、固体電池の主面および／または側面に設けられている。そのような入出力端子電極は、導電率が大きい材料を含んで成ることが好ましい。入出力端子電極の具体的な材質としては、特に制限されるわけではないが、銀、金、プラチナ、アルミニウム、銅、スズおよびニッケルから成る群から選択される少なくとも一種を挙げることができる。
（外部端子）
　表面実装タイプの固体電池では、一般に実装用の外部端子が設けられている。特に、外部端子は固体電池の端面電極および入出力端子電極に接するように設けられ、固体電池の実装面にまで及ぶように延在して設けられている。そのような外部端子は、導電率が大きい材料を用いることが好ましい。外部端子の材質としては、端面電極および／または入出力端子電極と同様であってよい。
［本発明の固体電池の特徴］
　本発明の固体電池は、よりコンパクト化された表面実装に好適な固体電池である。特に、本発明の固体電池は、固体電池そのものに当該固体電池のための回路が設けられている点で特徴を有する。
　具体的には、本発明の固体電池は、当該固体電池の主面が回路形成面であり、当該主面に固体電池のための回路が設けられている。換言すれば、固体電池の主面が、当該固体電池を制御するための回路を支持する支持面となっている。このように固体電池を成す面自体に回路が設けられると（好ましくは、その面にて延在するように回路が設けられると）、固体電池のための回路を別途基板に設ける必要が無く、よりコンパクト化した固体電池とすることができる。また、固体電池と回路との配線距離を最短にでき、電気的ロスを少なくすることができる。本発明の固体電池では、回路と固体電池とが当該固体電池面を介して一体的になっているので、回路からの熱が固体電池に伝わり易く、当該熱に起因して電池の充電効率が向上し得る効果も奏され得る。
　本発明でいう「主面」とは、固体電池における電極層の積層方向に法線を有する面を指す。好ましくは、かかる主面は平面状となっている（つまり、好ましくは、固体電池を形作っている平面に対して直接的に回路が設けられている）。固体電池のための回路は、少なくとも一方の主面に設けられていればよく、対向する双方の主面に設けられていてもよい。また、本発明でいう「回路形成面」とは、広義には、固体電池そのものが回路形成に資する面を有していることを意味しており、狭義には、かかる面が電池絶縁性を有していることを意味している。例えば、かかる面上に回路を設けた場合に、当該回路に電圧変動などが生じないよう電子絶縁性を有する面であることを意味している。
　図１に示す例示態様でいえば、固体電池５００は、その主面１００に回路２００が設けられる点に少なくとも特徴を有する。つまり、本発明では、固体電池のための回路を構成する能動素子、受動素子および／または補助素子などが当該固体電池に設けられている。特に固体電池を制御する回路２００が、当該固体電池の主面（例えば固体電池の平面）に延在するように設けられている。図示されるように固体電池５００の主面１００に対して直接的に貼り付くような形態で回路２００が設けられていてよい。回路の能動素子としては、ＩＣ、トランジスタ、ダイオードおよびオペアンプなどから成る群から選択される少なくとも１種を挙げることができる。回路の受動素子としては、抵抗、コイルおよびコンデンサなどから成る群から選択される少なくとも１種を挙げることができる。回路の補助素子としては、コネクタ、端子、配線および線材などから成る群から選択される少なくとも１種を挙げることができる。このような回路素子は、チップ形態を有しているものであってもよい。このように回路が固体電池の主面に沿って設けられていると、回路からの熱が固体電池に全体として伝わり易くなり、当該熱に起因して電池の充電効率がより向上し易くなる。
　固体電池５００は、当該固体電池のための回路２００（すなわち、能動素子２１０、受動素子２２０、および／または配線パターン２３０）を備えたパッケージ構造を有している。このような固体電池５００では、その主面１００に回路２００が設けられている。回路２００は、主面１００において少なくとも１つ設けられており、複数設けられていてもよい。
　本発明の固体電池が表面実装品となる場合、固体電池５００における実装面側の主面１００Ｂに対向するもう一方の主面１００Ａに回路が設けられてよく（図２（ａ））、実装面側の主面１００Ｂに回路が設けられてもよい（図２（ｂ））。図２（ａ）の態様では、固体電池にて実装面側でない非実装面側の主面１００Ａに対して回路２００が設けられている。ここでいう「実装面側」とは、固体電池を基板に対して表面実装する際に当該基板に相対的に近位側に位置することを意味している。よって、「非実装面側の主面」は、固体電池を基板に表面実装する際に当該基板に対して相対的に遠位側に位置する主面のことを指している。非実装面側の主面１００Ａに対して回路２００が設けられている場合、典型的には、実装に際して外部基板と直接的に接続される電極が位置付けられた主面側と異なる側の主面に対して回路２００が設けられている。このように非実装面側の主面に対して回路が設けられていると、「基板と直接的に接続される電極」が存在しない等の理由で「回路を覆う被覆絶縁膜」を設けやすくなる（“被覆絶縁膜”については、後述する図５の“３００”を参照のこと）。また、外部基板に対して相対的に遠位側に回路が配置されることになるので、当該外部基板と回路２００との不都合な相互作用も回避され易い。なお、回路の設置面積が増す点などでいえば、固体電池における双方の主面（すなわち、主面１００Ａおよび主面１００Ｂ）に回路が設けられてもよい（図２（ｃ））。
　ある好適な態様では、固体電池のための回路は、保護回路、充電制御回路、温度制御回路および出力補償回路から成る群から選択される少なくとも一種を含んで成る。図１に示す例示態様でいえば、固体電池５００の主面１００における回路２００は、保護回路、充電制御回路、温度制御回路、出力補償回路および／または出力安定化電源回路である。
　回路２００を保護回路とすることで、固体電池の過放電、過充電、過電流および／または過熱などを防止することができる。図３（ａ）は、固体電池５００の主面１００に設けられる回路２００が保護回路となる場合の回路図の一例を示す。あくまでも例示説明にすぎないが、かかる保護回路では、所定の電圧または電流が過度にならないように制御される。
　回路２００を充電制御回路とすることで、固体電池の充放電を制御することができる。図３（ｂ）は、固体電池５００の主面１００に設けられる回路２００が充電制御回路となる場合の回路図の一例を示す。あくまでも例示説明にすぎないが、かかる充電制御回路は、所望の定電流定電圧（ＣＣＣＶ）となるように固体電池と電源との電圧および／または電流を制御する。
　回路２００を温度制御回路とすることで、充放電効率を向上させるように固体電池を適正な温度（例えば、約６０℃）に制御することができる。図３（ｃ）は、固体電池５００の主面１００に設けられる回路２００が温度制御回路となる場合の回路図の一例を示す。あくまでも例示説明にすぎないが、かかる温度制御回路によって固体電池の温度を制御する場合、熱電対やサーミスタ等の温度検知手段によって固体電池の温度を検出し、それによって得られた温度情報をもとに、温度制御回路を介して熱電素子に電力を供給し、電池の加熱および／または冷却を行ってよい。
　回路２００を出力補償回路とすることで、固体電池５００の内部インピーダンスを低く抑えることができ、電池電圧の低下を緩和することができる。図３（ｄ）は、固体電池５００の主面１００に設けられる回路２００が出力補償回路となる場合の回路図の一例を示す。
　上記回路は、単体の機能を有するように設けられてよいものの、複数の機能を有するように組み合わせて設けられてもよい。例えば、複数のサブ回路を組み合わせて設けることで、固体電池の制御に対して各回路の特性を付与することができる。図示する例示態様として、図４（ａ）に充電制御回路および保護回路の組合せ、図４（ｂ）に充電制御回路、保護回路および出力安定化電源回路との組合せ、図４（ｃ）に充電制御回路、保護回路、出力安定化電源回路および出力補償回路との組合せを示す。なお、出力安定化電源回路は、ＤＣ－ＤＣコンバータが組み込まれたものとなっていてよい。
　ある好適な態様では、固体電池における主面および／または側面に、入出力端子電極が形成されている。図１に示す例示態様でいえば、固体電池５００の主面１００および側面に、固体電池５００の一方の主面から側面を介して他方の主面に延在するように入出力端子電極２４０が設けられている。また、回路２００はその配線パターン２３０を介して入出力端子電極２４０に結線されていてよい。入出力端子電極２４０は、正負極の端面電極６０と同様に形成されることが製造コストの観点から好ましい。なお、入出力端子電極２４０が端面電極６０を兼ねるようなものであってもよい。端面電極６０以外と結線したい回路がある場合には、端面電極６０以外に独立した入出力端子電極２４０を形成してもよい。
　端面電極および入出力端子電極は、固体電池と基板との間の電気的接続に資するものであれば、いずれの形態を有していてもよい。電気的接続に資するがゆえ、端面電極および入出力端子電極は、固体電池と基板との間をつなぐ導電性部分であるともいえる。そのような導電性部分は、配線層および／またはランドなどの形態を少なくとも部分的に有していてよい。本明細書でいう「ランド」は、固体電池の主面の一方および／または双方に設けられた電気的接続のための端子部分・接続部分を指しており、例えば角ランドであってよいし、あるいは、丸ランドなどであってもよい。
　このような構成とすることで、実装する基板上には固体電池に対する端子を設ける必要がなく、実装により適した固体電池とすることができる。固体電池を基板上に実装する観点から、入出力端子電極は、表面実装タイプの端子となっていてよい。図５に示す例示態様でいえば、入出力端子電極２４０（６０）は、固体電池の回路が設けられていない主面にまで及ぶように延在していてよい。例えば、そのような入出力端子電極に対して、固体電池の回路が設けられていない主面にまで及ぶように延在する外部端子７０を設けて、図６および図７に示すような表面実装タイプの端子とすることもできる。図示するように、外部端子７０は、その端部（特に下側端部もしくは底側端部）が屈曲した形態となっていてよい。外部端子の構造は各種取り得るが、固体電池の実装面側の面に直接形成した端子電極を基板接続用の電極として露出させる構造が好ましい。このような構造とすることで、より固体電池を小型低背な構造とすることができる。外部端子の材質としては、特に制限されるわけではないが、端面電極および入出力端子電極の材質と同様であってよい。
　本発明の固体電池における主面を形成する主面形成層は、少なくとも電子絶縁性を有する絶縁層であってよい。主面形成層とは、積層方向における固体電池の電池構成要素の最上層および／または最下層に位置付けられ、固体電池の主面を形成する層である。図１に示す例示態様でいえば、固体電池５００の主面１００を形成する主面形成層５０が電子絶縁性を呈する絶縁層となっている。このような主面形成層の存在によって、固体電池５００の主面１００がより好適な回路形成面となり易い。
　主面形成層を構成する材料としては絶縁性、剛性、電極密着強度および／または水分透過防止性に優れる層であることが好ましい。主面形成層は、絶縁層と同様の材質であってよく、例えば、ガラス材およびセラミックス材を用いることが好ましい。ガラス材およびセラミックス材は、絶縁層に含まれ得る材料と同様のものから選択されてもよい。
　ある好適な態様では、主面形成層が、イオン絶縁性を有する絶縁層となっている。主面形成層がイオン絶縁性を有することで、固体電池内部のイオン伝導に起因する回路電圧の変動をより好適に抑えることができる。
　さらに好適な態様では、主面形成層はセラミックを含んでいてよい。つまり、主面形成層がセラミック絶縁層であってよい。主面形成層がセラミックを含んで成ることで、主面形成層に電子絶縁性およびイオン絶縁性をより効果的に付与することができる。また、主面形成層の剛性を高めることができ、その面上への回路形成をより容易に実施することができる。さらに、固体電池の最外面に水分透過防止性を付与することができ、電池性能の劣化を効果的に防止することができる。
　ある好適な態様では、固体電池は、正極層、負極層、および正極層と負極層との間に介在する固体電解質層から成る固体電池積層体を備え、固体電池の主面形成層が当該固体電池積層体と一体焼結体を成している。図１に示す例示態様でいえば、固体電池５００は、断面視（すなわち、断面１０）において正極層２０、固体電解質層３０、負極層４０がこの順に設けられる固体電池積層体を備えており、当該固体電池積層体と主面形成層５０とが一体焼結されている。一体焼結ゆえ、固体電池積層体と主面形成層との間の界面においては共焼結体が形成されている場合があり得る。
　固体電池積層体と主面形成層とを一体焼結することで、主面形成層に固体電池積層体との接着性が他の材料と比べて相対的に低い材料（例えば、セラミック）を用いた場合でも、固体電池における構成材間が強固に密着された構造を有し易くなる。また、回路を有する主面形成層を固体電池として一体形成することができ、固体電池と回路基板との接合などの工程を減ずることができる。
　ある好適な態様では、固体電池は、パッケージ化された固体電池となっている。「パッケージ化された固体電池」とは、外部環境から保護された固体電池のことを指している。好ましくは、そのような外部環境から保護された本発明の固体電池は、基板実装に適するようにパッケージ化されており、特には表面実装に適するようにパッケージ化されている。ある好適な態様では、本発明の電池はＳＭＤ（Surface Mount Device）タイプの電池となっている。
　外部環境から保護された固体電池とは、例えば、外部環境の水蒸気が固体電池の内部へと進入しないように封止されている固体電池などが挙げられる（例示にすぎないが、図５～図７参照）。また、基板実装に適するようにパッケージ化されている固体電池とは、例えば、端子引出し部（例えば、ソケット端子または圧接端子等）が固体電池側に設けられている固体電池（例えば、図１等参照）、または外部端子が基板実装し易いように基板に対して広く面を成している固体電池などが挙げられる（例えば、図６および図７参照）。
　ある好適な態様では、回路が設けられた主面を覆うように被覆絶縁層が設けられている。図５に示す例示態様でいえば、固体電池５００において、回路を覆うように被覆絶縁層３００が設けられている。これにより、回路を好適に保護することができる。また、被覆絶縁層３００の存在により、電池パッケージ品として、固体電池とその上の回路との相互の一体性をより向上させることも可能となる。
　被覆絶縁層３００は樹脂層となっていてよい。つまり、被覆絶縁層３００は樹脂材を含んで成り、それが当該層の母材を成すようになっていてよい。図示される態様から分かるように、固体電池の主面が被覆絶縁層３００の樹脂材で封止されていることを意味している。このような樹脂材から成る被覆絶縁層３００は、より好適な水蒸気透過防止性を資することができる。
　被覆絶縁層の材質は、絶縁性を呈するものであればいずれの種類であってよい。例えば被覆絶縁層が樹脂を含んで成る場合、その樹脂は熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂のいずれであってもよい。特に制限されるわけではないが、被覆絶縁層の具体的な樹脂材としては、例えばエポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂および／または液晶ポリマーなどを挙げることができる。あくまでも例示にすぎないが、被覆絶縁層の厚さは、３０μｍ以上１０００μｍ以下であってよく、例えば５０μｍ以上３００μｍ以下である。
　被覆絶縁層は、固体電池の回路が設けられた主面の少なくとも一部を覆うように設けられた層であってよい。また、被覆絶縁層は回路が設けられた主面を少なくとも覆いつつも他の面を覆う層であってもよい。ある好適な態様では、図５に示す例示態様のように、被覆絶縁層３００は主面１００上にのみ設けられている。このような構成とすることで、主面１００上に設けられた回路を水蒸気などから保護しつつ、固体電池５００における端面電極６０が設けられた側面以外の側面に入出力端子電極２４０を設けることが可能となり、より多くの端子引出し部を備えることができる。
　例えば、被覆絶縁層は、端面電極が設けられた側面以外の面も覆うように設けられてよい。ある好適な態様では、図６に示す例示態様のように、回路が設けられている主面１００に加え、端面電極６０が設けられた側面以外の面（すなわち、外部電極７０が設けられた側面以外の面）にも被覆絶縁層３００が設けられている。このような構成とすることで、固体電池５００をより広く被覆絶縁層３００で覆うことができ、固体電池５００に対して水蒸気透過防止をより好適に図ることができる。
　さらに、被覆絶縁層は、外部端子が設けられた電池パッケージ品を覆うように設けられてもよい。図７に示す例示態様のように、固体電池５００において、外部端子７０の基板実装部分以外を全体的に覆うように被覆絶縁層３００が設けられている。このような構成とすることで、固体電池５００全体を被覆絶縁層３００で覆うことができ、特に外部端子７０を介した水蒸気の侵入を防止することができる。また、固体電池５００のいずれの側面にも外部端子７０を設けることができるため、より多くの回路２００を基板と結線することができる。
　被覆絶縁層３００は、フィラーを含んでいてもよい。被覆絶縁層３００が樹脂材から成る場合、そのような樹脂材中に無機フィラーが好ましくは分散している。フィラーは、好ましくは、被覆絶縁層中に混ぜ込まれて被覆絶縁層の母材材質（例えば樹脂材）と複合一体化している。フィラーの形状は、特に制限されず、粒状、球状、針状、板状、繊維状および／または不定型などであってよい。フィラーの大きさも、特に制限されず、１０ｎｍ以上１００μｍ以下であってよく、例えば１０ｎｍ以上１００ｎｍ未満のナノフィラー、１００ｎｍ以上１０ｕｍ未満のミクロフィラー、あるいは、１０μｍ以上１００μｍ以下のマクロフィラーなどであってよい。フィラーの材質としては、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化ジルコニウム等の金属酸化物、マイカ等の鉱物、および／またはガラス等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
　フィラーは水蒸気透過防止フィラーとなっていることが好ましい。ある好適な態様では、被覆絶縁層は、その樹脂材質中に水蒸気透過防止フィラーを含んで成る。これにより、被覆絶縁層がより好適な水蒸気透過防止層として供され易くなる。樹脂材質中に含まれる水蒸気透過防止フィラーは、より好適な水蒸気透過防止に資すべく、被覆絶縁層の全体基準で含有量が５０重量％以上９５重量％以下となっていることが好ましく、例えば６０重量％以上９５重量％以下あるいは７０重量％以上９５重量％以下などとなっていてよい。
　ある好適な態様では、被覆無機膜が被覆絶縁層を覆うように付加的に設けられている。被覆無機膜は被覆絶縁層上に位置付けられるところ、被覆絶縁層とともに、固体電池の主面を覆うように被覆無機膜が設けられてよい。つまり、被覆無機膜および被覆絶縁層は固体電池の主面上に積層された形態を有していてもよい。
　被覆無機膜は、薄膜形態を有することが好ましい。よって、被覆部材として被覆無機膜の厚さは被覆絶縁層の厚さよりも小さくなっている。薄膜形態を有する無機層に資するものであれば、被覆無機膜の材質は特に制限されず、金属、ガラス、酸化物セラミックまたはそれらの混合物などのいずれであってもよい。ある好適な態様では被覆無機膜が金属成分を含んで成っている。つまり、被覆無機膜が好ましくは金属薄膜となっている。あくまでも例示にすぎないが、被覆無機膜の厚さは、０．１μｍ以上１００μｍ以下であってよく、例えば１μｍ以上５０μｍ以下である。
　薄膜形態を有する被覆無機膜はめっき膜であってよい。特に特に製法に依拠していえば、被覆無機膜は、乾式めっき膜であってよい。かかる乾式めっき膜は、物理的気相成長法（ＰＶＤ）や化学的気相成長法（ＣＶＤ）といった気相法で得られる膜であって、ナノオーダーまたはミクロンオーダーの非常に小さい厚さを有している。このような薄い乾式めっき膜は、よりコンパクトなパッケージ化に資する。
　乾式めっき膜は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、スズ（Ｓｎ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、ケイ素／シリコーン（Ｓｉ）およびＳＵＳなどから成る群から選択される少なくとも１種の金属成分・半金属成分、無機酸化物および／またはガラス成分などから成るものであってよい。このような成分から成る乾式めっき膜は、化学的および／または熱的に安定であるので、耐薬品性、耐候性および／また耐熱性などに優れ、長期信頼性がより向上した固体電池がもたらされ得る。
　本発明における固体電池が被覆絶縁層を介した被覆無機膜で覆われた形態を有している場合、被覆絶縁層が緩衝材の役目も果たし得る。具体的には、充放電や熱膨張などに起因した固体電池の膨張収縮が生じた場合であっても、その影響が直接的に被覆無機膜には及ばず、被覆絶縁層が介在することで緩衝効果による影響が緩和され得る。よって、被覆無機膜などの薄膜であっても、クラックなどの発生が減じられ、より好適な水蒸気バリアがもたらされ得る。これは、被覆絶縁層が樹脂材を含んで成る場合に特にいえ、樹脂材から成る被覆絶縁層は、そのような緩衝効果が大きくなり得る。
　また、本発明における固体電池が被覆絶縁層を介した被覆無機膜で覆われた形態を有している場合、それに資する部材は、被覆絶縁層とそれに一体化した被覆無機薄膜であるので、パッケージ・サイズは、不都合に大きくならない。つまり、水蒸気透過防止が図られつつもコンパクトなパッケージ品がもたらされ得る。これは、本発明の固体電池が、水蒸気透過が防止されたエネルギー密度の高い電池として供され得ることを意味している。
　上述した通り、本発明の固体電池は、プリント配線板などの基板上に実装することができる。例えば、半田リフローなどを通じて固体電池を表面実装できる。このようなことから、本発明のパッケージ化された固体電池は、ＳＭＤタイプの電池であるといえる。
　以上説明を行った固体電池については、その利点を次のように要約することもできる。なお、以下の利点は、あくまでも例示であって限定されるものではなく、また、付加的な利点があってもよい。
　・固体電池そのものに回路を設けることでよりコンパクト化することができ、エネルギー密度が高い電池パッケージ品として供すことができる。
　・固体電池と周辺回路との配線距離を短くでき、回路途中で不具合発生率を減らせて信頼性が高い電池パッケージ品を得ることができる。
　・多端子電子デバイスを含む周辺回路を信頼性高く一体化でき、固体電池込みで小型モジュール化できる。
　・多端子を一平面の自由な位置にＳＭＤ可能なランドで配置できる。よって、マザーボードの設計自由度が向上し、高密度化が可能となる。
　・電池と直接的に接する接合材として無洗浄接合材（半田付けの後にフラックス洗浄を行う必要のない接合材）を用いることで、製造過程において、電子部品実装／洗浄後に固体電池を実装できる。よって、電子部品は、より安価で、実装面積を高密度化できる信頼性の高い半田で接合してもフラックス洗浄が可能となる。一方、固体電池は必ず無洗浄での接合が必要であるところ、パッケージ内で電池もＳＭＤ部品もともに最適な接合材で実装が可能となる。
　・固体電池を水蒸気から守るバリア層が広域にカバーしているので、外部環境の水蒸気による特性劣化を防止できる。
［固体電池の製造方法］
　本発明の対象物である固体電池は、正極層、負極層、それらの電極間に固体電解質を有する固体電池積層体および主面形成層を含んだ焼結積層体を調製し、次いで、その焼結積層体の主面に回路を形成するプロセスを経ることで得ることができる。
≪固体電池の製造方法≫
　固体電池は、スクリーン印刷法等の印刷法、グリーンシートを用いるグリーンシート法、またはそれらの複合法により製造することができる。つまり、本発明の固体電池は、主面形成層および主面に形成される回路を除き、常套的な固体電池の製法に準じて作製してよい（よって、下記で説明する固体電解質、有機バインダー、溶剤、任意の添加剤、正極活物質、負極活物質などの原料物質は、既知の固体電池の製造で用いられているものを用いてよい）。
　以下では、本発明のより良い理解のために、ある１つの製法を例示説明するが、本発明は当該方法に限定されない。また、以下の記載順序など経時的な事項は、あくまでも説明のための便宜上のものにすぎず、必ずしもそれに拘束されるわけではない。
（焼結前積層体形成）
　・固体電解質、有機バインダー、溶剤および任意の添加剤を混合してスラリーを調製する。次いで、調製されたスラリーからグリーンシート成形によって、焼成後の厚みが約１０μｍの固体電解質用グリーンシートを得る。
　・正極活物質、固体電解質、導電助剤、有機バインダー、溶剤および任意の添加剤を混合して正極用ペーストを作成する。同様にして、負極活物質、固体電解質、導電助剤、有機バインダー、溶剤および任意の添加剤を混合して負極用ペーストを作成する。
　・セラミック成分、ガラス成分および有機バインダー、溶剤および任意の添加剤を混合して主面形成層用ペーストを作成する。
　・固体電解質用グリーンシート上に正極用ペーストを印刷し、また、必要に応じて集電層および／またはネガ層を印刷することで正極用グリーンシートを得る。同様にして、固体電解質用グリーンシート上に負極用ペーストを印刷し、また、必要に応じて集電層および／またはネガ層を印刷して負極用グリーンシートを得る。
　・主面形成層用ペーストを印刷し、主面形成層用グリーンシートを得る。
　・正極用グリーンシートと、負極用グリーンシートとを交互に積層して積層体を得る。
　・正極用グリーンシートと負極用グリーンシートとの積層体の最上層・最下層に主面形成層用グリーンシートを積層させて、焼結前積層体を得る。
　・主面形成層用グリーンシートの一方の表面（焼結前積層体の一方の表面）に例えばＡｇ系焼結タイプの厚膜ペーストを塗布することで配線パターンを形成する。なお、配線パターンは、焼結後の固体電池の主面にＡｇペーストにより形成してもよい。
　あくまでも１つの例示にすぎず、本発明を制限するものではないが、セラミックを含んで成る層として主面形成層を得る場合のグリーンシートについて詳述しておく。グリーンシート自体は、セラミック成分、ガラス成分および有機バインダー成分を含んで成るグリーンシート状部材であってよい。例えば、セラミック成分としては、アルミナ粉末（平均粒径：０．５～１０μｍ程度）であってよく、ガラス成分としては、ホウケイ酸塩ガラス粉末（平均粒径：１～２０μｍ程度）であってよい。そして、有機バインダー成分としては、例えば、ポリビニルブチラール樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアルコールおよび塩化ビニル樹脂から成る群から選択される少なくとも１種以上の成分であってよい。あくまでも例示にすぎないが、グリーンシートは、アルミナ粉末４０～５０ｗｔ％、ガラス粉末を３０～４０ｗｔ％、および、有機バインダー成分１０～３０ｗｔ％であってよい（グリーンシートの全重量基準）。また、別の観点で捉えるとすると、グリーンシートは、固体成分（アルミナ粉末５０～６０ｗｔ％およびガラス粉末を４０～５０ｗｔ％：固体成分の重量基準）と有機バインダー成分との重量比、即ち、固体成分重量：有機バインダー成分重量が８０～９０：１０～２０程度となっているものであってもよい。グリーンシート成分としては、必要に応じてその他の成分が含まれていてよく、例えば、フタル酸エステル、および／またはフタル酸ジブチルなどのグリーンシートに柔軟性を付与する可塑剤、グリコールなどのケトン類の分散剤や有機溶剤などが含まれていてよい。各グリーンシートの厚さ自体は３０μｍ～５００μｍ程度であってよい。
（電池焼結体形成）
　焼結前の積層体を圧着一体化させた後、所定のサイズにカットする。得られたカット済み積層体を脱脂および焼成に付す。これにより、焼結された積層体を得る。なお、カット前に積層体を脱脂および焼成に付し、その後にカットを行ってもよい。
（端面電極および入出力端子電極形成）
　正極側の端面電極は、焼結積層体における正極露出側面に対して導電性ペーストを塗布することを通じて形成できる。同様にして、負極側の端面電極は、焼結積層体における負極露出側面に対して導電性ペーストを塗布することを通じて形成できる。入出力端子電極についても同様に、回路における配線パターンに結線するように、焼結積層体の主面および側面に対して導電性ペーストを塗布することを通じて形成できる。回路は配線パターンを介して入出力端子電極に結線されている。入出力端子電極は、端面電極と同一又は同時に形成されてよいが、端面電極以外に結線したい回路が複数ある場合には、端面電極以外に独立した入出力端子電極を形成してもよい。
　端面電極および入出力端子電極は、焼結積層体の回路が設けられていない主面にまで及ぶように設けると、次工程において実装ランドに小面積で接続できるので好ましい（より具体的には、焼結積層体の主面にまで及ぶように設けられた端面電極および入出力端子電極は、折り返し部分を当該主面に有することになるが、そのような折り返し部分を実装ランドに電気接続させることができる）。端面電極および入出力端子電極の成分としては、銀、金、プラチナ、アルミニウム、銅、スズおよびニッケルから選択される少なくとも一種から選択され得る。
　なお、端面電極および入出力端子電極は、積層体の焼結後に形成することに限らず、焼成前に形成し、同時焼結に付してもよい。
（主面への回路形成）
　まず、焼結積層体の主面形成層表面（すなわち、主面）に対して接合材を供する。接合材は、例えば、金属性ロー剤、半田、導電性ペーストまたはナノペーストであってよい。次いで、固体電池のための周辺回路を設ける。より具体的には、電池周辺回路に必要な能動素子、受動素子および／または補助素子といった電子部品などを主面の所定位置にマウントする。このような所望のマウントが完了したら、主面をリフロー半田付けに付し、フラックス洗浄を行う。以上より、回路形成済みの主面が得られる。
　以上の如くの工程を経ることによって、最終的に所望の固体電池を得ることができる。
　このような固体電池についていえば、当該固体電池の端子引出し部が、設計的にも接合プロセス的にも比較的容易であるといった利点がある。また、固体電池がコンパクト化するほど、電池に対するパッケージの面積割合が小さくなるが、本発明に係る固体電池ではこのエリアが極端に小さくできるため特に小容量の電池のコンパクト化に資するものとなり得る。
≪固体電池のパッケージ化≫
　図８および図９には、パッケージ化によって本発明の固体電池を得る工程が模式的に示されている。パッケージ化には、上記で得られた固体電池５００が用いられ、図８（ａ）における固体電池５００は端面電極６０のみが設けられており、図９（ａ）における固体電池５００は端面電極６０および入出力端子２４０が設けられている。
　図８に示す態様について説明する。まず、図８（ｂ）に示すように、固体電池５００において、端面電極６０が形成された側面以外を覆うように被覆絶縁層３００を形成する。被覆絶縁層が樹脂材から成る場合、樹脂前駆体を固体電池５００の所定の面に設けて硬化などに付して被覆絶縁層を成型する。ある好適な態様では、金型で加圧に付すことを通じて被覆絶縁層の成型を行ってもよい。例示にすぎないが、コンプレッション・モールドを通じて支持基板上の固体電池を封止する被覆絶縁層を成型してよい。一般的にモールドで用いられる樹脂材であるならば、被覆絶縁層の原料の形態は、顆粒状でもよく、また、その種類は熱可塑性であってもよい。なお、このような成型は、金型成型に限らず、研磨加工、レーザー加工および／または化学的処理などを通じて行ってもよい。
　次いで、図８（ｃ）に示すように、上記で得られた固体電池５００に外部端子７０を設ける。外部端子７０は、正極層および負極層がそれぞれ端面電極６０を介して基板に電気的に接続可能なように設ける。また、外部端子７０は、回路２００が端面電極６０を介して基板に実装可能なように設ける。外部端子７０は、例えば、スパッタ等により外部端子を形成することが好ましい。特に限定されるものではないが、外部端子としては、銀、金、プラチナ、アルミニウム、銅、スズ、およびニッケルから選択される少なくとも一種から構成されることが好ましい。
　図９に示す態様について説明する。まず、図９（ｂ）に示すように、固体電池５００に外部端子７０を設ける。外部端子７０は、正極層および負極層がそれぞれ端面電極６０を介して基板に電気的に接続可能なように設ける。また、外部端子７０は、回路２００が端面電極６０および入出力端子２４０を介して基板に実装可能なように設ける。外部端子７０は、図８に示す態様と同様の方法で形成されてよい。
　次いで、図９（ｃ）に示すように、固体電池５００において、外部端子７０の基板実装部分以外を覆うように被覆絶縁層３００を形成する。被覆絶縁層３００は、図８に示す態様と同様の方法で形成されてよい。
　以上のような工程を経ることによって、固体電池そのものに当該固体電池のための回路が設けられた固体電池のパッケージ品を得ることができる。
≪基板への表面実装≫
　固体電池は、外部端子を介して基板に表面実装して電気的に接続することができる。固体電池の基板への実装は、固体電池において回路が設けられる主面と対向するもう一方の主面が実装面側の面となるように、基板の基板端子の上に接合材を塗布した位置に、正極外部端子および負極外部端子の位置を合わせて配置する。接合材は、電気配線用の半田を使用してもよい。その後、半田リフローによって、接合材により正極端子および負極端子と基板が接合され、電池実装基板が得られる。外部端子は、被覆絶縁層から突出させて凸型形状、ガルウィングまたはＪ端子形状としてもよい。
　以上、本発明の実施形態について説明してきたが、あくまでも典型例を例示したに過ぎない。本発明はこれに限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲において種々の態様が考えられることを当業者は容易に理解されよう。
　また、上記説明では、よりコンパクト化された固体電池について説明したが、本発明は特にこれに限定されない。例えば、主面形成層は、その面上に回路を形成し得る特性を有するが、その高い封止特性ゆえ、固体電池内部への水蒸気透過を防止する効果を奏する。また、外部環境からの固体電池内部への異物混入に対しても防止効果を奏し得ることになり、さらには、固体電池反応物の外部への漏洩防止にも資する。
　本発明の固体電池は、電池使用や蓄電が想定される様々な分野に利用することができる。あくまでも例示にすぎないが、本発明の固体電池は、エレクトロニクス実装分野で用いることができる。また、電気・電子機器などが使用される電気・情報・通信分野（例えば、携帯電話、スマートフォン、ノートパソコンおよびデジタルカメラ、活動量計、アームコンピューター、電子ペーパー、ＲＦＩＤタグ、カード型電子マネー、スマートウォッチなどの小型電子機などを含む電気・電子機器分野あるいはモバイル機器分野）、家庭・小型産業用途（例えば、電動工具、ゴルフカート、家庭用・介護用・産業用ロボットの分野）、大型産業用途（例えば、フォークリフト、エレベーター、湾港クレーンの分野）、交通システム分野（例えば、ハイブリッド車、電気自動車、バス、電車、電動アシスト自転車、電動二輪車などの分野）、電力系統用途（例えば、各種発電、ロードコンディショナー、スマートグリッド、一般家庭設置型蓄電システムなどの分野）、医療用途（イヤホン補聴器などの医療用機器分野）、医薬用途（服用管理システムなどの分野）、ならびに、ＩｏＴ分野、宇宙・深海用途（例えば、宇宙探査機、潜水調査船などの分野）などに利用することができる。
　１０　　　　固体電池の断面
　２０　　　　正極層
　３０　　　　固体電解質層
　４０　　　　負極層
　５０　　　　主面形成層
　６０　　　　端面電極
　７０　　　　外部端子
　１００　　　固体電池の主面
　２００　　　回路
　２１０　　　能動素子
　２２０　　　受動素子
　２３０　　　配線パターン
　２４０　　　入出力端子電極
　３００　　　被覆絶縁層
　５００　　　固体電池

Claims (15)

  1. 固体電池であって、
    　前記固体電池の主面が回路形成面であり、
    　前記主面に前記固体電池のための回路が設けられている、固体電池。
  2. 前記固体電池の前記主面が、該固体電池を制御するための前記回路を支持する支持面となっている、請求項１に記載の固体電池。
  3. 前記回路が、保護回路、充電制御回路、温度制御回路、出力補償回路および出力安定化電源回路から成る群から選択される少なくとも一種を含んで成る、請求項１または２に記載の固体電池。
  4. 前記固体電池における前記主面および／または側面に、入出力端子電極が設けられている、請求項１～３のいずれかに記載の固体電池。
  5. 前記入出力端子電極が、表面実装タイプの端子である、請求項４に記載の固体電池。
  6. 前記固体電池における前記主面を形成する主面形成層が、イオン絶縁性を有する絶縁層である、請求項１～５のいずれかに記載の固体電池。
  7. 前記主面形成層が、セラミックを含んで成る、請求項６に記載の固体電池。
  8. 正極層、負極層、および該正極層と該負極層との間に介在する固体電解質層から成る固体電池積層体を備え、前記主面形成層が該固体電池積層体と一体焼結体を成している、請求項６または７に記載の固体電池。
  9. パッケージ化された固体電池となっている、請求項１～８のいずれかに記載の固体電池。
  10. 前記回路を覆うように被覆絶縁層が設けられている、請求項１～９のいずれかに記載の固体電池。
  11. 前記被覆絶縁層が、前記主面に積層された形態を有している、請求項１０に記載の固体電池。
  12. 前記被覆絶縁層が、樹脂材を含んで成る、請求項１０または１１に記載の固体電池。
  13. 前記固体電池が、表面実装品である、請求項１～１２のいずれかに記載の固体電池。
  14. 前記固体電池において実装面側でない非実装面側の前記主面に対して前記回路が設けられている、請求項１３に記載の固体電池。
  15. 前記固体電池における正極層および負極層がリチウムイオンを吸蔵放出可能な層となっている、請求項１～１４のいずれかに記載の固体電池。
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