WO2021106242A1 - 電池 - Google Patents

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WO2021106242A1
WO2021106242A1 PCT/JP2020/016398 JP2020016398W WO2021106242A1 WO 2021106242 A1 WO2021106242 A1 WO 2021106242A1 JP 2020016398 W JP2020016398 W JP 2020016398W WO 2021106242 A1 WO2021106242 A1 WO 2021106242A1
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WO
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layer
solid electrolyte
electrode
current collector
terminal portion
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PCT/JP2020/016398
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Inventor
岩本　和也
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0561—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of inorganic materials only
    • H01M10/0562—Solid materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
    • H01M50/55—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on the same side of the cell

Definitions

  • the present disclosure relates to a battery containing a solid electrolyte.
  • the battery is disassembled, then the positive electrode and the negative electrode are separated, and the electrical characteristics (for example, charge / discharge characteristics or impedance) of each of the positive electrode and the negative electrode are measured. Analysis or analysis by inserting a reference electrode and measuring the behavior of the positive electrode and the negative electrode using the reference electrode is performed.
  • a solid electrolyte for example, an all-solid-state battery
  • the positive electrode layer, the solid electrolyte layer, and the negative electrode layer are manufactured so as to be integrated, the positive electrode layer and the negative electrode layer are separated without being destroyed. Can not do it.
  • the reference electrode functions if it is immersed in the electrolytic solution, so the location where the reference electrode is installed can be set "almost" arbitrarily.
  • the reference electrode cannot be arbitrarily installed outside the power generation element composed of the positive electrode layer, the solid electrolyte layer, and the negative electrode layer.
  • Patent Document 1 discloses a configuration in which a third electrode (reference electrode) is inserted in the solid electrolyte "inside the layer" in advance.
  • Patent Document 2 discloses that a third electrode (reference electrode) is provided after pressure-welding a solid electrolyte to the peripheral edge of a powder compression type all-solid-state battery.
  • the present disclosure provides a battery in which a reference electrode can be easily installed.
  • the battery according to one aspect of the present disclosure includes a first electrode layer, a solid electrolyte layer located above the first electrode layer, and a second electrode layer located above the solid electrolyte layer.
  • the first electrode layer has a first current collector and a first mixture layer located between the first current collector and the solid electrolyte layer, and the first current collector has an upper surface.
  • the solid electrolyte layer has a terminal portion protruding from the second electrode layer, and the solid electrolyte layer is exposed to at least a part of the terminal portion when viewed from above. It covers a part of the side surface of the first mixture layer in a cross-sectional view, and is in contact with the first current collector at the terminal portion.
  • FIG. 1 is a top view showing a schematic configuration of the battery according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG.
  • FIG. 3 is a top view for explaining a step of forming a terminal portion on the first current collector in the method for manufacturing a battery according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a top view for explaining a state in which a terminal portion is formed on the first current collector in the method for manufacturing a battery according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI of FIG. FIG.
  • FIG. 7 is a top view for explaining a step of manufacturing the second electrode layer in the battery manufacturing method according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the battery according to the first modification of the first embodiment.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the battery according to the second modification of the first embodiment.
  • FIG. 10 is a top view showing a schematic configuration of the battery according to the third modification of the first embodiment.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line XI-XI of FIG.
  • FIG. 12 is a top view showing a schematic configuration of the battery according to the second embodiment.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view taken along the line XIII-XIII of FIG.
  • the present inventors have found that there are the following problems when the reference electrode is installed in a battery containing a solid electrolyte, particularly a thin laminated all-solid-state battery.
  • Patent Document 1 since the reference electrode is inserted and embedded in the solid electrolyte layer, the conduction path (flow path) of lithium ions is obstructed. Further, since the third electrode is inserted and embedded in the solid electrolyte layer, the solid electrolyte layer cannot be thinned. Further, since the positive electrode or the negative electrode and the reference electrode are separated from each other by a thin solid electrolyte layer, the positive electrode or the negative electrode and the reference electrode may be short-circuited. As described above, the structure of Patent Document 1 has the above-mentioned problems.
  • Patent Document 2 is in the case of a thin laminated all-solid-state battery such as a thin-film all-solid-state battery using a vacuum process or an all-solid-state battery produced by applying and drying a slurry using a binder. Because the solid electrolyte layer is thin and brittle, it is difficult to support the reference electrode by the solid electrolyte layer. Therefore, the solid electrolyte layer near the reference electrode is easily damaged, and it is not easy to install the reference electrode. Further, when the solid electrolyte layer is damaged, the reference electrode provided on the solid electrolyte layer may come into contact with other power generation elements to cause a short circuit, and the safety of the battery is lowered. Ensuring the safety of the battery is important, and when the safety of the battery is lowered in this way, the reference electrode cannot be easily installed.
  • the present disclosure provides an all-solid-state battery, particularly a thin laminated all-solid-state battery in which a reference electrode can be easily installed.
  • the battery according to one aspect of the present disclosure includes a first electrode layer, a solid electrolyte layer located above the first electrode layer, and a second electrode layer located above the solid electrolyte layer.
  • the first electrode layer has a first current collector and a first mixture layer located between the first current collector and the solid electrolyte layer, and the first current collector has an upper surface.
  • the solid electrolyte layer has a terminal portion protruding from the second electrode layer, and the solid electrolyte layer is exposed to at least a part of the terminal portion when viewed from above. It covers a part of the side surface of the first mixture layer in a cross-sectional view, and is in contact with the first current collector at the terminal portion. As an example, in the cross-sectional view, a part of the side surface of the first mixture layer faces the terminal portion.
  • the solid electrolyte layer has a region that protrudes from the second electrode layer and is exposed above the terminal portion when viewed from above. Therefore, the reference electrode can be provided on the exposed region of the solid electrolyte layer. That is, the reference electrode can be provided without newly providing the terminal structure for installing the dedicated reference electrode in the battery, and the function of the reference electrode can be imparted to the battery. Further, since the exposed region of the solid electrolyte layer is supported by the terminal portion of the first current collector, the solid electrolyte layer is less likely to be damaged. Further, since the reference electrode does not need to be inserted between the first electrode layer and the second electrode layer, a short circuit between the reference electrode and the first electrode layer or the second electrode layer is suppressed.
  • the reference electrode can be easily installed. Further, the side surface of the first mixture layer on the terminal side is covered with the solid electrolyte layer. Therefore, when the reference electrode is provided in the region exposed above the terminal portion of the solid electrolyte layer, a short circuit due to the reference electrode coming into contact with the first mixture layer is suppressed.
  • a part of the first mixture layer may be located on the terminal portion, and the solid electrolyte layer may cover the entire upper surface of the first mixture layer.
  • the upper surface of the first mixture layer is not exposed. Therefore, when the reference electrode is provided in the solid electrolyte layer above the first mixture layer, a short circuit due to the reference electrode coming into contact with the first mixture layer is suppressed.
  • the second electrode layer has a second current collector and a second mixture layer located between the second current collector and the solid electrolyte layer, and the solid electrolyte layer. May cover the entire lower surface of the second mixture layer, cover a part of the side surface of the second mixture layer in the cross-sectional view, and come into contact with the second current collector. As an example, in the cross-sectional view, a part of the side surface of the second mixture layer faces toward the terminal portion.
  • the lower surface of the second mixture layer and the side surface on the terminal side are covered with the solid electrolyte layer. Therefore, when the reference electrode is provided in the region exposed above the terminal portion of the solid electrolyte layer, a short circuit due to the reference electrode coming into contact with the second mixture layer is suppressed.
  • the second electrode may have a rectangular region that is rectangular in the top view, and the terminal portion may protrude from a part of the side in the rectangular region in the top view.
  • the reference electrode can be easily installed while suppressing the decrease in the weight energy density of the battery.
  • the battery may further include an electrode, and the electrode may be in contact with the solid electrolyte layer in the region.
  • the electrode is provided on the exposed region of the solid electrolyte layer of the battery, so that the electrode can be easily installed. Therefore, when the electrode functions as a reference electrode, a battery having the function of the reference electrode is realized without installing a new reference electrode in the battery.
  • the solid electrolyte layer may contain a solid electrolyte having lithium ion conductivity.
  • the reference electrode can be easily installed in the lithium ion battery containing the solid electrolyte.
  • each figure is not necessarily exactly illustrated.
  • substantially the same configurations are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted or simplified.
  • the x-axis, y-axis, and z-axis indicate the three axes of the three-dimensional Cartesian coordinate system.
  • the z-axis direction is the thickness direction of the battery.
  • the positive direction of the z-axis is the upper side in the z-axis direction
  • the negative direction of the z-axis is the lower side in the z-axis direction.
  • the "thickness direction" is a direction perpendicular to the surface on which each layer is laminated.
  • top view means a case where the battery is viewed from the upper side in the z-axis direction along the z-axis.
  • the terms “upper” and “lower” in the battery configuration 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” are used not only when the two components are spaced apart from each other and another component exists between the two components, but also when the two components It also applies when the two components are placed in close contact with each other and touch each other.
  • FIG. 1 is a top view showing a schematic configuration of the battery 100 according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG.
  • FIG. 2 shows a cross section of a region of the battery 100 including the terminal portion 13.
  • the battery 100 includes a first electrode layer 10, a solid electrolyte layer 30 located above the first electrode layer 10, and a second electrode located above the solid electrolyte layer 30.
  • a layer 20 is provided.
  • the first electrode layer 10 has a first current collector 11 and a first mixture layer 12 located between the first current collector 11 and the solid electrolyte layer 30. Further, the first electrode layer 10 overlaps with the second electrode layer 20 and has a rectangular power generation region 14 when viewed from above.
  • the second electrode layer 20 faces the first electrode layer 10.
  • the second electrode layer 20 has a second current collector 21 and a second mixture layer 22 located between the second current collector 21 and the solid electrolyte layer 30. Further, the second electrode layer 20 overlaps with the first electrode layer 10 and has a rectangular power generation region 24 when viewed from above.
  • the power generation region 14 and the power generation region 24 are examples of rectangular regions.
  • the battery 100 is, for example, a thin laminated all-solid-state battery.
  • the thickness of the first current collector 11 and the second current collector 21 is, for example, 5 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, respectively.
  • the thickness of the first mixture layer 12 and the second mixture layer 22 is, for example, 5 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less, respectively.
  • the thickness of the solid electrolyte layer 30 is, for example, 5 ⁇ m or more and 150 ⁇ m or less.
  • the first current collector 11 has a terminal portion 13 protruding from the second electrode layer 20 when viewed from above.
  • the first current collector 11 has a rectangular region that overlaps with the power generation region 24 of the second electrode layer 20 and a terminal portion 13 that protrudes from the rectangular region when viewed from above.
  • the terminal portion 13 protrudes from the second current collector 21 in the top view.
  • the terminal portion 13 projects from a part of the side of the power generation region 24 of the second electrode layer 20 when viewed from above.
  • the width of the terminal portion 13 in the x-axis direction (in other words, the direction orthogonal to the direction in which the terminal portion 13 protrudes from the second electrode layer 20) is larger than the width of the power generation region 14 and the power generation region 24 in the x-axis direction. short.
  • the width of the terminal portion 13 in the x-axis direction is, for example, less than half the width of the power generation region 14 and the power generation region 24 in the x-axis direction.
  • the width of the terminal portion 13 that does not function as a power generation element can be reduced, and the weight energy density of the battery 100 is improved.
  • the width of the terminal portion 13 is reduced, the possibility of contact with other terminal portions or the like can be reduced, so that a short circuit is suppressed.
  • the shape of the terminal portion 13 is a rectangle in the illustrated example, but it may be a shape other than a rectangle.
  • the terminal portion 13 is used, for example, as a terminal for extracting a current from the battery 100. Further, the terminal portion 13 has a region on the terminal portion 13 in which the first mixture layer 12 and the solid electrolyte layer 30 are not provided, and the upper and lower surfaces of the terminal portion 13 are exposed. As a result, a conducting wire or the like for taking out an electric current can be connected so as to be sandwiched from the upper and lower surfaces of the terminal portion 13, so that a connection with high mechanical strength is possible.
  • the first mixture layer 12 is in contact with the first current collector 11 and is located above the first current collector 11. A part of the first mixture layer 12 is located in the power generation region 14 in a top view, and another part of the first mixture layer 12 is located on the terminal portion 13 of the first current collector 11. .. The upper surface of the first mixture layer 12 on the terminal portion 13 is covered with the solid electrolyte layer 30 and is not exposed.
  • the first mixture layer 12 is located in the entire power generation region 14 when viewed from above, but is not limited to this.
  • the first mixture layer 12 may have an area smaller than the power generation region 14 or may be located inside the power generation region 14 when viewed from above.
  • the solid electrolyte layer 30 may be provided so as to be in contact with the side surface of the first mixture layer 12 and the first current collector 11.
  • the second current collector 21 has a terminal portion 23 protruding from the first electrode layer 10 when viewed from above.
  • the second current collector 21 has a rectangular region that overlaps with the power generation region 14 of the first electrode layer 10 and a terminal portion 23 that protrudes from the rectangular region when viewed from above.
  • the terminal portion 23 protrudes from the first current collector 11 in the top view.
  • the terminal portion 23 projects from a part of the side of the power generation region 14 of the first electrode layer 10 when viewed from above.
  • the width of the terminal portion 23 in the x-axis direction (in other words, the direction orthogonal to the direction in which the terminal portion 23 protrudes from the first electrode layer 10) is larger than the width of the power generation region 14 and the power generation region 24 in the x-axis direction. short.
  • the width of the terminal portion 23 in the x-axis direction is, for example, less than half the width of the power generation region 14 and the power generation region 24 in the x-axis direction.
  • the shape of the terminal portion 23 is a rectangle in the illustrated example, but it may be a shape other than a rectangle.
  • the direction in which the terminal portion 23 protrudes from the first electrode layer 10 is the same as the direction in which the terminal portion 13 protrudes from the second electrode layer 20.
  • the terminal portion 23 is used, for example, as a terminal for extracting a current from the battery 100.
  • the second current collector 21 does not have to have the terminal portion 23.
  • a current may be taken out from the battery 100 by joining the second current collector 21 and the lead layer made of a conductive material.
  • the second mixture layer 22 is in contact with the second current collector 21 and is located below the second current collector 21.
  • the second mixture layer 22 is located in the power generation region 24 when viewed from above.
  • the second mixture layer 22 is located in the entire power generation region 24 when viewed from above, but is not limited to this.
  • the second mixture layer 22 may have an area smaller than the power generation region 24 or may be located inside the power generation region 24 when viewed from above.
  • the solid electrolyte layer 30 may be provided so as to be in contact with the side surface of the second mixture layer 22 and the second current collector 21.
  • the solid electrolyte layer 30 is located between the first electrode layer 10 and the second electrode layer 20. Specifically, the solid electrolyte layer 30 is located between the first mixture layer 12 and the second mixture layer 22, and is in contact with the upper surface of the first mixture layer 12 and the lower surface of the second mixture layer 22. ing. The solid electrolyte layer 30 covers the upper surface of the first mixture layer 12 and the lower surface of the second mixture layer 22. As a result, a short circuit due to contact between the first mixture layer 12 and the second mixture layer 22 with other electrodes or the like is suppressed.
  • the solid electrolyte layer 30 has a rectangular region that overlaps the power generation region 14 and the power generation region 24, and an exposed region 31 that protrudes from the rectangular region, when viewed from above.
  • the exposed region 31 is located inside the terminal portion 13 and overlaps with each other when viewed from above. That is, the solid electrolyte layer 30 is exposed in a part of the terminal portion 13 when viewed from above.
  • the solid electrolyte layer 30 is in contact with the upper surface of the first electrode layer 10, specifically, the upper surface of the first mixture layer 12 in the exposed region 31.
  • the position of the side surface of the solid electrolyte layer 30 on the terminal portion 13 coincides with the position of the side surface of the first mixture layer 12.
  • the solid electrolyte layer 30 may cover at least one side surface of the first mixture layer 12 on the terminal portion 13 and may be in contact with the first current collector 11.
  • the length of the exposed region 31 in the y-axis direction and the width in the x-axis direction may be as long as the reference electrode can be installed, and for example, both are 5 mm or more.
  • the first electrode layer 10 including the first current collector 11 and the first mixture layer 12 and the second electrode layer 20 including the second current collector 21 and the second mixture layer 22.
  • One of them is a positive electrode layer having a positive electrode current collector and a positive electrode mixture layer
  • the other is a negative electrode layer having a negative electrode current collector and a negative electrode mixture layer.
  • the positive electrode current collector and the negative electrode current collector include, for example, a foil-like body, a plate-like body, or a mesh-like body made of copper, aluminum, nickel, iron, stainless steel, platinum, gold, or an alloy of two or more of these. The body etc. are used.
  • the positive electrode mixture layer contains at least a positive electrode active material, and may contain at least one of a solid electrolyte, a conductive auxiliary agent, and a binder (binder), if necessary.
  • the positive electrode active material a known material capable of occluding and releasing (inserting and desorbing, or dissolving and precipitating) lithium ions, sodium ions or magnesium ions can be used.
  • a material capable of releasing and inserting lithium ions for example, lithium cobalt oxide composite oxide (LCO), lithium nickel oxide composite oxide (LNO), lithium manganate composite oxide (LMO). ), Lithium-manganese-nickel composite oxide (LMNO), lithium-manganese-cobalt composite oxide (LMCO), lithium-nickel-cobalt composite oxide (LNCO) or lithium-nickel-manganese-cobalt composite oxide (LNMCO) ) Etc. are used.
  • the solid electrolyte known materials such as a lithium ion conductor, a sodium ion conductor, and a magnesium ion conductor can be used.
  • an inorganic solid electrolyte or a polymer solid electrolyte (including a gel-like solid electrolyte) can be used.
  • a sulfide solid electrolyte or an oxide solid electrolyte is used.
  • a sulfide solid electrolyte in the case of a material capable of conducting lithium ions, for example, a composite composed of lithium sulfide (Li 2 S) and diphosphorus pentasulfide (P 2 S 5) is used.
  • Li 2 S-SiS 2, Li 2 S-B 2 S 3 or Li 2 S-GeS 2 may sulfide is used, such as, as an additive to the sulfide Sulfide to which at least one of 3 N, LiCl, LiBr, Li 3 PO 4 and Li 4 SiO 4 has been added may be used.
  • the oxide solid electrolyte in the case of a material capable of conducting lithium ions, for example, Li 7 La 3 Zr 2 O 12 (LLZ), Li 1.3 Al 0.3 Ti 1.7 (PO 4 ) 3 (LATP) Alternatively, (La, Li) TiO 3 (LLTO) or the like is used.
  • LLZ Li 7 La 3 Zr 2 O 12
  • LATP Li 1.3 Al 0.3 Ti 1.7 (PO 4 ) 3
  • (La, Li) TiO 3 (LLTO) or the like is used.
  • a conductive material such as acetylene black, carbon black, graphite or carbon fiber is used.
  • a binder for example, a binder for binding such as polyvinylidene fluoride is used.
  • the negative electrode mixture layer contains at least a negative electrode active material, and if necessary, may contain at least one of a solid electrolyte, a conductive auxiliary agent, and a binder as in the positive electrode mixture layer.
  • the negative electrode active material a known material capable of occluding and releasing (inserting and desorbing, or dissolving and precipitating) lithium ions, sodium ions or magnesium ions can be used.
  • a material capable of releasing and inserting lithium ions for example, a carbon material such as natural graphite, artificial graphite, graphite carbon fiber or resin calcined carbon, metallic lithium, lithium alloy or lithium and a transition metal. Oxides with elements are used.
  • the solid electrolyte layer 30 contains at least a solid electrolyte, and may contain a binder, if necessary.
  • the solid electrolyte layer 30 may contain a solid electrolyte having lithium ion conductivity.
  • the above-mentioned solid electrolyte and the binder can be used as the solid electrolyte and the binder.
  • the battery 100 includes a first electrode layer 10, a solid electrolyte layer 30 located above the first electrode layer 10, and a second electrode layer 20 located above the solid electrolyte layer 30. ..
  • the first electrode layer 10 has a first current collector 11 and a first mixture layer 12 located between the first current collector 11 and the solid electrolyte layer 30.
  • the first current collector 11 has a protruding terminal portion 13 when viewed from above.
  • the solid electrolyte layer 30 is exposed to at least a part of the terminal portion 13 when viewed from above.
  • the solid electrolyte layer 30 has an exposed region 31 that protrudes from the second electrode layer 20 and is exposed above the terminal portion 13 when viewed from above. Therefore, a reference electrode can be provided on the exposed region 31 of the solid electrolyte layer 30. That is, the reference electrode can be provided without newly providing the terminal structure for installing the dedicated reference electrode for the battery 100 which is the elementary battery, and the function of the reference electrode can be imparted to the battery 100. It becomes. For example, the amount of members used to provide a new terminal structure can be reduced. Further, since the exposed region 31 of the solid electrolyte layer 30 is supported by the terminal portion 13 of the first current collector 11, the solid electrolyte layer 30 is unlikely to be damaged.
  • the reference electrode does not need to be inserted between the first electrode layer 10 and the second electrode layer 20, a short circuit between the reference electrode and the first electrode layer 10 or the second electrode layer 20 is suppressed. .. Therefore, the reference electrode can be easily installed in the battery 100. As a result, for example, failure analysis using a reference electrode can be facilitated.
  • the charge / discharge state of each of the positive electrode layer and the negative electrode layer of the battery 100 can be measured by the reference electrode.
  • the health condition of the battery 100 also referred to as Battery Health or State of Health
  • the reliability of the battery 100 can be improved.
  • the first electrode layer 10 is produced by forming the first mixture layer 12 on the first current collector 11.
  • a known coating method or the like can be mentioned.
  • one of the positive electrode active material and the negative electrode active material, an inorganic solid electrolyte, a binder, and if necessary, a conductive auxiliary agent are mixed in an organic solvent to prepare a slurry. Subsequently, the slurry is applied onto the first current collector 11 and dried to form the first mixture layer 12 on the first current collector 11.
  • a polymer solid electrolyte material may be used instead of the inorganic solid electrolyte.
  • a known vacuum thin film forming process such as a sputtering method or a vapor deposition method is performed on the first current collector 11 by targeting the material of the positive electrode active material or the negative electrode active material as a target (evaporation source).
  • a method of forming the mixture layer 12 can be mentioned.
  • a mixture of a positive electrode active material or a negative electrode active material, an inorganic solid electrolyte, and a conductive auxiliary agent is subjected to an aerosol deposition method (AD method) or an electrostatic screen printing method for the first current collector 11.
  • a method of depositing on the first mixture layer 12 to form the first mixture layer 12 can be mentioned.
  • the first electrode layer 10 is used to expose the first current collector 11 at a portion that becomes a terminal portion 13 in a later step.
  • the area of the first mixture layer 12 is smaller than the area of the first current collector 11, and the first current collector 11 is formed so as to be partially exposed.
  • the obtained first electrode layer 10 can be compression-pressed by a flat plate press device, a roll press device, a cold isostatic pressing method (CIP: Cold Isostatic Pressing) device, or the like, if necessary.
  • CIP Cold Isostatic Pressing
  • the solid electrolyte layer 30 is formed on the obtained first electrode layer 10.
  • the same production method as the production of the first electrode layer 10 that is, a coating method, a vacuum thin film forming process, an AD method, or an electrostatic screen printing method is used.
  • a solid electrolyte or a mixture of the solid electrolyte and a binder is used as the material of the solid electrolyte layer 30 .
  • the solid electrolyte layer 30 is formed in a shape that coincides with the upper surface of the first mixture layer 12 when viewed from above.
  • FIG. 3 is a top view for explaining a step of forming the terminal portion 13 on the first current collector 11 in the method of manufacturing the battery 100.
  • FIG. 4 is a top view for explaining a state in which the terminal portion 13 is formed on the first current collector 11 in the method of manufacturing the battery 100.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI of FIG.
  • a laminate 101 in which the solid electrolyte layer 30 is formed is formed on the first mixture layer 12 of the first electrode layer 10.
  • the first current collector 11 has a region on which the first mixture layer 12 and the solid electrolyte layer 30 are not formed on the first current collector 11.
  • the terminal portion 13 is formed by cutting or punching so as to include a region on which the first mixture layer 12 and the solid electrolyte layer 30 are not formed on the first current collector 11. Specifically, the laminated body 101 is cut or punched at the position of the cutting line C1 shown by the dotted line to form the laminated body 102 shown in FIG. As a result, the first current collector 11 on which the terminal portion 13 is formed is obtained.
  • the solid electrolyte layer 30 is formed on the first electrode layer 10 having the first current collector 11 and the first mixture layer 12. There is.
  • the side surfaces of the first mixture layer 12 and the solid electrolyte layer 30 are at the same position when viewed from above, and a part of the first mixture layer 12 and the solid electrolyte layer 30 is a terminal portion 13 of the first current collector 11. Formed on top. Further, in the region other than the terminal portion 13, the side surfaces of the first current collector 11, the first mixture layer 12, and the solid electrolyte layer 30 are at the same positions when viewed from above.
  • FIG. 7 is a top view for explaining a process of manufacturing the second electrode layer 20 in the method of manufacturing the battery 100.
  • the laminated body 103 is produced by forming the second mixture layer 22 on the second current collector 21.
  • the laminated body 103 is, for example, in order to expose the second current collector 21 at a portion that becomes the terminal portion 23 in a later step.
  • the area of the second mixture layer 22 is smaller than the area of the second current collector 21, and the second current collector 21 is formed so as to be partially exposed.
  • the obtained laminate 103 is cut or punched at the position of the cutting line C2 shown by the dotted line to form the second electrode layer 20 having the same shape as the battery 100 shown in FIG.
  • the shape of the second electrode layer 20 formed by the manufacturing method of the present embodiment is, for example, the same as the shape of the first electrode layer 10. That is, the shape of the cutting line C2 is the same as the shape of the cutting line C1 shown in FIG.
  • the shapes of the first electrode layer 10 and the second electrode layer 20 can be processed by the same process or cutting or punching using a mold or the like.
  • the obtained second electrode layer 20 is upside down and laminated on the laminated body 102 so that the solid electrolyte layer 30 and the second mixture layer 22 are in contact with each other, and then bonded (pressure-welded). Battery 100 is obtained. At this time, the laminated body 102 and the second electrode layer 20 are laminated so as to be in the orientation of the first electrode layer 10 and the second electrode layer 20 shown in FIG.
  • a solid electrolyte layer 30 is also formed on the second mixture layer 22 of the second electrode layer 20, and the solid electrolyte layer 30 on the second electrode layer 20 and the solid electrolyte layer 30 on the first electrode layer 10 are formed.
  • the battery 100 may be obtained by laminating and joining so as to be in contact with each other.
  • the second electrode layer 20 is produced by forming the second mixture layer 22 on the laminated body 102 and further laminating the second current collector 21 on the second mixture layer 22. May be good.
  • the solid electrolyte layer 30 is exposed to at least a part of the terminal portion 13 when viewed from above, but the present invention is not limited to this.
  • the solid electrolyte layer 30 may be exposed to at least a part of the terminal portion 23. That is, the solid electrolyte layer 30 may be formed on at least one of the terminal portion 13 and the terminal portion 23.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the battery 100a according to this modified example. Similar to FIG. 2, FIG. 8 shows a cross section of a region of the battery 100a including the terminal portion 13.
  • the battery 100a is different from the battery 100 according to the first embodiment in that the first electrode layer 10a and the solid electrolyte layer 30a are provided instead of the first electrode layer 10 and the solid electrolyte layer 30.
  • the battery 100a includes a first electrode layer 10a, a solid electrolyte layer 30a located above the first electrode layer 10a, and a second electrode layer 20 located above the solid electrolyte layer 30a. , Equipped with.
  • the first electrode layer 10a has a first current collector 11 and a first mixture layer 12a located between the first current collector 11 and the solid electrolyte layer 30a.
  • the first mixture layer 12a is in contact with the first current collector 11 and is located above the first current collector 11.
  • the first mixture layer 12a is not provided on the terminal portion 13 of the first current collector 11. A part of the first mixture layer 12a may be provided on the terminal portion 13.
  • the solid electrolyte layer 30a is located between the first electrode layer 10a and the second electrode layer 20a.
  • the solid electrolyte layer 30a has an exposed region 31a that is exposed to a part of the terminal portion 13 and protrudes from the second electrode layer 20a when viewed from above.
  • the solid electrolyte layer 30a covers the upper surface of the first mixture layer 12a and the lower surface of the second mixture layer 22.
  • the solid electrolyte layer 30a covers the side surface of the first mixture layer 12a on the terminal portion 13 side in a cross-sectional view, and is in contact with the first current collector 11 at the terminal portion 13.
  • the battery 100a covers, for example, the upper surface of the first mixture layer 12a and the side surface on the side where the terminal portion 13 is formed when the solid electrolyte layer 30a is formed on the first electrode layer 10a in the above-mentioned manufacturing method. It is obtained by forming the solid electrolyte layer 30a as described above.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the battery 100b according to this modified example.
  • FIG. 9 shows a cross section of a region of the battery 100b including the terminal portion 13, as in FIG. 2.
  • the battery 100b has the first electrode layer 10b, the second electrode layer 20b and the solid instead of the first electrode layer 10, the second electrode layer 20 and the solid electrolyte layer 30. The difference is that the electrolyte layer 30b is provided.
  • the battery 100b includes a first electrode layer 10b, a solid electrolyte layer 30b located above the first electrode layer 10b, and a second electrode layer 20b located above the solid electrolyte layer 30b. , Equipped with.
  • the first electrode layer 10b has a first current collector 11 and a first mixture layer 12b located between the first current collector 11 and the solid electrolyte layer 30b.
  • the second electrode layer 20b has a second current collector 21 and a second mixture layer 22b located between the second current collector 21 and the solid electrolyte layer 30b.
  • the first mixture layer 12b is in contact with the first current collector 11 and is located above the first current collector 11.
  • the first mixture layer 12b is not provided on the terminal portion 13 of the first current collector 11. A part of the first mixture layer 12b may be provided on the terminal portion 13.
  • the second mixture layer 22b is in contact with the second current collector 21 and is located below the second current collector 21.
  • the solid electrolyte layer 30b is located between the first electrode layer 10b and the second electrode layer 20b.
  • the solid electrolyte layer 30b has an exposed region 31b that is exposed to a part of the terminal portion 13 and protrudes from the second electrode layer 20b when viewed from above.
  • the solid electrolyte layer 30b covers the upper surface of the first mixture layer 12b and the lower surface of the second mixture layer 22b.
  • the solid electrolyte layer 30b covers the side surface of the first mixture layer 12b on the terminal portion 13 side in a cross-sectional view, and is in contact with the first current collector 11 at the terminal portion 13.
  • the solid electrolyte layer 30b covers the side surface of the second mixture layer 22b on the terminal portion 13 side in a cross-sectional view, and is in contact with the second current collector 21.
  • the reference electrode when the reference electrode is installed on the solid electrolyte layer 30b exposed in a part of the terminal portion 13, the reference electrode comes into contact with the first mixture layer 12b and the second mixture layer 22b. Short circuit due to is suppressed.
  • the battery 100b is manufactured by, for example, the following method.
  • the solid electrolyte layer 30b when the solid electrolyte layer 30b is formed on the first electrode layer 10b, the solid electrolyte layer 30b covers the upper surface of the first mixture layer 12b and the side surface on the side where the terminal portion 13 is formed.
  • a solid electrolyte layer 30b is further formed on the second mixture layer 22b. At that time, the solid electrolyte layer 30b is formed so as to cover the upper surface of the second mixture layer 22b and the side surface on the side where the terminal portion 13 is formed.
  • the first electrode layer 10b on which the solid electrolyte layer 30b is laminated and the second electrode layer 20b on which the solid electrolyte layer 30b is laminated are laminated so that the solid electrolyte layers 30b are in contact with each other. Then, the battery 100b is obtained.
  • FIG. 10 is a top view showing a schematic configuration of the battery 100c according to this modified example.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line XI-XI of FIG.
  • the battery 100c has the first electrode layer 10c, the second electrode layer 20c and the solid instead of the first electrode layer 10, the second electrode layer 20 and the solid electrolyte layer 30. The difference is that the electrolyte layer 30c is provided.
  • the battery 100c includes a first electrode layer 10c, a solid electrolyte layer 30c located above the first electrode layer 10c, and a second electrode located above the solid electrolyte layer 30c.
  • the first electrode layer 10c and the second electrode layer 20c are each rectangular in top view.
  • the first electrode layer 10c has a first current collector 11c and a first mixture layer 12c located between the first current collector 11c and the solid electrolyte layer 30c. Further, the first electrode layer 10c overlaps with the second electrode layer 20c and has a rectangular power generation region 14c when viewed from above.
  • the second electrode layer 20c has a second current collector 21c and a second mixture layer 22c located between the second current collector 21c and the solid electrolyte layer 30c. Further, the second electrode layer 20c overlaps with the first electrode layer 10c and has a rectangular power generation region 24c when viewed from above.
  • the first current collector 11c and the second current collector 21c are stacked so as to be offset in the y-axis direction.
  • the terminal portion 13c and the terminal portion 23c which will be described later, are formed.
  • the widths of the first current collector 11c and the second current collector 21c are the same in the x-axis direction (in other words, the direction orthogonal to the direction in which the terminal portion 13c protrudes from the second electrode layer 20c) in the top view. Is.
  • the first current collector 11c has a terminal portion 13c protruding from the second electrode layer 20c when viewed from above. Specifically, the first current collector 11c has a rectangular region that overlaps with the power generation region 24c of the second electrode layer 20c and a terminal portion 13c that protrudes from the rectangular region when viewed from above.
  • the first current collector 11c is rectangular in top view.
  • the terminal portion 13c is a portion that does not overlap with the second electrode layer 20c in the first current collector 11c laminated so as to be displaced in the y-axis direction from the second electrode layer 20c when viewed from above.
  • the width of the terminal portion 13c in the x-axis direction is the same as the width of the power generation region 24c (that is, the second electrode layer 20c) in the x-axis direction.
  • the first mixture layer 12c is in contact with the first current collector 11c and is located above the first current collector 11c. A part of the first mixture layer 12c is located in the power generation region 14c when viewed from above. Another part of the first mixture layer 12c is also located on the terminal portion 13c of the first current collector 11c. The upper surface of the first mixture layer 12c on the terminal portion 13c is covered with the solid electrolyte layer 30c and is not exposed.
  • the second current collector 21c has a terminal portion 23c protruding from the first electrode layer 10c when viewed from above. Specifically, the second current collector 21c has a rectangular region that overlaps with the power generation region 14c of the first electrode layer 10c and a terminal portion 23c that protrudes from the rectangular region when viewed from above.
  • the second current collector 21c is rectangular in top view.
  • the terminal portion 23c is a portion that does not overlap with the first electrode layer 10c in the second current collector 21c laminated so as to be displaced in the y-axis direction from the first electrode layer 10c when viewed from above.
  • the direction in which the terminal portion 23c protrudes from the first electrode layer 10c is opposite to the direction in which the terminal portion 13c protrudes from the second electrode layer 20c.
  • the width of the terminal portion 23c in the x-axis direction is the same as the width of the power generation region 14c (that is, the first electrode layer 10c) in the x-axis direction.
  • the second mixture layer 22c is in contact with the second current collector 21c and is located below the second current collector 21c.
  • the second mixture layer 22c is located in the power generation region 24c when viewed from above.
  • the solid electrolyte layer 30c is located between the first electrode layer 10c and the second electrode layer 20c. Specifically, the solid electrolyte layer 30c is located between the first mixture layer 12c and the second mixture layer 22c, and is in contact with the upper surface of the first mixture layer 12c and the lower surface of the second mixture layer 22c. ing. The solid electrolyte layer 30c covers the upper surface of the first mixture layer 12c and the lower surface of the second mixture layer 22c.
  • the solid electrolyte layer 30c has a rectangular region that overlaps the power generation region 14c and the power generation region 24c, and an exposed region 31c that protrudes from the rectangular region, when viewed from above.
  • the exposed region 31c is located in a region that overlaps with the terminal portion 13c when viewed from above. That is, the solid electrolyte layer 30c is exposed in a part of the terminal portion 13c when viewed from above.
  • the solid electrolyte layer 30 and the second mixture layer 22 are in contact with the laminate 101 shown in FIG. 3 and the laminate 103 shown in FIG. 7, and are shown in FIG. It is manufactured by stacking and joining so as to have a positional relationship in the battery 100c.
  • the first current collector 11c and the second current collector 21c are laminated so as to be offset in the y-axis direction, and the terminal portion 13c, the terminal portion 23c, and the exposed region 31c are formed.
  • FIG. 12 is a top view showing a schematic configuration of the battery 200 according to the present embodiment.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view taken along the line XIII-XIII of FIG.
  • FIG. 13 shows a cross section of a region of the battery 200 including the terminal portion 13.
  • the battery 200 is different from the battery 100 according to the first embodiment in that it further includes an electrode 40.
  • the battery 200 includes a first electrode layer 10, a second electrode layer 20, a solid electrolyte layer 30, and an electrode 40.
  • the electrode 40 is in contact with the solid electrolyte layer 30 in the exposed region 31.
  • the electrode 40 is located inside the exposed region 31 and is separated from the second electrode layer 20 in the top view.
  • the thickness of the electrode 40 is smaller than the thickness of the second mixture layer 22, but is not limited to this, and may be larger than the thickness of the second mixture layer 22.
  • an insulating layer made of a solid electrolyte layer or an insulating resin material is formed between the electrode 40 and the second mixture layer 22. May be. As a result, a short circuit between the electrode 40 and the second mixture layer 22 is suppressed.
  • the resin material a known material used as a sealing member of a battery can be used.
  • the electrode 40 is, for example, a reference electrode used as a reference for measuring the potential of the positive electrode layer or the negative electrode layer.
  • the reference electrode can be used, for example, for failure analysis of the battery 200, monitoring of the operating state, charge / discharge control, and the like. As a result, the battery 200 is provided with the function of a reference electrode.
  • the electrode 40 may include a current collector, if necessary.
  • the electrode 40 is connected to a terminal or the like.
  • a material showing a constant potential in a solid electrolyte can be used.
  • the material of the reference electrode when the solid electrolyte is a lithium ion conductor, for example, metallic lithium, silver, indium-lithium alloy, lithium titanium oxide (Li 4 Ti 5 O 12 ) or the like is used.
  • the solid electrolyte is a sodium ion conductor
  • a metallic sodium, silver or potassium-sodium alloy or the like is used as the material of the reference electrode
  • metallic magnesium or silver or the like is used. Is used.
  • the battery 200 is produced, for example, by forming an electrode 40 on the solid electrolyte layer 30 of the formed laminate 102 in the above-mentioned manufacturing method.
  • a method for forming the electrode 40 for example, a pressure welding method, a coating method, a vacuum thin film forming process, or the like is used.
  • a pressure welding method or a coating method may be used because of the simplicity of the process.
  • the solid electrolyte layer 30 is exposed in a part of the terminal portion 13, but the present invention is not limited to this.
  • the solid electrolyte layer 30 may be provided so as to cover the entire upper surface of the terminal portion 13.
  • the power generation area 14 and the power generation area 24 are rectangular in top view, but the present invention is not limited to this.
  • the power generation region 14 and the power generation region 24 may have other shapes such as a circle, an ellipse, a semicircle, or a polygon other than a rectangle when viewed from above.
  • the direction in which the terminal portion 23 protrudes from the first electrode layer 10 is the same as the direction in which the terminal portion 13 protrudes from the second electrode layer 20. Not limited to this.
  • the direction in which the terminal portion 23 protrudes from the first electrode layer 10 may be different from the direction in which the terminal portion 13 protrudes from the second electrode layer 20, for example, the direction in which the terminal portion 23 protrudes from the first electrode layer 10. It may be in a direction orthogonal to or opposite to.
  • a plurality of batteries according to the above embodiment may be laminated to form a laminated battery.
  • the laminated battery may include a battery including a current collector having no terminal portion.
  • the battery according to the present disclosure can be used, for example, as a battery in which a reference electrode can be easily provided.
  • the battery according to the present disclosure is useful, for example, as an all-solid-state battery, particularly a thin laminated all-solid-state battery.

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Abstract

本開示は、参照電極を容易に設置できる電池を提供する。本開示の電池（１００）は、第一電極層（１０）と、第一電極層（１０）の上方に位置する固体電解質層（３０）と、固体電解質層（３０）の上方に位置する第二電極層（２０）と、を備える。第一電極層（１０）は、第一集電体（１１）と、第一集電体（１１）と固体電解質層（３０）との間に位置する第一合剤層（１２）と、を有する。第一集電体（１１）は、上面視にて、突出している端子部（１３）を有する。固体電解質層（３０）は、上面視にて、端子部（１３）の少なくとも一部の領域に露出している。固体電解質層（３０）は、断面視における第一合剤層（１２）の側面の一部を覆い、かつ、端子部（１３）において第一集電体（１１）と接する。

Description

電池
　本開示は、固体電解質を含む電池に関する。
　通常、電解「液」を用いた電池の故障解析では、電池を解体し、次いで、正極と負極とを分離し、正極及び負極それぞれの電気特性（例えば、充放電特性又はインピーダンスなど）の測定による解析、又は、参照電極を挿入し、参照電極を用いた正極及び負極の挙動の測定による解析、が行われる。
　しかしながら、固体電解質を含む電池（例えば、全固体電池）では、正極層と固体電解質層と負極層とが一体化するように作製されるために、正極層と負極層とを破壊することなく分離することができない。
　また、電解「液」を用いた電池では、参照電極は電解液に浸っていれば機能するために、参照電極の設置個所は「ほぼ」任意に設定できる。しかしながら、全固体電池では、正極層、固体電解質層及び負極層からなる発電要素外に、参照電極を任意に設置することができない。
　そこで、特許文献１では、あらかじめ固体電解質「層内」に第３電極（参照電極）を挿入した構成が開示されている。
　また、特許文献２では、粉体圧縮型の全固体電池の周縁部に固体電解質を圧接したうえで第３の電極（参照電極）を設けることが開示されている。
特開２０１０－８０２９９号公報 特開２０１３－２０９１５号公報
　本開示は、参照電極を容易に設置できる電池を提供する。
　本開示の一態様に係る電池は、第一電極層と、前記第一電極層の上方に位置する固体電解質層と、前記固体電解質層の上方に位置する第二電極層と、を備え、前記第一電極層は、第一集電体と、前記第一集電体と前記固体電解質層との間に位置する第一合剤層と、を有し、前記第一集電体は、上面視にて、前記第二電極層から突出している端子部を有し、前記固体電解質層は、上面視にて、前記端子部の少なくとも一部の領域に露出しており、前記固体電解質層は、断面視における前記第一合剤層の側面の一部を覆い、かつ、前記端子部において前記第一集電体と接する。
　本開示によれば、参照電極を容易に設置できる電池を提供できる。
図１は、実施の形態１に係る電池の概略構成を示す上面視図である。 図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線で示される位置での断面図である。 図３は、実施の形態１に係る電池の製造方法において、第一集電体に端子部を形成する工程を説明するための上面視図である。 図４は、実施の形態１に係る電池の製造方法において、第一集電体に端子部が形成された状態を説明するための上面視図である。 図５は、図４のＶ－Ｖ線で示される位置での断面図である。 図６は、図４のＶＩ－ＶＩ線で示される位置での断面図である。 図７は、実施の形態１に係る電池の製造方法において、第二電極層を作製する工程を説明するための上面視図である。 図８は、実施の形態１の変形例１に係る電池の概略構成を示す断面図である。 図９は、実施の形態１の変形例２に係る電池の概略構成を示す断面図である。 図１０は、実施の形態１の変形例３に係る電池の概略構成を示す上面視図である。 図１１は、図１０のＸＩ－ＸＩ線で示される位置での断面図である。 図１２は、実施の形態２に係る電池の概略構成を示す上面視図である。 図１３は、図１２のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線で示される位置での断面図である。
　（本開示の一態様を得るに至った経緯）
　本発明者らは、固体電解質を含む電池、特に薄型積層全固体電池に参照電極を設置する場合に、以下の課題があることを見出した。
　上記特許文献１の構成では、参照電極は、固体電解質層内に挿入及び埋設されているために、リチウムイオンの伝導経路（流路）が阻害される。また、第三電極は、固体電解質層内に挿入及び埋設されているために、固体電解質層を薄くできない。また、正極又は負極と、参照電極とが薄い固体電解質層を隔てて存在するために、正極又は負極と、参照電極とが短絡する恐れがある。このように、特許文献１の構成には、上記の課題がある。
　また、特許文献２の構成は、例えば、真空プロセスを用いた薄膜全固体電池、又は、バインダーを用いたスラリーを塗布し乾燥して作製される全固体電池などの薄型積層全固体電池の場合には、固体電解質層が薄く脆いため、固体電解質層によって参照電極を支持することが困難である。そのため、参照電極付近の固体電解質層が破損しやすく、参照電極の設置が容易ではない。また、固体電解質層が破損した場合、固体電解質層上に設けられた参照電極が他の発電要素と接触して短絡を発生させる恐れがあるなど、電池の安全性が低くなる。電池において安全性の確保は重要であり、このように電池の安全性が低下する場合には、参照電極を容易に設置できない。
　そこで、本開示では、全固体電池、特に薄型積層全固体電池であって、参照電極を容易に設置できる電池を提供する。
　（本開示の概要）
　本開示の一形態の概要は、以下の通りである。
　本開示の一態様に係る電池は、第一電極層と、前記第一電極層の上方に位置する固体電解質層と、前記固体電解質層の上方に位置する第二電極層と、を備え、前記第一電極層は、第一集電体と、前記第一集電体と前記固体電解質層との間に位置する第一合剤層と、を有し、前記第一集電体は、上面視にて、前記第二電極層から突出している端子部を有し、前記固体電解質層は、上面視にて、前記端子部の少なくとも一部の領域に露出しており、前記固体電解質層は、断面視における前記第一合剤層の側面の一部を覆い、かつ、前記端子部において前記第一集電体と接する。一例として、前記断面視において、前記第一合剤層の側面の一部は、前記端子部の方を向いている。
　これにより、固体電解質層は、上面視にて、第二電極層から突出し、端子部の上方で露出する領域を有する。そのため、固体電解質層の露出する領域上に、参照電極を設けることができる。つまり、電池に対して新たに専用の参照電極を設置するための端子構造を設けることなく、参照電極を設けることができ、電池に参照電極の機能を付与することが可能となる。また、固体電解質層の露出する領域は、第一集電体の端子部に支持されているため、固体電解質層の破損が生じにくい。さらに、参照電極が、第一電極層と第二電極層との間に挿入される必要がないため、参照電極と第一電極層又は第二電極層との短絡が抑制される。よって、本態様の電池によれば、参照電極を容易に設置できる。さらに、第一合剤層の端子部側の側面が固体電解質層で覆われる。そのため、固体電解質層の端子部の上方で露出する領域に、参照電極が設けられる場合に、参照電極が第一合剤層と接触することによる短絡が抑制される。
　また、例えば、前記第一合剤層の一部は、前記端子部上に位置し、前記固体電解質層は、前記第一合剤層の上面の全てを覆ってもよい。
　これにより、第一合剤層の上面が露出しない。そのため、第一合剤層の上方の固体電解質層に参照電極が設けられる場合に、参照電極が第一合剤層と接触することによる短絡が抑制される。
　また、例えば、前記第二電極層は、第二集電体と、前記第二集電体と前記固体電解質層との間に位置する第二合剤層と、を有し、前記固体電解質層は、前記第二合剤層の下面の全てを覆い、前記断面視における前記第二合剤層の側面の一部を覆い、かつ、前記第二集電体と接してもよい。一例として、前記断面視において、前記第二合剤層の側面の一部は、前記端子部の方を向いている。
　これにより、第二合剤層の下面及び端子部側の側面が固体電解質層で覆われる。そのため、固体電解質層の端子部の上方で露出する領域に、参照電極が設けられる場合に、参照電極が第二合剤層と接触することによる短絡が抑制される。
　また、例えば、前記第２電極は、上面視で矩形である矩形領域を有し、前記端子部は、上面視にて、前記矩形領域における辺の一部から突出していてもよい。
　これにより、電池の発電要素として機能しない端子部の幅を狭くすることができる。そのため、電池の重量エネルギー密度の低下を抑制しつつ、参照電極を容易に設置できる。
　また、例えば、前記電池は、電極をさらに備え、前記電極は、前記領域において、前記固体電解質層と接してもよい。
　これにより、上記電池の固体電解質層の露出する領域上に電極が設けられるため、容易に電極が設置される。よって、電極が参照電極として機能する場合には、電池に新たな参照電極を設置することなく、参照電極の機能が付与された電池が実現される。
　また、例えば、前記固体電解質層は、リチウムイオン伝導性を有する固体電解質を含んでもよい。
　これにより、固体電解質を含むリチウムイオン電池において、参照電極を容易に設置できる。
　以下、実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
　なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又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及び接続形態などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。
　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、及び、平坦、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、各図は、必ずしも厳密に図示したものではない。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、重複する説明は省略又は簡略化する。
　また、本明細書及び図面において、ｘ軸、ｙ軸及び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、ｚ軸の正の方向をｚ軸方向上側とし、ｚ軸の負の方向をｚ軸方向下側としている。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「上面視」とは、ｚ軸方向上側からｚ軸に沿って電池を見た場合を意味する。
　また、本明細書において、電池の構成における「上方」及び「下方」という用語は、絶対的な空間認識における上方向（鉛直上方）及び下方向（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」及び「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）
　まず、実施の形態１に係る電池について説明する。
　［電池の構造］
　まず、本実施の形態に係る電池の構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る電池１００の概略構成を示す上面視図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線で示される位置での断面図である。図２には、電池１００のうち、端子部１３を含む領域の断面が示されている。
　図１及び図２に示されるように、電池１００は、第一電極層１０と、第一電極層１０の上方に位置する固体電解質層３０と、固体電解質層３０の上方に位置する第二電極層２０と、を備える。
　第一電極層１０は、第一集電体１１と、第一集電体１１と固体電解質層３０との間に位置する第一合剤層１２と、を有する。また、第一電極層１０は、上面視にて、第二電極層２０と重なり、矩形である発電領域１４を有する。第二電極層２０は、第一電極層１０に対向する。第二電極層２０は、第二集電体２１と、第二集電体２１と固体電解質層３０との間に位置する第二合剤層２２と、を有する。また、第二電極層２０は、上面視にて、第一電極層１０と重なり、矩形である発電領域２４を有する。本明細書において、発電領域１４及び発電領域２４は、矩形領域の一例である。
　電池１００は、例えば、薄型積層全固体電池である。第一集電体１１及び第二集電体２１の厚みは、例えば、それぞれ５μｍ以上１００μｍ以下である。また、第一合剤層１２及び第二合剤層２２の厚みは、例えば、それぞれ５μｍ以上３００μｍ以下である。また、固体電解質層３０の厚みは、例えば、５μｍ以上１５０μｍ以下である。
　第一集電体１１は、上面視にて、第二電極層２０から突出している端子部１３を有する。具体的には、第一集電体１１は、上面視にて、第二電極層２０の発電領域２４と重なる矩形の領域と、そこから突出する端子部１３と、を有する。例えば、上面視での第二電極層２０の外周は、第二集電体２１の外周であるため、端子部１３は、上面視にて、第二集電体２１から突出している。端子部１３は、上面視にて、第二電極層２０の発電領域２４における、辺の一部から突出している。そのため、端子部１３のｘ軸方向（言い換えると、端子部１３が第二電極層２０から突出する方向と直交する方向）の幅は、発電領域１４及び発電領域２４のｘ軸方向の幅よりも短い。端子部１３のｘ軸方向の幅は、例えば、発電領域１４及び発電領域２４のｘ軸方向の幅の半分以下である。これにより、発電要素として機能しない端子部１３の幅を小さくすることができ、電池１００の重量エネルギー密度が向上する。また、端子部１３の幅が小さくなることで、他の端子部等との接触する可能性を低減できるため、短絡が抑制される。
　端子部１３の形状は、図示されている例では矩形であるが、矩形以外の形状であってもよい。端子部１３は、例えば、電池１００から電流を取り出すための端子として用いられる。また、端子部１３は、端子部１３上に第一合剤層１２及び固体電解質層３０が設けられていない領域を有し、端子部１３の上下面が露出している。これにより、電流を取り出すための導線等を端子部１３の上下面から挟み込むようにして接続できるため、機械的強度の高い接続が可能となる。
　第一合剤層１２は、第一集電体１１に接しており、第一集電体１１の上方に位置する。第一合剤層１２の一部は、上面視にて、発電領域１４に位置し、第一合剤層１２の別の一部は、第一集電体１１の端子部１３上に位置する。端子部１３上の第一合剤層１２の上面は、固体電解質層３０で覆われており、露出していない。第一合剤層１２は、上面視にて、発電領域１４の全域に位置しているが、これに限らない。第一合剤層１２は、上面視にて、発電領域１４よりも小さい面積であってもよく、発電領域１４の内側に位置していてもよい。第一合剤層１２が発電領域１４の内側に位置する場合、第一合剤層１２の側面及び第一集電体１１と接するように固体電解質層３０が設けられていてもよい。
　第二集電体２１は、上面視にて、第一電極層１０から突出している端子部２３を有する。具体的には、第二集電体２１は、上面視にて、第一電極層１０の発電領域１４と重なる矩形の領域と、そこから突出する端子部２３と、を有する。例えば、上面視での第一電極層１０の外周は、第一集電体１１の外周であるため、端子部２３は、上面視にて、第一集電体１１から突出している。端子部２３は、上面視にて、第一電極層１０の発電領域１４における、辺の一部から突出している。そのため、端子部２３のｘ軸方向（言い換えると、端子部２３が第一電極層１０から突出する方向と直交する方向）の幅は、発電領域１４及び発電領域２４のｘ軸方向の幅よりも短い。端子部２３のｘ軸方向の幅は、例えば、発電領域１４及び発電領域２４のｘ軸方向の幅の半分以下である。端子部２３の形状は、図示されている例では矩形であるが、矩形以外の形状であってもよい。また、端子部２３が第一電極層１０から突出する方向は、端子部１３が第二電極層２０から突出する方向と同じである。端子部２３は、例えば、電池１００から電流を取り出すための端子として用いられる。
　なお、第二集電体２１は、端子部２３を有していなくてもよい。例えば、第二集電体２１と導電材料からなるリード層とが接合されることにより、電池１００から電流が取り出されてもよい。
　第二合剤層２２は、第二集電体２１に接しており、第二集電体２１の下方に位置する。第二合剤層２２は、上面視にて、発電領域２４に位置する。第二合剤層２２は、上面視にて、発電領域２４の全域に位置しているが、これに限らない。第二合剤層２２は、上面視にて、発電領域２４よりも小さい面積であってもよく、発電領域２４の内側に位置していてもよい。第二合剤層２２が発電領域２４の内側に位置する場合、第二合剤層２２の側面及び第二集電体２１と接するように固体電解質層３０が設けられていてもよい。
　固体電解質層３０は、第一電極層１０と第二電極層２０との間に位置する。具体的には、固体電解質層３０は、第一合剤層１２と第二合剤層２２との間に位置し、第一合剤層１２の上面及び第二合剤層２２の下面に接している。固体電解質層３０は、第一合剤層１２の上面及び第二合剤層２２の下面を全て覆っている。これにより、第一合剤層１２及び第二合剤層２２が、他の電極等と接触することによる短絡が抑制される。
　固体電解質層３０は、上面視にて、発電領域１４及び発電領域２４と重なる矩形の領域と、そこから突出する露出領域３１と、を有する。露出領域３１は、上面視にて、端子部１３の内側に位置し、重なっている。つまり、固体電解質層３０は、上面視にて、端子部１３の一部の領域に露出している。固体電解質層３０は、露出領域３１において、第一電極層１０の上面、具体的には、第一合剤層１２の上面と接している。上面視にて、端子部１３上における、固体電解質層３０の側面の位置は、第一合剤層１２の側面の位置と一致している。なお、固体電解質層３０は、端子部１３上において、第一合剤層１２の側面の少なくとも１つの側面を覆い、かつ、第一集電体１１と接していてもよい。
　露出領域３１のｙ軸方向の長さ及びｘ軸方向の幅は、参照電極を設置できる大きさであればよく、例えば、いずれも５ｍｍ以上である。
　次に、電池１００を構成する各部の材料について説明する。
　本実施の形態において、第一集電体１１と第一合剤層１２とを備える第一電極層１０及び第二集電体２１と第二合剤層２２とを備える第二電極層２０のうち、一方が正極集電体と正極合剤層とを備える正極層であり、他方が負極集電体と負極合剤層とを備える負極層である。
　正極集電体及び負極集電体の材料としては、公知の材料が用いられうる。正極集電体及び負極集電体には、例えば、銅、アルミニウム、ニッケル、鉄、ステンレス、白金若しくは金、又は、これらの２種以上の合金などからなる箔状体、板状体又は網目状体などが用いられる。
　正極合剤層は、少なくとも正極活物質を含み、必要に応じて、固体電解質、導電助剤及び結着剤（バインダー）のうち少なくとも１つを含んでもよい。
　正極活物質としては、リチウムイオン、ナトリウムイオン又はマグネシウムイオンを吸蔵及び放出（挿入及び脱離、又は、溶解及び析出）できる公知の材料が用いられうる。正極活物質としては、リチウムイオンを離脱および挿入することができる材料の場合、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）又はリチウム－ニッケル－マンガン－コバルト複合酸化物（ＬＮＭＣＯ）などが用いられる。
　固体電解質としては、リチウムイオン伝導体、ナトリウムイオン伝導体又はマグネシウムイオン伝導体など公知の材料が用いられうる。固体電解質としては、無機固体電解質及び高分子固体電解質（ゲル状固体電解質含む）のいずれもが用いられうる。無機固体電解質としては、例えば、硫化物固体電解質又は酸化物固体電解質などが用いられる。硫化物固体電解質としては、リチウムイオンを伝導できる材料の場合、例えば、硫化リチウム（Ｌｉ２Ｓ）及び五硫化二リン（Ｐ２Ｓ５）からなる合成物が用いられる。また、硫化物固体電解質としては、Ｌｉ２Ｓ－ＳｉＳ２、Ｌｉ２Ｓ－Ｂ２Ｓ３又はＬｉ２Ｓ－ＧｅＳ２などの硫化物が用いられてもよく、上記硫化物に添加剤としてＬｉ３Ｎ、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、Ｌｉ３ＰＯ４及びＬｉ４ＳｉＯ４のうち少なくとも１種が添加された硫化物が用いられてもよい。
　酸化物固体電解質としては、リチウムイオンを伝導できる材料の場合、例えば、Ｌｉ７Ｌａ３Ｚｒ２Ｏ１２（ＬＬＺ）、Ｌｉ１．３Ａｌ０．３Ｔｉ１．７（ＰＯ４）３（ＬＡＴＰ）又は（Ｌａ，Ｌｉ）ＴｉＯ３（ＬＬＴＯ）などが用いられる。
　導電助剤としては、例えば、アセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト又はカーボンファイバーなどの導電材料が用いられる。また、結着剤としては、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る。
　負極合剤層は、少なくとも負極活物質を含み、必要に応じて、正極合剤層と同様に固体電解質、導電助剤及び結着剤のうち少なくとも１つを含んでもよい。
　負極活物質としては、リチウムイオン、ナトリウムイオン又はマグネシウムイオンを吸蔵及び放出（挿入及び脱離、又は、溶解及び析出）できる公知の材料が用いられうる。負極活物質としては、リチウムイオンを離脱および挿入することができる材料の場合、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、黒鉛炭素繊維若しくは樹脂焼成炭素などの炭素材料、金属リチウム、リチウム合金又はリチウムと遷移金属元素との酸化物などが用いられる。
　固体電解質層３０は、少なくとも固体電解質を含み、必要に応じて、結着剤を含んでいてもよい。固体電解質層３０は、リチウムイオン伝導性を有する固体電解質を含んでいてもよい。
　固体電解質及び結着剤としては、上記の固体電解質及び結着剤が用いられうる。
　以上のように、電池１００は、第一電極層１０と、第一電極層１０の上方に位置する固体電解質層３０と、固体電解質層３０の上方に位置する第二電極層２０と、を備える。第一電極層１０は、第一集電体１１と、第一集電体１１と固体電解質層３０との間に位置する第一合剤層１２と、を有する。第一集電体１１は、上面視にて、突出している端子部１３を有する。固体電解質層３０は、上面視にて、端子部１３の少なくとも一部の領域に露出している。
　電池１００によれば、固体電解質層３０は、上面視にて、第二電極層２０から突出し、端子部１３の上方で露出する露出領域３１を有する。そのため、固体電解質層３０の露出領域３１上に、参照電極を設けることができる。つまり、素電池である電池１００に対して新たに専用の参照電極を設置するための端子構造を設けることなく、参照電極を設けることができ、電池１００に参照電極の機能を付与することが可能となる。例えば、新たな端子構造を設けるための部材の使用量を低減できる。また、固体電解質層３０の露出領域３１は、第一集電体１１の端子部１３に支持されているため、固体電解質層３０の破損が生じにくい。さらに、参照電極が、第一電極層１０と第二電極層２０との間に挿入される必要がないため、参照電極と第一電極層１０又は第二電極層２０との短絡が抑制される。よって、電池１００は、参照電極を容易に設置できる。その結果、例えば、参照電極を用いた故障解析が容易となりうる。
　また、電池１００の外装体外部に、予め参照電極と接続される端子を引き出しておくと、参照電極で電池１００の正極層及び負極層のそれぞれの充放電状態が測定可能である。その結果、電池１００の健康状態（Ｂａｔｔｅｒｙ　Ｈｅａｌｔｈ又はＳｔａｔｅ　ｏｆ　Ｈｅａｌｔｈともいわれる）を監視及び制御が可能となり、電池１００の信頼性を高めることができる。
　［電池の製造方法］
　次に、本実施の形態に係る電池１００の製造方法について説明する。
　まず、第一集電体１１上に第一合剤層１２を形成することで、第一電極層１０が作製される。第一電極層１０の製法の一例としては、公知の塗布工法等が挙げられる。
　例えば、正極活物質及び負極活物質の一方と無機固体電解質と結着剤と必要に応じ導電助剤とを有機溶剤中で混合し、スラリーを作製する。続いて、該スラリーを第一集電体１１上に塗布し、乾燥することで、第一集電体１１上に第一合剤層１２が形成される。上記無機固体電解質に代えて高分子固体電解質材料を用いてもよい。
　また、別の製法としては、第一集電体１１上に、正極活物質又は負極活物質の材料をターゲット（蒸発源）とした、スパッタ法又は蒸着法など公知の真空薄膜形成プロセスによって第一合剤層１２を形成する方法が挙げられる。
　さらに別の製法としては、正極活物質又は負極活物質と無機固体電解質と必要に応じ導電助剤との混合物をエアロゾルデポジション法（ＡＤ法）又は静電スクリーン印刷法で第一集電体１１上に堆積させて第一合剤層１２を形成する方法が挙げられる。
　第一集電体１１上に第一合剤層１２を形成する際に、後の工程で端子部１３となる箇所で第一集電体１１を露出させるために、第一電極層１０は、例えば、上面視にて、第一集電体１１の面積よりも第一合剤層１２の面積の方が小さくなり、第一集電体１１の一部が露出するように形成される。
　得られた第一電極層１０は必要に応じ、平板プレス装置、ロールプレス装置又は冷間等方圧加圧法（ＣＩＰ：Ｃｏｌｄ　Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ　Ｐｒｅｓｓｉｎｇ）用の装置などにより圧縮プレスすることもできる。
　次に、得られた第一電極層１０上に、固体電解質層３０が形成される。
　固体電解質層３０の製法には、例えば、第一電極層１０の作製と同様の製法、すなわち、塗布工法、真空薄膜形成プロセス、ＡＤ法又は静電スクリーン印刷法が用いられる。固体電解質層３０の材料には、固体電解質又は固体電解質と結着剤との混合物が用いられる。固体電解質層３０は、上面視で第一合剤層１２の上面と一致する形状で形成される。
　次に、第一集電体１１に端子部１３を形成する。図３は、電池１００の製造方法において、第一集電体１１に端子部１３を形成する工程を説明するための上面視図である。図４は、電池１００の製造方法において、第一集電体１１に端子部１３が形成された状態を説明するための上面視図である。図５は、図４のＶ－Ｖ線で示される位置での断面図である。図６は、図４のＶＩ－ＶＩ線で示される位置での断面図である。
　上述の工程により、図３に示されるように、第一電極層１０の第一合剤層１２上に固体電解質層３０が形成された積層体１０１が形成されている。積層体１０１において、上面視にて、第一集電体１１は、第一集電体１１上に第一合剤層１２及び固体電解質層３０が形成されていない領域を有する。
　端子部１３は、第一集電体１１上に第一合剤層１２及び固体電解質層３０が形成されていない領域を含むように、切断して又は打ち抜いて形成される。具体的には、積層体１０１が、点線で示される切断線Ｃ１の位置で切断又は打ち抜きされることで、図４に示される積層体１０２が形成される。これにより、端子部１３が形成された第一集電体１１が得られる。
　また、図４から図６に示されるように、積層体１０２は、第一集電体１１と第一合剤層１２とを有する第一電極層１０上に、固体電解質層３０が形成されている。第一合剤層１２及び固体電解質層３０の側面は、上面視にて同じ位置であり、第一合剤層１２及び固体電解質層３０の一部は、第一集電体１１の端子部１３上に形成されている。また、端子部１３以外の領域では、第一集電体１１、第一合剤層１２及び固体電解質層３０の側面は、上面視にて同じ位置である。
　次に、第二電極層２０を作製する。第二電極層２０は、上述の第一電極層１０と同様の方法で作製されうる。第二電極層２０の作製の際には、正極活物質及び負極活物質のうち第一電極層１０の作成で用いられなかった方の活物質が用いられる。図７は、電池１００の製造方法において、第二電極層２０を作製する工程を説明するための上面視図である。まず、図７に示されるように、第二集電体２１上に、第二合剤層２２が形成されることで、積層体１０３が作製される。第二集電体２１上に第二合剤層２２を形成する際に、後の工程で端子部２３となる箇所で第二集電体２１を露出させるために、積層体１０３は、例えば、上面視にて、第二集電体２１の面積よりも第二合剤層２２の面積の方が小さくなり、第二集電体２１の一部が露出するように形成される。
　次に、得られた積層体１０３が、点線で示される切断線Ｃ２の位置で切断又は打ち抜きされることで、図１に示される電池１００と同じ形状の第二電極層２０が形成される。上面視にて、本実施の形態の製造方法で形成される第二電極層２０の形状は、例えば、第一電極層１０の形状と同じである。つまり、切断線Ｃ２の形状は、図３に示される切断線Ｃ１の形状と同じ形状である。これにより、同一のプロセス又は金型等を用いた切断又は打ち抜きによって、第一電極層１０及び第二電極層２０の形状を加工できる。
　次に、積層体１０２上に、固体電解質層３０と第二合剤層２２とが接するように、得られた第二電極層２０を上下反転させて積層し、接合（圧接）することにより、電池１００が得られる。この際、図１に示される第一電極層１０及び第二電極層２０の向きとなるように、積層体１０２と第二電極層２０とは積層される。
　また、第二電極層２０の第二合剤層２２上にも固体電解質層３０を形成し、第二電極層２０上の固体電解質層３０と第一電極層１０上の固体電解質層３０とが接するように積層し、接合することにより、電池１００を得てもよい。
　また、第二電極層２０は、積層体１０２上に、第二合剤層２２を形成し、さらに第二合剤層２２上に、第二集電体２１を積層することで、作製されてもよい。
　なお、電池１００において、固体電解質層３０は、上面視にて、端子部１３の少なくとも一部の領域に露出しているが、これに限らない。例えば、上面視にて、固体電解質層３０は、端子部２３の少なくとも一部の領域に露出していてもよい。つまり、固体電解質層３０は、端子部１３上及び端子部２３上の少なくとも一方に形成されていてもよい。
　［変形例１］
　以下では、実施の形態１の変形例１について説明する。なお、以下の変形例１の説明において、実施の形態１との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。
　図８は、本変形例に係る電池１００ａの概略構成を示す断面図である。図８には、図２と同様に、電池１００ａのうち端子部１３を含む領域の断面が示されている。電池１００ａは、実施の形態１に係る電池１００と比較して、第一電極層１０及び固体電解質層３０の代わりに、第一電極層１０ａ及び固体電解質層３０ａを備える点で相違する。
　図８に示されるように、電池１００ａは、第一電極層１０ａと、第一電極層１０ａの上方に位置する固体電解質層３０ａと、固体電解質層３０ａの上方に位置する第二電極層２０と、を備える。
　第一電極層１０ａは、第一集電体１１と、第一集電体１１と固体電解質層３０ａとの間に位置する第一合剤層１２ａと、を有する。
　第一合剤層１２ａは、第一集電体１１に接しており、第一集電体１１の上方に位置する。第一合剤層１２ａは、第一集電体１１の端子部１３上には設けられていない。なお、第一合剤層１２ａは、一部が端子部１３上に設けられていてもよい。
　固体電解質層３０ａは、第一電極層１０ａと第二電極層２０ａとの間に位置する。固体電解質層３０ａは、上面視にて、端子部１３の一部の領域に露出し、第二電極層２０ａから突出する露出領域３１ａを有する。固体電解質層３０ａは、第一合剤層１２ａの上面及び第二合剤層２２の下面を全て覆っている。固体電解質層３０ａは、断面視における第一合剤層１２ａの端子部１３側の側面を覆い、かつ、端子部１３において第一集電体１１と接する。これにより、端子部１３の一部の領域に露出している固体電解質層３０ａ上に参照電極が設置される場合に、参照電極と第一合剤層１２ａとの接触による短絡が抑制される。
　電池１００ａは、例えば、上述の製造方法において、第一電極層１０ａ上に固体電解質層３０ａを形成する際に、第一合剤層１２ａの上面及び端子部１３が形成される側の側面を覆うように固体電解質層３０ａを形成することによって得られる。
　［変形例２］
　以下では、実施の形態１の変形例２について説明する。なお、以下の変形例２の説明において、実施の形態１との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。
　図９は、本変形例に係る電池１００ｂの概略構成を示す断面図である。図９には、図２と同様に、電池１００ｂのうち端子部１３を含む領域の断面が示されている。電池１００ｂは、実施の形態１に係る電池１００と比較して、第一電極層１０、第二電極層２０及び固体電解質層３０の代わりに、第一電極層１０ｂ、第二電極層２０ｂ及び固体電解質層３０ｂを備える点で相違する。
　図９に示されるように、電池１００ｂは、第一電極層１０ｂと、第一電極層１０ｂの上方に位置する固体電解質層３０ｂと、固体電解質層３０ｂの上方に位置する第二電極層２０ｂと、を備える。
　第一電極層１０ｂは、第一集電体１１と、第一集電体１１と固体電解質層３０ｂとの間に位置する第一合剤層１２ｂと、を有する。第二電極層２０ｂは、第二集電体２１と、第二集電体２１と固体電解質層３０ｂとの間に位置する第二合剤層２２ｂと、を有する。
　第一合剤層１２ｂは、第一集電体１１に接しており、第一集電体１１の上方に位置する。第一合剤層１２ｂは、第一集電体１１の端子部１３上には設けられていない。なお、第一合剤層１２ｂは、一部が端子部１３上に設けられていてもよい。
　第二合剤層２２ｂは、第二集電体２１に接しており、第二集電体２１の下方に位置する。
　固体電解質層３０ｂは、第一電極層１０ｂと第二電極層２０ｂとの間に位置する。固体電解質層３０ｂは、上面視にて、端子部１３の一部の領域に露出し、第二電極層２０ｂから突出する露出領域３１ｂを有する。固体電解質層３０ｂは、第一合剤層１２ｂの上面及び第二合剤層２２ｂの下面を全て覆っている。固体電解質層３０ｂは、断面視における第一合剤層１２ｂの端子部１３側の側面を覆い、かつ、端子部１３において第一集電体１１と接する。また、固体電解質層３０ｂは、断面視における第二合剤層２２ｂの端子部１３側の側面を覆い、かつ、第二集電体２１と接する。これにより、端子部１３の一部の領域に露出している固体電解質層３０ｂ上に参照電極が設置される場合に、参照電極と第一合剤層１２ｂ及び第二合剤層２２ｂとの接触による短絡が抑制される。
　電池１００ｂは、例えば、以下の方法で作製される。上述の製造方法において、第一電極層１０ｂ上に固体電解質層３０ｂを形成する際に、第一合剤層１２ｂの上面及び端子部１３が形成される側の側面を覆うように固体電解質層３０ｂを形成する。さらに、第二集電体２１上に第二合剤層２２ｂを形成した後、さらに、第二合剤層２２ｂ上に固体電解質層３０ｂを形成する。その際、第二合剤層２２ｂの上面及び端子部１３が形成される側の側面を覆うように固体電解質層３０ｂを形成する。このようにして得られた、固体電解質層３０ｂが積層された第一電極層１０ｂと固体電解質層３０ｂが積層された第二電極層２０ｂとを、固体電解質層３０ｂ同士が接するように積層することで、電池１００ｂが得られる。
　［変形例３］
　以下では、実施の形態１の変形例３について説明する。なお、以下の変形例３の説明において、実施の形態１との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。
　図１０は、本変形例に係る電池１００ｃの概略構成を示す上面視図である。図１１は、図１０のＸＩ－ＸＩ線で示される位置での断面図である。電池１００ｃは、実施の形態１に係る電池１００と比較して、第一電極層１０、第二電極層２０及び固体電解質層３０の代わりに、第一電極層１０ｃ、第二電極層２０ｃ及び固体電解質層３０ｃを備える点で相違する。
　図１０及び図１１に示されるように、電池１００ｃは、第一電極層１０ｃと、第一電極層１０ｃの上方に位置する固体電解質層３０ｃと、固体電解質層３０ｃの上方に位置する第二電極層２０ｃと、を備える。第一電極層１０ｃ及び第二電極層２０ｃは、それぞれ、上面視にて矩形である。
　第一電極層１０ｃは、第一集電体１１ｃと、第一集電体１１ｃと固体電解質層３０ｃとの間に位置する第一合剤層１２ｃと、を有する。また、第一電極層１０ｃは、上面視にて、第二電極層２０ｃと重なり、矩形である発電領域１４ｃを有する。第二電極層２０ｃは、第二集電体２１ｃと、第二集電体２１ｃと固体電解質層３０ｃとの間に位置する第二合剤層２２ｃと、を有する。また、第二電極層２０ｃは、上面視にて、第一電極層１０ｃと重なり、矩形である発電領域２４ｃを有する。電池１００ｃにおいて、第一集電体１１ｃと第二集電体２１ｃとがｙ軸方向にずれて積層されている。これにより、後述する端子部１３ｃ及び端子部２３ｃが形成されている。第一集電体１１ｃと第二集電体２１ｃとは、上面視にて、ｘ軸方向（言い換えると、端子部１３ｃが第二電極層２０ｃから突出する方向と直交する方向）の幅が同じである。
　第一集電体１１ｃは、上面視にて、第二電極層２０ｃから突出している端子部１３ｃを有する。具体的には、第一集電体１１ｃは、上面視にて、第二電極層２０ｃの発電領域２４ｃと重なる矩形の領域と、そこから突出する端子部１３ｃと、を有する。第一集電体１１ｃは、上面視にて矩形である。端子部１３ｃは、上面視にて、第二電極層２０ｃとｙ軸方向にずれて積層された第一集電体１１ｃにおける第二電極層２０ｃと重ならない箇所である。端子部１３ｃのｘ軸方向の幅は、発電領域２４ｃ（すなわち、第二電極層２０ｃ）のｘ軸方向の幅と同じである。
　第一合剤層１２ｃは、第一集電体１１ｃに接しており、第一集電体１１ｃの上方に位置する。第一合剤層１２ｃの一部は、上面視にて、発電領域１４ｃに位置する。第一合剤層１２ｃの別の一部は、第一集電体１１ｃの端子部１３ｃ上にも位置する。端子部１３ｃ上の第一合剤層１２ｃの上面は、固体電解質層３０ｃで覆われており、露出していない。
　第二集電体２１ｃは、上面視にて、第一電極層１０ｃから突出している端子部２３ｃを有する。具体的には、第二集電体２１ｃは、上面視にて、第一電極層１０ｃの発電領域１４ｃと重なる矩形の領域と、そこから突出する端子部２３ｃと、を有する。第二集電体２１ｃは、上面視にて矩形である。端子部２３ｃは、上面視にて、第一電極層１０ｃとｙ軸方向にずれて積層された第二集電体２１ｃにおける第一電極層１０ｃと重ならない箇所である。また、端子部２３ｃが第一電極層１０ｃから突出する方向は、端子部１３ｃが第二電極層２０ｃから突出する方向とは反対方向である。端子部２３ｃのｘ軸方向の幅は、発電領域１４ｃ（すなわち、第一電極層１０ｃ）のｘ軸方向の幅と同じである。
　第二合剤層２２ｃは、第二集電体２１ｃに接しており、第二集電体２１ｃの下方に位置する。第二合剤層２２ｃは、上面視にて、発電領域２４ｃに位置する。
　固体電解質層３０ｃは、第一電極層１０ｃと第二電極層２０ｃとの間に位置する。具体的には、固体電解質層３０ｃは、第一合剤層１２ｃと第二合剤層２２ｃとの間に位置し、第一合剤層１２ｃの上面及び第二合剤層２２ｃの下面に接している。固体電解質層３０ｃは、第一合剤層１２ｃの上面及び第二合剤層２２ｃの下面を全て覆っている。
　固体電解質層３０ｃは、上面視にて、発電領域１４ｃ及び発電領域２４ｃと重なる矩形の領域と、そこから突出する露出領域３１ｃと、を有する。露出領域３１ｃは、上面視にて、端子部１３ｃと重なる領域に位置する。つまり、固体電解質層３０ｃは、上面視にて、端子部１３ｃの一部の領域に露出している。
　電池１００ｃは、例えば、上述の図３に示される積層体１０１と図７に示される積層体１０３とを、固体電解質層３０と第二合剤層２２とが接し、かつ、図１０に示される電池１００ｃにおける位置関係となるように積層し、接合することによって、作製される。このようにして積層されることで、第一集電体１１ｃと第二集電体２１ｃとがｙ軸方向にずれて積層され、端子部１３ｃ、端子部２３ｃ及び露出領域３１ｃが形成される。電池１００ｃにおいては、端子部１３ｃ及び端子部２３ｃの形成のために、切断又は打ち抜きを行う必要がない。よって、簡易に電池１００ｃを形成することができる。
　（実施の形態２）
　次に、実施の形態２に係る電池について説明する。なお、以下の実施の形態２の説明において、実施の形態１との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。
　図１２は、本実施の形態に係る電池２００の概略構成を示す上面視図である。図１３は、図１２のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線で示される位置での断面図である。図１３には、電池２００のうち、端子部１３を含む領域の断面が示されている。電池２００は、実施の形態１に係る電池１００と比較して、電極４０をさらに備える点で相違する。
　図１２及び図１３に示されるように、電池２００は、第一電極層１０と、第二電極層２０と、固体電解質層３０と、電極４０とを備える。
　電極４０は、露出領域３１において、固体電解質層３０と接している。電極４０は、上面視にて、露出領域３１の内側に位置し、第二電極層２０と離間している。図示されている例では、電極４０の厚みは、第二合剤層２２の厚みより小さいが、これに限らず、第二合剤層２２の厚みよりも大きくてもよい。
　なお、電極４０と第二合剤層２２との接触を抑制するために、電極４０と第二合剤層２２との間に、固体電解質層又は絶縁性の樹脂材料からなる絶縁層が形成されていてもよい。これにより、電極４０と第二合剤層２２との短絡が抑制される。樹脂材料としては、電池の封止部材として用いられる公知の材料が用いられうる。
　電極４０は、例えば、正極層又は負極層の電位の測定の基準として用いられる参照電極である。参照電極は、例えば、電池２００の故障解析又は作動状態の監視及び充放電制御などに用いられうる。これにより、電池２００に、参照電極の機能が付与される。電極４０は、必要に応じて集電体を含んでいてもよい。電極４０は、端子等と接続される。参照電極の材料としては、固体電解質中で一定の電位を示すものを用いられうる。参照電極の材料としては、固体電解質がリチウムイオン伝導体の場合、例えば、金属リチウム、銀、インジウム－リチウム合金又はリチウムチタン酸化物（Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２）などが用いられる。
　また、例えば、参照電極の材料としては、固体電解質がナトリウムイオン伝導体の場合、金属ナトリウム、銀又はカリウム－ナトリウム合金などが用いられ、固体電解質がマグネシウムイオン伝導体の場合、金属マグネシウム又は銀などが用いられる。
　電池２００は、例えば、上述の製造方法において、形成された積層体１０２の固体電解質層３０上に電極４０を形成することで作成される。電極４０の形成方法としては、例えば、圧接工法、塗布工法又は真空薄膜形成プロセスなどが用いられる。電極４０の形成方法としては、これらの中でも、工程の簡便さから、圧接工法又は塗布工法が用いられてもよい。
　（他の実施の形態）
　以上、本開示に係る電池について、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実施の形態に施したものや、実施の形態における一部の構成要素を組み合わせて構築される別の形態も、本開示の範囲に含まれる。
　例えば、上記実施の形態では、端子部１３の一部の領域に固体電解質層３０が露出していたが、これに限らない。固体電解質層３０は、端子部１３の上面を全て覆うように設けられていてもよい。
　また、例えば、上記実施の形態では、発電領域１４及び発電領域２４は、上面視にて、矩形であったが、これに限らない。発電領域１４及び発電領域２４は、上面視にて、円形、楕円形、半円形又は矩形以外の多角形などの他の形状であってもよい。
　また、例えば、上記実施の形態１及び各変形例では、端子部２３が第一電極層１０から突出する方向は、端子部１３が第二電極層２０から突出する方向と同じであったが、これに限らない。端子部２３が第一電極層１０から突出する方向は、端子部１３が第二電極層２０から突出する方向と異なっていてもよく、例えば、端子部２３が第一電極層１０から突出する方向と直交する方向又は反対方向であってもよい。
　また、上記実施の形態に係る電池を複数積層し、積層電池を形成してもよい。電池が複数積層される場合、全ての電池が上記実施の形態に係る電池でなくてもよい。例えば、積層電池には、端子部を有さない集電体を備える電池が含まれていてもよい。
　また、上記の実施の形態は、特許請求の範囲又はその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
　本開示に係る電池は、例えば、参照電極を設けることが容易な電池として、利用されうる。本開示に係る電池は、例えば、全固体電池、とりわけ薄型積層全固体電池として、有用である。
　１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ　第一電極層
　１１、１１ｃ　第一集電体
　１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ　第一合剤層
　１３、１３ｃ、２３、２３ｃ　端子部
　１４、１４ｃ、２４、２４ｃ　発電領域
　２０、２０ｂ、２０ｃ　第二電極層
　２１、２１ｃ　第二集電体
　２２、２２ｂ、２２ｃ　第二合剤層
　３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ　固体電解質層
　３１、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ　露出領域
　４０　電極
　１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、２００　電池
　１０１、１０２、１０３　積層体

Claims (6)

  1. 　第一電極層と、
    　前記第一電極層の上方に位置する固体電解質層と、
    　前記固体電解質層の上方に位置する第二電極層と、
    　を備え、
    　前記第一電極層は、
    　　第一集電体と、
    　　前記第一集電体と前記固体電解質層との間に位置する第一合剤層と、を有し、
    　前記第一集電体は、上面視にて、前記第二電極層から突出している端子部を有し、
    　前記固体電解質層は、前記上面視にて、前記端子部の少なくとも一部の領域に露出しており、
    　前記固体電解質層は、断面視における前記第一合剤層の側面の一部を覆い、かつ、前記端子部において前記第一集電体と接する、
    　電池。
  2. 　前記第一合剤層の一部は、前記端子部上に位置し、
    　前記固体電解質層は、前記第一合剤層の上面の全てを覆う、
    　請求項１に記載の電池。
  3. 　前記第二電極層は、
    　　第二集電体と、
    　　前記第二集電体と前記固体電解質層との間に位置する第二合剤層と、を有し、
    　前記固体電解質層は、前記第二合剤層の下面の全てを覆い、前記断面視における前記第二合剤層の側面の一部を覆い、かつ、前記第二集電体と接する、
    　請求項１または２のいずれか１項に記載の電池。
  4. 　前記第二電極層は、前記上面視で矩形である矩形領域を有し、
    　前記端子部は、前記上面視にて、前記矩形領域における辺の一部から突出している、
    　請求項１から３のいずれか１項に記載の電池。
  5. 　電極をさらに備え、
    　前記電極は、前記端子部の少なくとも一部の領域において、前記固体電解質層と接する、
    　請求項１から４のいずれか１項に記載の電池。
  6. 　前記固体電解質層は、リチウムイオン伝導性を有する固体電解質を含む、
    　請求項１から５のいずれか１項に記載の電池。
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