WO2021192574A1 - 電池 - Google Patents

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WO2021192574A1
WO2021192574A1 PCT/JP2021/002512 JP2021002512W WO2021192574A1 WO 2021192574 A1 WO2021192574 A1 WO 2021192574A1 JP 2021002512 W JP2021002512 W JP 2021002512W WO 2021192574 A1 WO2021192574 A1 WO 2021192574A1
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conductive member
current collector
power generation
electrode
battery
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PCT/JP2021/002512
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French (fr)
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一裕 森岡
覚 河瀬
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パナソニックIpマネジメント株式会社
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    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543Terminals
    • H01M50/564Terminals characterised by their manufacturing process
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058Construction or manufacture
    • H01M10/0585Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • HELECTRICITY
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    • H01M10/056Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0561Accumulators 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
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    • HELECTRICITY
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    • H01M2300/0065Solid electrolytes
    • H01M2300/0068Solid electrolytes inorganic
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    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • This disclosure relates to batteries.
  • Patent Documents 1 and 2 disclose a battery provided with a current collecting terminal.
  • the battery according to one aspect of the present disclosure includes a first electrode, a second electrode, a power generation element including an electrolyte layer located between the first electrode and the second electrode, and a first extraction electrode.
  • the first electrode includes a first current collector and a first active material layer located between the first current collector and the electrolyte layer, and the first extraction electrode is the first take-out electrode. It includes a first conductive member connected to the first surface of the current collector on the side opposite to the first active material layer, and a first lead connected to the first conductive member.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of a conventional battery.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the battery taken along line II-II of FIG.
  • FIG. 3 is a plan view and a cross-sectional view of the battery according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a method of manufacturing the battery according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a plan view and a cross-sectional view of the battery according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a method of manufacturing the battery according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a plan view and a cross-sectional view of the battery according to the third embodiment.
  • FIG. 8 is a plan view and a cross-sectional view of the battery according to the fourth embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of a conventional battery.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the battery taken along line II-II of FIG.
  • FIG. 3 is a
  • FIG. 9 is a plan view and a cross-sectional view of the battery according to the fifth embodiment.
  • FIG. 10 is a plan view and a cross-sectional view of the battery according to the sixth embodiment.
  • FIG. 11 is a plan view and a cross-sectional view of the battery according to the seventh embodiment.
  • FIG. 12 is a plan view and a cross-sectional view of the battery according to the modified example of the seventh embodiment.
  • FIG. 13 is a plan view of the take-out electrode according to the first modification of the embodiment.
  • FIG. 14 is a plan view and a cross-sectional view of the take-out electrode according to the second modification of the embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of a conventional battery 1x.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the battery 1x in line II-II of FIG.
  • the conventional battery 1x is an all-solid-state battery including a positive electrode 11x, a negative electrode 14x, and a solid electrolyte layer 17x.
  • the positive electrode 11x includes a positive electrode current collector 12x and a positive electrode active material layer 13x.
  • the negative electrode 14x includes a negative electrode current collector 15x and a negative electrode active material layer 16x.
  • a solid electrolyte layer 17x is provided between the positive electrode 11x and the negative electrode 14x.
  • the positive electrode current collector 12x is provided with a tab 18x.
  • the tab 18x is a part of the positive electrode current collector 12x and is not covered by the positive electrode active material layer 13x.
  • a lead 22x is attached to the tab 18x.
  • the negative electrode current collector 15x is provided with a tab 19x.
  • the tab 19x is a part of the negative electrode current collector 15x and is not covered by the negative electrode active material layer 16x.
  • a lead 32x is attached to the tab 19x.
  • the leads 22x and 32x are take-out electrodes of the battery 1x.
  • the laminate including the positive electrode 11x, the solid electrolyte layer 17x and the negative electrode 14x is pressed and compressed in the thickness direction (hereinafter, referred to as a bonding press).
  • a bonding press By performing the bonding press, the density of each of the positive electrode active material layer 13x, the negative electrode active material layer 16x, and the solid electrolyte layer 17x can be improved, and a good contact interface between the particles can be formed.
  • the film thickness of each layer may be different between the central portion and the outer peripheral end portion of the battery 1x.
  • the battery performance as designed cannot be obtained. Therefore, this contributes to a decrease in the reliability of the entire battery including the outer peripheral end portion.
  • the battery 1x having uniform characteristics over the entire surface can be realized by cutting and removing the outer peripheral end portion in which the film thickness configuration as designed is not obtained.
  • the battery according to one aspect of the present disclosure includes a first electrode, a second electrode, and a power generation element including an electrolyte layer located between the first electrode and the second electrode, and a first electrode. It is equipped with a take-out electrode.
  • the first electrode includes a first current collector and a first active material layer located between the first current collector and the electrolyte layer.
  • the first extraction electrode is a first conductive member connected to the first surface of the first current collector opposite to the first active material layer, and a first conductive member connected to the first conductive member. Including leads.
  • the first lead is connected to the first current collector via the first conductive member in this way, for example, after cutting the outer peripheral end of the power generation element, the first lead is connected to the first current collector.
  • the lead generally has a thickness of about 100 ⁇ m.
  • the lead When the lead is directly connected to the current collector, local unevenness corresponding to the thickness of the lead is generated at the connection portion.
  • a battery may be subjected to a large confining pressure from the outside of the battery. In this case, if the current collector has local irregularities, the confining pressure received by the battery also varies. Variations in the confining pressure may locally accelerate the deterioration of battery performance and reduce the reliability of the battery.
  • the first conductive member may have a region that does not overlap with the first current collector in a plan view.
  • the first lead may be connected to the first conductive member in the region.
  • the first lead does not overlap with the first current collector, it is possible to suppress variations in the restraining pressure received by the power generation element. Therefore, the reliability of the battery can be further improved.
  • the first conductive member may be in contact with the first surface of the first current collector.
  • the contact resistance between the first conductive member and the first current collector can be reduced, so that the battery removal efficiency can be improved.
  • the battery according to one aspect of the present disclosure may further include an adhesive layer located between the first current collector and the first conductive member.
  • the first conductive member may be connected to the first surface of the first current collector via the adhesive layer.
  • the adhesion strength between the first conductive member and the first current collector can be increased, so that the first conductive member and the first lead can be suppressed from being separated from the power generation element. Therefore, the reliability of the battery can be improved.
  • the adhesive layer may have conductivity.
  • the first current collector and the first conductive member may be formed by using the same material. That is, the first current collector and the first conductive member may contain the same material.
  • the adhesion between the first conductive member and the first current collector can be improved, and the contact resistance between the first conductive member and the first current collector can be further reduced. Therefore, the battery removal efficiency can be further improved.
  • the thickness of the conductive member may be equal to or greater than the thickness of the first current collector.
  • the strength of the first conductive member can be increased, so that damage or the like can be suppressed. Therefore, the reliability of the battery can be improved.
  • the battery according to one aspect of the present disclosure may further include an insulating layer provided in a frame shape along the end face of the power generation element.
  • the insulating layer may further cover the end portion of the first surface of the first current collector.
  • the outer peripheral edge of the first conductive member can be protected by the insulating layer, so that the reliability of the battery can be improved.
  • the first conductive member may cover the entire first surface of the first current collector in a plan view.
  • the contact area between the first conductive member and the first current collector can be maximized, so that the contact resistance between the first conductive member and the first current collector can be reduced. Therefore, the battery removal efficiency can be improved.
  • the sheet resistance of the first conductive member may decrease as the distance from the first lead increases.
  • the first conductive member may be provided with a plurality of through holes. At least one of the arrangement density and the opening area of the plurality of through holes may become smaller as the distance from the first lead increases.
  • the thickness of the first conductive member is uniform, it is possible to suppress variations in the restraining pressure applied to the power generation element. Therefore, the reliability of the battery can be further improved.
  • the thickness of the first conductive member may increase as the distance from the first lead increases.
  • the battery according to one aspect of the present disclosure may further include a second take-out electrode.
  • the second electrode includes a second current collector and a second active material layer located between the second current collector and the electrolyte layer.
  • the second extraction electrode includes a second conductive member connected to the second surface of the second current collector opposite to the second active material layer, and a second conductive member connected to the second conductive member. Leads and may be included.
  • the second lead is connected to the second current collector via the second conductive member. Therefore, for example, after cutting the outer peripheral end of the power generation element, the second lead is retrofitted to the second current collector. can do. Therefore, high accuracy is not required for cutting the outer peripheral end portion, and the reliability of the performance of the power generation element can be easily improved. Therefore, according to this aspect, it is possible to provide a highly reliable battery.
  • the first conductive member may project in the first direction from the power generation element in a plan view.
  • the second conductive member may project in the second direction from the power generation element in a plan view.
  • the first lead may be connected to an overhanging portion of the first conductive member.
  • the second lead may be connected to an overhanging portion of the second conductive member.
  • each of the first conductive member and the second conductive member does not overlap the power generation element in a plan view, it is possible to suppress variations in the restraining pressure received by the power generation element. Therefore, the reliability of the battery can be further improved.
  • first direction and the second direction may be opposite directions.
  • first direction and the second direction may be the same direction.
  • the first lead and the second lead can be arranged close to each other, which is suitable when the mounting area is limited.
  • the area required for connecting the board and the battery can be reduced, so that the degree of freedom in layout of other circuit elements and wiring mounted on the board can be increased. can.
  • first direction and the second direction may be orthogonal to each other.
  • the take-out directions of the positive electrode and the negative electrode of the battery can be adjusted according to the requirements at the time of mounting.
  • the electrolyte layer may contain a solid electrolyte having lithium ion conductivity.
  • the battery according to one aspect of the present disclosure may include a plurality of the power generation elements.
  • the first extraction electrode may be connected to the first current collector of the first power generation element, which is one of the plurality of power generation elements.
  • the second power generation element which is one of the plurality of power generation elements, may be laminated on the second electrode side of the first power generation element.
  • the battery contains a plurality of power generation elements, it is possible to realize a battery in which at least one of the extracted voltage and the battery capacity is high and the battery is highly reliable.
  • the second electrode of the first power generation element may be connected to the first electrode of the second power generation element.
  • the second electrode of the first power generation element may be connected to the second electrode of the second power generation element.
  • each figure is a schematic view and is not necessarily exactly illustrated. Therefore, for example, the scales and the like do not always match in each figure. Further, in each figure, substantially the same configuration is 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 "thickness direction” is a direction perpendicular to the surface on which each layer is laminated.
  • the positive side of the z-axis is simply treated as "upper” and “upper”
  • the negative side of the z-axis is simply treated as "lower” and "lower”.
  • the surface on the positive side of the z-axis of each layer of the battery may be described as "upper surface”
  • the surface on the negative side of the z-axis may be described as "lower surface”.
  • plan view means a case where the battery is viewed along the stacking direction of the battery
  • thickness in the present specification is the length of the battery and each layer in the stacking direction. ..
  • inside and outside in “inside” and “outside” mean the inside and outside when the battery is viewed along the stacking direction of the battery.
  • 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 spatial 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. 3 is a plan view and a cross-sectional view of the battery 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 3A is a plan view of the battery 1 as viewed from the positive side of the z-axis.
  • FIG. 3B shows a cross section at the position shown by line IIIb-IIIb in FIG. 3A.
  • FIG. 3 (c) shows a cross section at the position indicated by the line IIIc-IIIc of FIG. 3 (a). Note that in FIG. 3C, the first lead 22 located at the back of the cross section is not shown. This is the same in each subsequent figure.
  • the battery 1 includes a power generation element 10, a first extraction electrode 20, a second extraction electrode 30, and an insulating layer 40.
  • the battery 1 is an all-solid-state battery.
  • the power generation element 10 includes a first electrode 11, a second electrode 14, and a solid electrolyte layer 17.
  • the first electrode 11 includes a first current collector 12 and a first active material layer 13 arranged in contact with the first current collector 12.
  • the second electrode 14 is the opposite electrode of the first electrode 11.
  • the second electrode 14 includes a second current collector 15 and a second active material layer 16 arranged in contact with the second current collector 15.
  • the solid electrolyte layer 17 is an example of an electrolyte layer located between the first electrode 11 and the second electrode 14, and is in contact with each of the first active material layer 13 and the second active material layer 16.
  • the power generation element 10 is a laminate of the first electrode 11, the second electrode 14, and the solid electrolyte layer 17 whose outer peripheral end is cut off. That is, the power generation element 10 is obtained by performing a joining press on the laminated body in which each layer is laminated and cutting and removing the outer peripheral end portion where the film thickness variation may occur. Therefore, the power generation element 10 is suppressed in variation in battery performance and its reliability is improved.
  • the first take-out electrode 20 and the second take-out electrode 30 are connected to the highly reliable power generation element 10 after the outer peripheral end portion is cut. Therefore, a highly reliable battery 1 is realized.
  • the first electrode 11 is a positive electrode and the second electrode 14 is a negative electrode. That is, the first current collector 12 is a positive electrode current collector, and the first active material layer 13 contains a positive electrode active material.
  • the second current collector 15 is a negative electrode current collector, and the second active material layer 16 contains a negative electrode active material.
  • the first electrode 11 may be the negative electrode and the second electrode 14 may be the positive electrode. That is, the first current collector 12 is a negative electrode current collector, and the first active material layer 13 may contain a negative electrode active material.
  • the second current collector 15 is a positive electrode current collector, and the second active material layer 16 may contain a positive electrode active material.
  • the first current collector 12, the first active material layer 13, the solid electrolyte layer 17, the second active material layer 16, and the second current collector 15 each have a rectangular shape in a plan view.
  • the plan-view shapes of the first current collector 12, the first active material layer 13, the solid electrolyte layer 17, the second active material layer 16, and the second current collector 15 are not particularly limited, and are circular, elliptical, or polygonal. It may have a shape other than a rectangle such as.
  • the first current collector 12, the first active material layer 13, the solid electrolyte layer 17, the second active material layer 16 and the second current collector 15 have the same size and are flat. Visually, the contours of each are the same, but it is not limited to this.
  • the first active material layer 13 may be smaller than the second active material layer 16.
  • the first active material layer 13 and the second active material layer 16 may be smaller than the solid electrolyte layer 17.
  • the current collector may be made of a conductive material and is not particularly limited.
  • the current collector examples include stainless steel, nickel (Ni), aluminum (Al), iron (Fe), titanium (Ti), copper (Cu), palladium (Pd), gold (Au) or platinum (Pt), and the like.
  • a foil-like body, a plate-like body, a mesh-like body, or the like made of these two or more kinds of alloys or the like is used.
  • the material of the current collector is appropriately selected in consideration of the manufacturing process, not melting and decomposing in the working temperature and working pressure, and the operating potential and conductivity of the battery applied to the current collector.
  • the material of the current collector can also be selected according to the required tensile strength and heat resistance.
  • the current collector may be, for example, a high-strength electrolytic copper foil or a clad material in which dissimilar metal foils are laminated.
  • the first current collector 12 contains aluminum as a main component.
  • the second current collector 15 contains copper as a main component.
  • the thickness of the current collector is, for example, in the range of 10 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the surface of the current collector may be processed into an uneven rough surface from the viewpoint of enhancing the adhesion to the first active material layer 13 or the second active material layer 16. Further, the surface of the current collector may be coated with an adhesive component such as an organic binder. As a result, the bondability of the interface between the current collector and the other layer is strengthened, and the mechanical and thermal reliability of the battery 1 and the cycle characteristics can be improved.
  • the first active material layer 13 is located between the first current collector 12 and the solid electrolyte layer 17. Specifically, the first active material layer 13 is arranged in contact with the main surface of the first current collector 12 on the solid electrolyte layer 17 side.
  • the first active material layer 13 contains at least a positive electrode active material. That is, the first active material layer 13 is a layer mainly containing a positive electrode material such as a positive electrode active material.
  • the positive electrode active material is a substance in which metal ions such as lithium (Li) ions or magnesium (Mg) ions are inserted or removed from the crystal structure at a higher potential than that of the negative electrode, and oxidation or reduction is carried out accordingly.
  • the type of the positive electrode active material can be appropriately selected according to the type of the battery 1, and a known positive electrode active material can be used.
  • Examples of the positive electrode active material include compounds containing lithium and a transition metal element, and examples thereof include oxides containing lithium and a transition metal element, and phosphoric acid compounds containing lithium and a transition metal element.
  • Examples of the oxide containing lithium and the transition metal element include LiNi x M 1-x O 2 (where M is Co, Al, Mn, V, Cr, Mg, Ca, Ti, Zr, Nb, It is at least one element of Mo and W, and x is a lithium nickel composite oxide such as 0 ⁇ x ⁇ 1), lithium cobaltate (LiCoO 2 ), lithium nickelate (LiNiO 2 ), lithium manganate.
  • a layered oxide such as (LiMn 2 O 4 ) or lithium manganate having a spinel structure (for example, LiMn 2 O 4 , Li 2 MnO 3 , LiMn O 2 ) or the like is used.
  • the phosphoric acid compound containing lithium and a transition metal element for example, lithium iron phosphate (LiFePO 4 ) having an olivine structure or the like is used.
  • sulfides such as sulfur (S) and lithium sulfide (Li 2 S) can be used as the positive electrode active material.
  • the positive electrode active material particles are coated with lithium niobate (LiNbO 3 ) or the like.
  • the added material can be used as the positive electrode active material.
  • the positive electrode active material only one of these materials may be used, or two or more of these materials may be used in combination.
  • the first active material layer 13 which is the positive electrode active material layer, may contain at least the positive electrode active material.
  • the first active material layer 13 may be a mixture layer composed of a mixture of a positive electrode active material and another additive material.
  • additive materials for example, a solid electrolyte such as an inorganic solid electrolyte or a sulfide-based solid electrolyte, a conductive auxiliary material such as acetylene black, and a binding binder such as polyethylene oxide or polyvinylidene fluoride can be used. ..
  • the first active material layer 13 can improve the lithium ion conductivity in the first active material layer 13 by mixing the positive electrode active material and other additive materials such as a solid electrolyte in a predetermined ratio. At the same time, the electron conductivity can be improved.
  • the thickness of the first active material layer 13 is, for example, in the range of 5 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less, but is not limited to this.
  • the second active material layer 16 is located between the second current collector 15 and the solid electrolyte layer 17. Specifically, the second active material layer 16 is arranged in contact with the main surface of the second current collector 15 on the solid electrolyte layer 17 side.
  • the second active material layer 16 contains at least the negative electrode active material. That is, the second active material layer 16 is a layer mainly containing a negative electrode material such as a negative electrode active material.
  • the negative electrode active material is a substance in which metal ions such as lithium (Li) ions or magnesium (Mg) ions are inserted or removed from the crystal structure at a potential lower than that of the positive electrode, and oxidation or reduction is carried out accordingly.
  • the type of the negative electrode active material can be appropriately selected according to the type of the battery 1, and a known negative electrode active material can be used.
  • a carbon material such as natural graphite, artificial graphite, graphite carbon fiber or resin calcined carbon, an alloy-based material to be mixed with a solid electrolyte, or the like can be used.
  • the alloy-based material include LiAl, LiZn, Li 3 Bi, Li 3 Cd, Li 3 Sb, Li 4 Si, Li 4.4 Pb, Li 4.4 Sn, Li 0.17 C or Li C 6 .
  • Lithium alloys, oxides of lithium such as lithium titanate (Li 4 Ti 5 O 12 ) and transition metal elements, metal oxides such as zinc oxide (ZnO) or silicon oxide (SiO x ) can be used. ..
  • As the negative electrode active material only one of these materials may be used, or two or more of these materials may be used in combination.
  • the second active material layer 16 which is the negative electrode active material layer may contain at least the negative electrode active material.
  • the second active material layer 16 may be a mixture layer composed of a mixture of the negative electrode active material and another additive material.
  • additive materials for example, a solid electrolyte such as an inorganic solid electrolyte or a sulfide-based solid electrolyte, a conductive auxiliary material such as acetylene black, and a binding binder such as polyethylene oxide or polyvinylidene fluoride can be used. ..
  • the second active material layer 16 can improve the lithium ion conductivity in the second active material layer 16 by mixing the negative electrode active material and other additive materials such as a solid electrolyte in a predetermined ratio. At the same time, the electron conductivity can be improved.
  • the thickness of the second active material layer 16 is, for example, in the range of 5 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less, but is not limited to this.
  • the solid electrolyte layer 17 is arranged between the first active material layer 13 and the second active material layer 16 and is in contact with each other.
  • the solid electrolyte layer 17 contains at least a solid electrolyte.
  • the solid electrolyte layer 17 contains, for example, a solid electrolyte as a main component.
  • the solid electrolyte may be any known solid electrolyte for batteries having ionic conductivity.
  • a solid electrolyte that conducts a metal ion such as lithium ion or magnesium ion can be used.
  • the type of the solid electrolyte may be appropriately selected according to the conduction ion species.
  • an inorganic solid electrolyte such as a sulfide-based solid electrolyte or an oxide-based solid electrolyte can be used.
  • the sulfide-based solid electrolyte include Li 2 SP 2 S 5 series, Li 2 S-SiS 2 series, Li 2 SB 2 S 3 series, Li 2 S-GeS 2 series, and Li 2 S-.
  • the oxide-based solid electrolyte examples include lithium-containing metal oxides such as Li 2 O-SiO 2 or Li 2 O-SiO 2- P 2 O 5 , and Li x P yO 1-z N z .
  • Lithium-containing metal nitrides, lithium phosphate (Li 3 PO 4 ), lithium-containing transition metal oxides such as lithium titanium oxide, and the like can be used.
  • the solid electrolyte only one of these materials may be used, or two or more of these materials may be used in combination.
  • the solid electrolyte layer 17 contains, for example, a solid electrolyte having lithium ion conductivity.
  • the solid electrolyte layer 17 may contain a binder such as polyethylene oxide or polyvinylidene fluoride, in addition to the above solid electrolyte material.
  • the thickness of the solid electrolyte layer 17 is, for example, in the range of 5 ⁇ m or more and 150 ⁇ m or less, but is not limited to this.
  • the material of the solid electrolyte may be configured as an agglomerate of particles. Further, the material of the solid electrolyte may be composed of a sintered structure.
  • the first take-out electrode 20 includes a first conductive member 21 and a first lead 22.
  • the second take-out electrode 30 includes a second conductive member 31 and a second lead 32.
  • the first conductive member 21 is connected to the main surface 12a of the first current collector 12.
  • the main surface 12a is the first surface of the first current collector 12 opposite to the first active material layer 13.
  • the first conductive member 21 is in contact with the main surface 12a of the first current collector 12.
  • the first conductive member 21 and the first current collector 12 are in surface contact with each other so that the contact area is large.
  • the first conductive member 21 covers the entire main surface 12a of the first current collector 12 in a plan view.
  • the contour of the main surface 12a coincides with the contour of the power generation element 10 shown in FIG. 3A.
  • the first conductive member 21 is larger than the first current collector 12 in a plan view.
  • the first conductive member 21 has a region 21a that does not overlap with the first current collector 12 in a plan view.
  • the first conductive member 21 is a flat plate-shaped member having conductivity. Specifically, the first conductive member 21 is a metal foil. As the material constituting the first conductive member 21, for example, stainless steel, nickel, aluminum, iron, titanium, copper, palladium, gold or platinum, or an alloy of two or more of these can be used.
  • the first conductive member 21 is formed, for example, by using the same material as the first current collector 12. That is, the first conductive member 21 may contain, for example, the same material as the first current collector 12. For example, when the first current collector 12 is a metal leaf containing aluminum as a main component, the first conductive member 21 also contains aluminum as a main component.
  • the thickness of the first conductive member 21 is, for example, in the range of 10 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the thickness of the first conductive member 21 is equal to or greater than the thickness of the first current collector 12. For example, when the thickness of the first conductive member 21 is larger than the thickness of the first current collector 12, the strength of the first conductive member 21 can be increased.
  • the first lead 22 is connected to the first conductive member 21. Specifically, the first lead 22 is connected to the first conductive member 21 in the region 21a.
  • the region 21a is a part of the first conductive member 21, and is a portion protruding in the first direction from the power generation element 10 in a plan view. Specifically, the first direction is the negative direction of the x-axis.
  • the region 21a is, for example, a portion of the first conductive member 21 that does not overlap with the second conductive member 31 in a plan view.
  • the first lead 22 is the main surface of the first conductive member 21 and is connected to the main surface on the power generation element 10 side.
  • the first lead 22 is a metal such as copper, aluminum, nickel or stainless steel, or a linear, foil-like or plate-like member obtained by plating these metals.
  • the thickness of the first lead 22 has a thickness of, for example, 100 ⁇ m.
  • the first lead 22 is formed using, for example, the same material as the first conductive member 21. That is, the first lead 22 may contain, for example, the same material as the first conductive member 21.
  • the first lead 22 is ultrasonically connected to, for example, the first conductive member 21.
  • the first lead 22 and the first conductive member 21 may be connected by using a conductive adhesive such as solder.
  • the first lead 22 is long in one direction.
  • the plan-view shape of the first lead 22 is a long rectangle in the y-axis direction.
  • the first lead 22 is pulled out in the positive direction of the y-axis with respect to the first conductive member 21.
  • the tip portion of the first lead 22 in the drawing direction is drawn from a laminated member (not shown) that seals substantially the entire battery 1, and is used for electrical and physical connection to another substrate or the like. NS.
  • the second conductive member 31 is connected to the main surface 15a of the second current collector 15.
  • the main surface 15a is the second surface of the second current collector 15 opposite to the second active material layer 16.
  • the second conductive member 31 is in contact with the main surface 15a of the second current collector 15.
  • the second conductive member 31 and the second current collector 15 are in surface contact with each other so that the contact area is large.
  • the second conductive member 31 covers the entire main surface 15a of the second current collector 15 in a plan view.
  • the contour of the main surface 15a coincides with the contour of the power generation element 10 shown in FIG. 3A.
  • the second conductive member 31 is larger than the second current collector 15 in a plan view.
  • the second conductive member 31 has a region 31a that does not overlap with the second current collector 15 in a plan view.
  • the second conductive member 31 is a flat plate-shaped member having conductivity. Specifically, the second conductive member 31 is a metal foil. As the material constituting the second conductive member 31, for example, stainless steel, nickel, aluminum, iron, titanium, copper, palladium, gold or platinum, or an alloy of two or more of these can be used.
  • the second conductive member 31 is formed, for example, by using the same material as the second current collector 15. That is, the second conductive member 31 may contain, for example, the same material as the second current collector 15. For example, when the second current collector 15 is a metal leaf containing copper as a main component, the second conductive member 31 also contains copper as a main component.
  • the thickness of the second conductive member 31 is, for example, in the range of 10 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the thickness of the second conductive member 31 is equal to or greater than the thickness of the second current collector 15. For example, when the thickness of the second conductive member 31 is larger than the thickness of the second current collector 15, the strength of the second conductive member 31 can be increased.
  • the second lead 32 is connected to the second conductive member 31. Specifically, the second lead 32 is connected to the second conductive member 31 in the region 31a.
  • the region 31a is a part of the second conductive member 31, and is a portion protruding in the second direction from the power generation element 10 in a plan view.
  • the second direction is specifically the positive direction of the x-axis. That is, in the present embodiment, the first direction and the second direction are opposite directions.
  • the region 31a is, for example, a portion of the second conductive member 31 that does not overlap with the first conductive member 21 in a plan view.
  • the second lead 32 is the main surface of the second conductive member 31 and is connected to the main surface on the power generation element 10 side.
  • the second lead 32 is a metal such as copper, aluminum, nickel or stainless steel, or a linear, foil-shaped or plate-shaped member obtained by plating these metals.
  • the thickness of the second lead 32 has a thickness of, for example, 100 ⁇ m.
  • the second lead 32 is formed using, for example, the same material as the second conductive member 31. That is, the second lead 32 may contain, for example, the same material as the second conductive member 31.
  • the second lead 32 is ultrasonically connected to, for example, the second conductive member 31.
  • the second lead 32 and the second conductive member 31 may be connected by using a conductive adhesive such as solder.
  • the second lead 32 is long in one direction.
  • the plan-view shape of the second lead 32 is a long rectangle in the y-axis direction.
  • the second lead 32 is pulled out in the positive direction of the y-axis with respect to the second conductive member 31.
  • the pull-out direction of the second lead 32 and the pull-out direction of the first lead 22 are the same.
  • the tip portion of the second lead 32 in the drawing direction is drawn from a laminated member (not shown) that seals substantially the entire battery 1, and is used for electrical and physical connection to another substrate or the like. NS.
  • the first lead 22 and the second lead 32 are provided so as to sandwich the power generation element 10 in a plan view. That is, in a plan view, the power generation element 10 is located between the first lead 22 and the second lead 32.
  • the first conductive member 21 and the second conductive member 31 are rectangles having the same size as each other in a plan view, and are arranged so as to be displaced in the longitudinal direction.
  • the power generation element 10 and the insulating layer 40 are located at the overlapping portion between the first conductive member 21 and the second conductive member 31.
  • connection between the first extraction electrode 20 and the power generation element 10 and the connection between the second extraction electrode 30 and the power generation element 10 are maintained by a laminated member (not shown) that seals the battery 1.
  • the laminated member is a sealing member for the purpose of protecting the battery 1, and is formed by using a metal material or a resin material. Except for the tip portions of the first lead 22 and the second lead 32, the entire battery 1 is vacuum-sealed by the laminating member.
  • the first conductive member 21 is in close contact with the first current collector 12 and the second conductive member 31 is in close contact with the second current collector 15 due to the binding force of the laminated member.
  • the contact resistance between the first conductive member 21 and the first current collector 12 and the contact resistance between the second conductive member 31 and the second current collector 15 can be reduced.
  • the binding force of the laminated member can suppress the misalignment between the first conductive member 21 and the first current collector 12, and the misalignment between the second conductive member 31 and the second current collector 15. can.
  • the insulating layer 40 is an insulating layer provided in a frame shape along the end face of the power generation element 10.
  • the insulating layer 40 covers the entire periphery of the power generation element 10 in a plan view so that the end face of the power generation element 10 is not exposed.
  • the insulating layer 40 is formed by using a generally known material for a battery sealing member such as a sealing agent.
  • the insulating layer 40 is formed by using an insulating resin material.
  • an epoxy resin, an acrylic resin, a polyimide resin, or the like is used as the insulating resin material.
  • the width of the insulating layer 40 is, for example, several ⁇ m or more, but is not limited to this.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a manufacturing method of the battery 1 according to the present embodiment.
  • a laminate having the same structure as the power generation element 10 is formed (S10).
  • the laminate is a power generation element 10 before the joint press and the outer peripheral end are cut, and the first electrode 11, the solid electrolyte layer 17, and the second electrode 14 before the joint press and the outer peripheral end are cut.
  • a method for forming the laminate a known method for forming a power generation element can be used.
  • the insulating layer 40 is formed (S16).
  • the insulating layer 40 is formed by applying a resin material along the outer circumference of the power generation element 10 so as to cover the entire end face of the power generation element 10 and curing the resin material.
  • the first take-out electrode 20 and the second take-out electrode 30 are formed (S18). Specifically, the first take-out electrode 20 is formed by ultrasonically connecting the first lead 22 to the end of the first conductive member 21. Similarly, the second take-out electrode 30 is formed by ultrasonically connecting the second lead 32 to the end of the second conductive member 31.
  • the first extraction electrode 20 is connected to the first current collector 12, and the second extraction electrode 30 is connected to the second current collector 15 (S20).
  • the battery 1 is laminated and sealed with the first conductive member 21 and the first current collector 12 aligned and the second conductive member 31 and the second current collector 15 aligned. ..
  • the first extraction electrode 20 is connected to the first current collector 12, and the second extraction electrode 30 is connected to the second current collector 15.
  • adhesive tape or the like may be used to temporarily fix each take-out electrode and the power generation element 10. The adhesive tape is attached, for example, from the outside of each of the first take-out electrode 20 and the second take-out electrode 30 to the insulating layer 40.
  • the extraction electrode and the current collector may be fixed by ultrasonic welding or spot welding. Further, the first lead 22 and the second lead 32 may be connected at the time of temporary fixing or after the extraction electrode and the current collector are fixed.
  • the formation of the insulating layer 40 may be omitted. That is, the battery 1 does not have to include the insulating layer 40. Further, the formation of the first take-out electrode 20 and the second take-out electrode 30 (S18) may be performed before the formation of the laminated body (S10), and is performed in parallel with the formation of the power generation element (S10 to S14). You may be broken.
  • the first lead 22 is connected to the first current collector 12 via the first conductive member 21. Therefore, as shown in FIG. 4, the first lead 22 can be retrofitted to the first current collector 12 after cutting the outer peripheral end portion of the power generation element 10. The same applies to the second lead 32 and the second current collector 15.
  • each of the first conductive member 21 and the second conductive member 31 covers the entire surface of the power generation element 10, the variation in the final restraining pressure with respect to the power generation element 10 is suppressed. Further, since the insulating layer 40 covers the end surface of the power generation element 10, it is possible to suppress a short circuit between the first electrode 11 and the second electrode 14.
  • the battery according to the second embodiment will be described.
  • the point that the insulating layer covering the end face of the power generation element covers the end of the first surface of the first current collector and the end of the second surface of the second current collector is the first embodiment. Mainly different from. In the following, the differences from the first embodiment will be mainly described, and the common points will be omitted or simplified.
  • FIG. 5 is a plan view and a cross-sectional view of the battery 101 according to the present embodiment.
  • FIG. 5A is a plan view of the battery 101 as viewed from the positive side of the z-axis.
  • FIG. 5B shows a cross section at the position indicated by the Vb-Vb line of FIG. 5A.
  • FIG. 5 (c) shows a cross section at the position indicated by the Vc-Vc line of FIG. 5 (a).
  • the battery 101 includes a power generation element 10, a first extraction electrode 120, a second extraction electrode 130, and an insulating layer 140. Since the power generation element 10 is the same as that of the first embodiment, the description thereof will be omitted.
  • the first take-out electrode 120 includes a first conductive member 121 and a first lead 22.
  • the second take-out electrode 130 includes a second conductive member 131 and a second lead 32. Both the first lead 22 and the second lead 32 are the same as those in the first embodiment.
  • the size of the first conductive member 121 is different from that of the first conductive member 21 according to the first embodiment.
  • the first conductive member 121 does not cover the entire main surface 12a of the first current collector 12, but covers only a part of the main surface 12a.
  • the first conductive member 121 exposes the outer peripheral end portion of the main surface 12a of the first current collector 12.
  • the plan view shape of the main surface 12a of the first current collector 12 is rectangular, and the first conductive member 121 does not cover the three sides of the main surface 12a, but covers only one side of the main surface 12a. There is. That is, the three sides of the first conductive member 121 are located inside the three sides of the first current collector 12 in a plan view.
  • the first conductive member 121 has a region 121a that does not overlap with the first current collector 12 in a plan view.
  • the region 121a is a part of the first conductive member 121, and is a portion protruding from the power generation element 10 in the negative direction of the x-axis in a plan view.
  • the first lead 22 is connected to the region 121a.
  • the size of the second conductive member 131 is different from that of the second conductive member 31 according to the first embodiment.
  • the second conductive member 131 does not cover the entire main surface 15a of the second current collector 15, but only a part of the main surface 15a.
  • the second conductive member 131 exposes the outer peripheral end portion of the main surface 15a of the second current collector 15.
  • the plan view shape of the main surface 15a of the second current collector 15 is rectangular, and the second conductive member 131 does not cover the three sides of the main surface 15a, but covers only one side of the main surface 15a. There is. That is, the three sides of the second conductive member 131 are located inside the three sides of the second current collector 15 in a plan view.
  • the second conductive member 131 has a region 131a that does not overlap with the second current collector 15 in a plan view.
  • the region 131a is a part of the second conductive member 131, and is a portion protruding from the power generation element 10 in the positive direction of the x-axis in a plan view.
  • the second lead 32 is connected to the area 131a.
  • the insulating layer 140 is provided in a frame shape along the end face of the power generation element 10, similarly to the insulating layer 40 according to the first embodiment.
  • the insulating layer 140 further covers the end of the main surface 12a of the first current collector 12.
  • the insulating layer 140 covers a portion of the main surface 12a of the first current collector 12 that is not covered by the first conductive member 121.
  • the insulating layer 140 is provided along the end face of the first conductive member 121.
  • the insulating layer 140 and the end face of the first conductive member 121 are in contact with each other.
  • the upper surface of the insulating layer 140 and the upper surface of the first conductive member 121 are flush with each other.
  • the insulating layer 140 and the end faces of the first conductive member 121 may be separated from each other.
  • the insulating layer 140 further covers the end portion of the main surface 15a of the second current collector 15. Specifically, the insulating layer 140 covers a portion of the main surface 15a of the second current collector 15 that is not covered by the second conductive member 131.
  • the insulating layer 140 is provided along the end face of the second conductive member 131. The insulating layer 140 and the end face of the second conductive member 131 are in contact with each other. The lower surface of the insulating layer 140 and the lower surface of the second conductive member 131 are flush with each other. The insulating layer 140 and the end faces of the second conductive member 131 may be separated from each other.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a method of manufacturing the battery 101 according to the present embodiment.
  • the steps (S10 to S14) of forming the power generation element 10 are the same as the manufacturing method of the battery 1 according to the first embodiment.
  • the outer peripheral end portion of the laminated body is cut to form the power generation element 10, and then the first take-out electrode 120 and the second take-out electrode 130 are formed (S18).
  • the first extraction electrode 120 is connected to the first current collector 12, and the second extraction electrode 130 is connected to the second current collector 15 (S20). That is, before forming the insulating layer 140, the first take-out electrode 120 and the second take-out electrode 130 are connected to the power generation element 10. Since the insulating layer 140 cannot be formed by laminating and sealing, the connection in step S20 is alignment and temporary fixing.
  • the insulating layer 140 is formed so as to cover the end surface of the power generation element 10 and the outer peripheral ends of the upper surface and the lower surface (S16). Specifically, for example, the entire end surface of the power generation element 10 along the outer circumference of the power generation element 10, the exposed portion of the main surface 12a of the first current collector 12, and the exposed portion of the main surface 15a of the second current collector 15.
  • the insulating layer 140 is formed by applying a resin material so as to cover the surface and curing the resin material.
  • the insulating layer 140 is formed to form the power generation element 10. It is possible to make it difficult for irregularities to be formed above and below. Specifically, the upper surface of the first conductive member 121 and the upper surface of the insulating layer 140 can be flush with each other, and the lower surface of the second conductive member 131 and the lower surface of the insulating layer 140 can be flush with each other. As a result, the restraining pressure after the laminate sealing can be easily applied evenly to the power generation element 10.
  • the first conductive member 121 does not project outward from the power generation element 10 in a plan view except for the region 121a to which the first lead 22 is connected. Therefore, when a restraining pressure is applied to the power generation element 10, the overhanging portion of the first conductive member 121 does not bend. The same applies to the second conductive member 131. Therefore, it is possible to prevent the positive electrode and the negative electrode from being short-circuited.
  • connection position of the second lead is mainly different from that of the first and second embodiments.
  • the differences from the first and second embodiments will be mainly described, and the common points will be omitted or simplified.
  • FIG. 7 is a plan view and a cross-sectional view of the battery 201 according to the present embodiment.
  • FIG. 7A is a plan view of the battery 201 as viewed from the positive side of the z-axis.
  • FIG. 7B shows a cross section at the position indicated by the VIIb-VIIb line of FIG. 7A.
  • FIG. 7 (c) shows a cross section at the position indicated by the VIIc-VIIc line of FIG. 7 (a).
  • the battery 201 includes a power generation element 10, a first extraction electrode 220, a second extraction electrode 230, an insulating layer 140, and a spacer 250. Since the power generation element 10 is the same as that of the first and second embodiments, the description thereof will be omitted.
  • the insulating layer 140 includes a point that the shape is different from that of the second embodiment, but since it is substantially the same, the description thereof will be omitted.
  • the first take-out electrode 220 includes a first conductive member 121 and a first lead 22.
  • the first conductive member 121 and the first lead 22 are the same as those in the second embodiment except that the connection positions of the first leads 22 are different.
  • the first lead 22 is connected to the upper surface of the first conductive member 121. That is, the first lead 22 is provided on the side opposite to the power generation element 10 with the first conductive member 121 as a reference.
  • the second take-out electrode 230 includes a second conductive member 231 and a second lead 32.
  • the second conductive member 231 has a different direction of projecting from the power generation element 10 in a plan view as compared with the second conductive member 131 according to the second embodiment. Specifically, the second conductive member 231 projects from the power generation element 10 in the negative direction of the x-axis in a plan view, similarly to the first conductive member 121. That is, in the present embodiment, the first direction, which is the overhanging direction of the first conductive member 121, and the second direction, which is the overhanging direction of the second conductive member 231 are the same direction.
  • the region 231a of the second conductive member 231 that does not overlap with the second current collector 15 overlaps with the region 121a of the first conductive member 121 that does not overlap with the first current collector 12.
  • the second conductive member 231 has the same shape and position as the first conductive member 121 in a plan view.
  • the second lead 32 is the same as the first and second embodiments except that the connection position and the pull-out direction are different.
  • the second lead 32 is connected to the lower surface of the second conductive member 231. That is, the second lead 32 is provided on the side opposite to the power generation element 10 with reference to the second conductive member 231. Further, the second lead 32 is pulled out in the negative direction of the y-axis.
  • the pull-out direction of the second lead 32 and the pull-out direction of the first lead 22 are opposite directions. As a result, the distance between the second lead 32 and the first lead 22 can be secured, and a short circuit due to contact between the leads can be suppressed.
  • the spacer 250 is provided in the portion sandwiched between the region 121a of the first conductive member 121 and the region 231a of the second conductive member 231.
  • the spacer 250 is a member having an insulating property.
  • the spacer 250 is formed using the same material as the insulating layer 140. That is, the spacer 250 may contain the same material as the insulating layer 140.
  • the spacer 250 and the insulating layer 140 are arranged apart from each other, but may be in contact with each other. That is, the spacer 250 may be provided integrally with the insulating layer 140.
  • the manufacturing method of the battery 201 is the same as the manufacturing method of the battery 101 according to the second embodiment shown in FIG.
  • the spacer 250 can be formed in the same process as the insulating layer 140.
  • the battery 201 does not have to include the spacer 250.
  • the battery according to the fourth embodiment will be described.
  • the take-out position of the second lead is mainly different from that of the first to third embodiments.
  • the differences from the first to third embodiments will be mainly described, and the common points will be omitted or simplified.
  • FIG. 8 is a plan view and a cross-sectional view of the battery 301 according to the present embodiment.
  • FIG. 8A is a plan view of the battery 301 as viewed from the positive side of the z-axis.
  • FIG. 8B shows a cross section at the position indicated by the line VIIIb-VIIIb in FIG. 8A.
  • FIG. 8 (c) shows a cross section at the position indicated by the line VIIIc-VIIIc in FIG. 8 (a).
  • the battery 301 includes a power generation element 10, a first extraction electrode 120, a second extraction electrode 330, and an insulating layer 140. Since the power generation element 10 is the same as that of the first to third embodiments, the description thereof will be omitted. Although the insulating layer 140 includes a point that the shape is different from that of the second and third embodiments, it is substantially the same, and thus the description thereof will be omitted.
  • the second take-out electrode 330 includes a second conductive member 331 and a second lead 332.
  • the second conductive member 331 projects in a different direction with respect to the power generation element 10 in a plan view as compared with the second conductive member 131 according to the second embodiment.
  • the second conductive member 331 projects from the power generation element 10 in the positive direction of the y-axis in a plan view. That is, the second direction, which is the overhanging direction of the second conductive member 331, and the first direction, which is the overhanging direction of the first conductive member 121, are orthogonal to each other.
  • the projecting direction of the second conductive member 331 is the same as the pulling direction of the first lead 22.
  • the second conductive member 331 has a region 331a that does not overlap with the second current collector 15.
  • a second lead 332 is connected to the area 331a.
  • the second lead 332 is the same as the second lead 32 according to the first and second embodiments, except that the connection position and the pull-out direction are different.
  • the plan-view shape of the second lead 332 is a long rectangle in the x-axis direction, but the shape is not limited to this.
  • the second lead 332 may be elongated in the y-axis direction.
  • the pull-out direction of the second lead 332 and the pull-out direction of the first lead 22 are the same direction. As a result, the second lead 332 and the first lead 22 can be brought close to each other and pulled out.
  • the projecting direction of the second conductive member 331 may be opposite to the pulling direction of the first lead 22. That is, the second conductive member 331 may project in the negative direction of the y-axis. In this case, the second lead 332 may be pulled out in the negative direction of the y-axis, or may be pulled out in the positive direction or the negative direction of the x-axis. In this way, the lead pull-out direction can be appropriately adjusted according to the mounting destination of the battery 301. In the battery 301 according to the present embodiment, the degree of freedom in the arrangement of leads can be increased.
  • the manufacturing method of the battery 301 is the same as the manufacturing method of the battery 101 according to the second embodiment shown in FIG.
  • the fifth embodiment is mainly different from the first to fourth embodiments in that each of the first conductive member and the second conductive member is connected to the current collector via an adhesive.
  • the differences from the first to fourth embodiments will be mainly described, and the common points will be omitted or simplified.
  • FIG. 9 is a plan view and a cross-sectional view of the battery 401 according to the present embodiment.
  • FIG. 9A is a plan view of the battery 401 as viewed from the positive side of the z-axis.
  • FIG. 9B shows a cross section at the position indicated by the IXb-IXb line in FIG. 9A.
  • FIG. 9 (c) shows a cross section at the position indicated by the IXc-IXc line of FIG. 9 (a).
  • the battery 401 includes a power generation element 10, a first extraction electrode 20, a second extraction electrode 30, an insulating layer 40, an adhesive layer 420, and an adhesive layer 430. Since the power generation element 10, the first extraction electrode 20, the second extraction electrode 30, and the insulating layer 40 are the same as those in the first embodiment, the description thereof will be omitted.
  • the adhesive layer 420 is located between the first current collector 12 and the first conductive member 21.
  • the adhesive layer 420 adheres the main surface 12a of the first current collector 12 to the first conductive member 21. That is, the first conductive member 21 is connected to the main surface 12a of the first current collector 12 via the adhesive layer 420.
  • the adhesive layer 420 covers the entire main surface 12a. As shown in FIGS. 9B and 9C, the adhesive layer 420 also covers the upper surface of the insulating layer 40. The adhesive layer 420 may cover only the main surface 12a and not the upper surface of the insulating layer 40. Further, the adhesive layer 420 may cover only a part of the main surface 12a.
  • the adhesive layer 420 has conductivity.
  • the adhesive layer 420 is formed using a conductive resin material.
  • the adhesive layer 420 may be a solder layer.
  • the adhesive layer 420 may be a conductive carbon tape.
  • the adhesive layer 430 is located between the second current collector 15 and the second conductive member 31.
  • the adhesive layer 430 adheres the main surface 15a of the second current collector 15 to the second conductive member 31. That is, the second conductive member 31 is connected to the main surface 15a of the second current collector 15 via the adhesive layer 430.
  • the adhesive layer 430 covers the entire main surface 15a. As shown in FIGS. 9B and 9C, the adhesive layer 430 also covers the lower surface of the insulating layer 40. The adhesive layer 430 may cover only the main surface 15a and not the lower surface of the insulating layer 40. Further, the adhesive layer 430 may cover only a part of the main surface 15a.
  • the adhesive layer 430 has conductivity.
  • the adhesive layer 430 is formed by using a conductive resin material.
  • the adhesive layer 430 may be a solder layer.
  • the adhesive layer 430 may be a conductive carbon tape.
  • the adhesive layer 430 may be made of the same material as the adhesive layer 420, or may be made of a different material.
  • the adhesive strength between the conductive member and the current collector can be increased, it is possible to prevent the conductive member and the lead from being detached from the power generation element 10. Therefore, the reliability of the battery 401 can be improved.
  • the manufacturing method of the battery 401 is the same as the manufacturing method of the battery 1 according to the first embodiment shown in FIG.
  • the adhesive layer 420 is formed on at least one of the main surface 12a of the first current collector 12 and the first conductive member 21, and then the first The current collector 12 and the first conductive member 21 are connected.
  • the second current collector 15 and the second conductive member 31 are connected to each other.
  • the battery 401 does not have to include at least one of the adhesive layers 420 and 430.
  • one of the first take-out electrode 20 and the second take-out electrode 30 is in contact with the first current collector 12 or the second current collector 15 and is fixed by the restraining pressure as in the first embodiment. You may.
  • the battery 401 may be provided with the first extraction electrode 120 instead of the first extraction electrode 20. Further, the battery 401 may include a second take-out electrode 130, 230 or 330 instead of the second take-out electrode 30.
  • the battery according to the sixth embodiment is mainly different from the first to fifth embodiments in that it includes a plurality of power generation elements connected in series.
  • the differences from the first to fifth embodiments will be mainly described, and the common points will be omitted or simplified.
  • FIG. 10 is a plan view and a cross-sectional view of the battery 501 according to the present embodiment.
  • FIG. 10A is a plan view of the battery 501 as viewed from the positive side of the z-axis.
  • FIG. 10 (b) shows a cross section at the position shown by the line Xb-Xb of FIG. 10 (a).
  • FIG. 10 (c) shows a cross section at the position shown by the Xc-Xc line of FIG. 10 (a).
  • the battery 501 includes a plurality of power generation elements 10, a first extraction electrode 120, a second extraction electrode 130, and an insulating layer 540. Since the first take-out electrode 120 and the second take-out electrode 130 are the same as those in the second embodiment, the description thereof will be omitted.
  • the plurality of power generation elements 10 are arranged side by side along the thickness direction of each layer. In the example shown in FIG. 10, three power generation elements 10 are stacked in order. The number of stacked power generation elements 10 may be two or four or more.
  • the power generation element 10 located at the uppermost stage is set as the first power generation element
  • the power generation element 10 located at the middle stage is set as the second power generation element.
  • the second electrode 14 of the first power generation element is connected to the first electrode 11 of the second power generation element.
  • the plurality of power generation elements 10 are stacked in order so that the current collectors come into contact with each other so as to be electrically connected in series. Specifically, the positive electrode current collector of one power generation element 10 and the negative electrode current collector of the other power generation element 10 are connected. As shown in FIG. 10 (c), the upper surface of the first current collector 12 of one power generation element 10 and the second current collector 15 of the power generation element 10 located above the one power generation element 10. It is in contact with the bottom surface. A conductive member may be interposed between the upper surface of the first current collector 12 and the lower surface of the second current collector 15.
  • the first extraction electrode 120 is connected to the main surface 12a of the first current collector 12 of the power generation element 10 located at the uppermost stage among the plurality of power generation elements 10.
  • the second extraction electrode 130 is connected to the main surface 15a of the second current collector 15 of the power generation element 10 located at the bottom of the plurality of power generation elements 10.
  • the insulating layer 540 is provided in a frame shape along the end face of the power generation element 10, similarly to the insulating layer 140 according to the second embodiment. In the present embodiment, the insulating layer 540 is provided in a frame shape along each end face of the plurality of power generation elements 10. Further, the insulating layer 540 covers the end portion of the main surface 12a of the first current collector 12 of the uppermost power generation element 10. Further, the insulating layer 540 covers the end portion of the main surface 15a of the second current collector 15 of the lowermost power generation element 10.
  • the battery 501 according to the present embodiment since the plurality of power generation elements 10 connected in series are included, it is possible to realize a battery 501 having a high voltage to be taken out and high reliability. ..
  • the manufacturing method of the battery 501 is the same as the manufacturing method of the battery 101 according to the second embodiment shown in FIG.
  • the plurality of power generation elements 10 are laminated.
  • the cutting step (S14) may be collectively performed on the plurality of power generation elements 10 after stacking.
  • the first take-out electrode 120 and the second take-out electrode 130 are connected to each of the plurality of power generation elements 10 which are laminated and whose outer peripheral end is cut (S20).
  • the insulating layer 540 is formed so as to cover each end surface of the plurality of power generation elements 10, the upper surface of the uppermost power generation element 10, and the outer peripheral ends of each of the lower surfaces of the lowermost power generation element 10 ( S16).
  • the battery 501 may be provided with the first extraction electrode 20 instead of the first extraction electrode 120. Further, the battery 501 may include a second extraction electrode 30, 230 or 330 instead of the second extraction electrode 130. The battery 501 may also include at least one of the adhesive layers 420 and 430.
  • the battery according to the seventh embodiment is mainly different from the first to sixth embodiments in that it includes a plurality of power generation elements connected in parallel.
  • the differences from the first to sixth embodiments will be mainly described, and the common points will be omitted or simplified.
  • FIG. 11 is a plan view and a cross-sectional view of the battery 601 according to the present embodiment.
  • FIG. 11A is a plan view of the battery 601 viewed from the positive side of the z-axis.
  • FIG. 11 (b) shows a cross section at the position indicated by the XIb-XIb line of FIG. 11 (a).
  • FIG. 11 (c) shows a cross section at the position indicated by the XIc-XIc line of FIG. 11 (a).
  • the battery 601 includes a plurality of power generation elements 10, a first extraction electrode 620, a second extraction electrode 130, and an insulating layer 540. Since the second take-out electrode 130 is the same as that of the second embodiment, the description thereof will be omitted.
  • the insulating layer 540 includes a point that the shape is different from that of the sixth embodiment, but since it is substantially the same, the description thereof will be omitted.
  • the plurality of power generation elements 10 are arranged side by side along the thickness direction of each layer. In the example shown in FIG. 11, two power generation elements 10 are stacked in order. The number of stacked power generation elements 10 may be three or more.
  • the power generation element 10 located in the upper stage is set as the first power generation element
  • the power generation element 10 located in the lower stage is set as the second power generation element.
  • the second electrode 14 of the first power generation element is connected to the second electrode 14 of the second power generation element.
  • the plurality of power generation elements 10 are stacked in order so as to be electrically connected in parallel. That is, the positive electrode current collectors of the plurality of power generation elements 10 or the negative electrode current collectors are connected to each other. In the case of the two power generation elements 10, both the uppermost layer and the lowermost layer are electrodes having the same polarity. Therefore, as shown in FIGS. 11 (b) and 11 (c), the first take-out electrode 620 includes two first conductive members 121 and 621.
  • the two first conductive members 121 and 621 are connected to the main surface 12a of each first current collector 12 of the two power generation elements 10, respectively.
  • the main surface 12a of the first current collector 12 of the upper power generation element 10 is the upper surface
  • the main surface 12a of the first current collector 12 of the lower power generation element 10 is the lower surface.
  • the two first conductive members 121 and 621 each project from the power generation element 10 in the negative direction of the x-axis in a plan view.
  • the first lead 22 is connected between the two first conductive members 121 and 621.
  • the first lead 22 may be connected only to the first conductive member 121, and the battery 601 may further include another first lead connected to the first conductive member 621. That is, the battery 601 may include two first extraction electrodes 120.
  • the second extraction electrode 130 is connected to the second current collector 15 of each of the two power generation elements 10. That is, two second current collectors 15 are connected to each of the upper surface and the lower surface of the second conductive member 131 of the second extraction electrode 130.
  • the battery 601 since the plurality of power generation elements 10 connected in parallel are included, a battery 601 having a large capacity and high reliability can be realized.
  • the manufacturing method of the battery 601 is the same as the manufacturing method of the battery 101 according to the second embodiment shown in FIG. Specifically, after the formation of the power generation elements 10 (S10 to S14) is performed a plurality of times in parallel or sequentially, the plurality of power generation elements 10 are laminated. At this time, the two power generation elements 10 are laminated with the second extraction electrode 130 interposed therebetween. After that, the first take-out electrode 620 is connected (S20). After that, the insulating layer 540 is formed so as to cover each end surface of the plurality of power generation elements 10, the upper surface of the uppermost power generation element 10, and the outer peripheral ends of each of the lower surfaces of the lowermost power generation element 10 ( S16).
  • the first take-out electrode 620 may include the first conductive member 21 instead of the first conductive member 121 or 621. Further, the battery 601 may include a second extraction electrode 30, 230 or 330 instead of the second extraction electrode 130. The battery 601 may also include at least one of the adhesive layers 420 and 430.
  • FIG. 12 is a plan view and a cross-sectional view of the battery 701 according to a modified example of the present embodiment.
  • FIG. 12A is a plan view of the battery 701 as viewed from the positive side of the z-axis.
  • FIG. 12B shows a cross section at the position shown by the line XIIb-XIIb in FIG. 12A.
  • FIG. 12 (c) shows a cross section at the position indicated by the XIIc-XIIC line of FIG. 12 (a).
  • the battery 701 has a laminated structure of the two batteries 601 shown in FIG. Specifically, the battery 701 includes two batteries 601 and an insulating sheet 750. The two batteries 601 are laminated via an insulating sheet 750.
  • the insulating sheet 750 is, for example, an insulating resin material and also functions as a cushioning material. The stress generated by the expansion of the battery 701 due to heat generation can be relaxed by the insulating sheet 750. The battery 701 does not have to include the insulating sheet 750.
  • the second lead 32 of the second take-out electrode 130 of the two batteries 601 is shared by one. That is, the two second extraction electrodes 130 have the same configuration as the first extraction electrode 620. The two second leads 32 do not have to be shared.
  • FIG. 13 is a plan view of the take-out electrode 820 according to the first modification.
  • the take-out electrode 820 can be used as at least one of the first take-out electrode and the second take-out electrode according to each of the above-described embodiments.
  • the take-out electrode 820 includes a conductive member 821 and a lead 822. Since the lead 822 is the same as the first lead 22 or the second lead 32 according to the first embodiment, the description thereof will be omitted.
  • the conductive member 821 is different from the first conductive member and the second conductive member according to each embodiment in that the sheet resistance is not uniform. Specifically, the sheet resistance of the conductive member 821 decreases as the distance from the lead 822 increases. In this modification, since the lead 822 is provided at the end in the positive direction of the x-axis, the sheet resistance of the conductive member 821 decreases toward the negative direction of the x-axis.
  • the conductive member 821 is provided with a plurality of through holes 823.
  • the sheet resistance of the conductive member 821 is adjusted by at least one of the arrangement density and the opening area of the plurality of through holes 823.
  • the plurality of through holes 823 shown in FIG. 13 have the same size and the same opening area.
  • the arrangement density of the plurality of through holes 823 becomes smaller as the distance from the lead 822 increases. That is, in the region close to the lead 822, the number of the plurality of through holes 823 is large, and in the region away from the lead 822, the number of the plurality of through holes 823 is small.
  • the sheet resistance increases in the region close to the lead 822 of the conductive member 821, and decreases in the region away from the lead 822 of the conductive member 821.
  • the plurality of through holes 823 can be formed by punching the flat conductive member 821.
  • the electric field tends to concentrate in the region close to the lead 822. In the part where the electric field is concentrated, the deterioration of the power generation element tends to proceed.
  • the opening areas of the plurality of through holes 823 may be different.
  • the opening area of the plurality of through holes 823 becomes smaller as the distance from the lead 822 increases. Also in this case, since the local electric field concentration can be suppressed, the local deterioration of the battery can be suppressed. Therefore, the reliability of the battery can be improved.
  • FIG. 14 is a plan view and a cross-sectional view of the take-out electrode 920 according to the second modification.
  • FIG. 14A is a plan view of the take-out electrode 920 as viewed from the negative side of the z-axis.
  • FIG. 14 (b) shows a cross section at the position indicated by the XIVb-XIVb line of FIG. 14 (a).
  • the take-out electrode 920 includes a conductive member 921 and a lead 822.
  • the thickness of the conductive member 921 increases as the distance from the lead 822 increases.
  • the conductive member 921 has main surfaces 921a and 921b.
  • the main surface 921a is a surface connected to the current collector.
  • the main surface 921b is a surface opposite to the main surface 921a and is inclined with respect to the main surface 921a. As a result, the thickness of the conductive member 921 changes smoothly according to the distance from the lead 822.
  • the main surface 921a may be formed in a stepped shape.
  • the take-out electrode 920 shown in FIG. 14 can also suppress the local electric field concentration, so that the local deterioration of the battery can be suppressed.
  • the conductive member 921 may be provided with a plurality of through holes 823.
  • both the positive electrode and the negative electrode of the battery are provided with a conductive member and a lead, but only one of them may be used. That is, the battery does not have to include a second take-out electrode that includes a second conductive member and a second lead.
  • one of the current collectors of the positive electrode and the negative electrode of the battery may be provided with the tabs shown in FIGS. 1 and 2, and the second lead may be directly connected to the tabs. Even in this case, the required cutting accuracy is lower than that in the case where the tabs are provided on both of the two current collectors shown in FIGS. 1 and 2, so that the reliability of the battery can be improved. Can be enhanced.
  • the battery according to the present disclosure can be used as a secondary battery such as an all-solid-state battery used in various electronic devices or automobiles, for example.

Abstract

本開示の電池は、第一電極、第二電極、及び、前記第一電極と前記第二電極との間に位置する電解質層を含む発電要素と、第一取出し電極と、を備え、前記第一電極は、第一集電体と、前記第一集電体と前記電解質層との間に位置する第一活物質層と、を含み、前記第一取出し電極は、前記第一集電体の、前記第一活物質層とは反対側の第一面と接続された第一導電部材と、前記第一導電部材と接続された第一リードと、を含む。

Description

電池
 本開示は、電池に関する。
 特許文献1及び2には、集電端子を備えた電池が開示されている。
特開2010-140703号公報 国際公開第2018/025649号
 電池の信頼性の向上が求められている。
 本開示の一態様に係る電池は、第一電極、第二電極、及び、前記第一電極と前記第二電極との間に位置する電解質層を含む発電要素と、第一取出し電極と、を備え、前記第一電極は、第一集電体と、前記第一集電体と前記電解質層との間に位置する第一活物質層と、を含み、前記第一取出し電極は、前記第一集電体の、前記第一活物質層とは反対側の第一面と接続された第一導電部材と、前記第一導電部材と接続された第一リードと、を含む。
 本開示によれば、信頼性が高い電池を提供することができる。
図1は、従来の電池の構成を示す斜視図である。 図2は、図1のII-II線における電池の断面図である。 図3は、実施の形態1に係る電池の平面図及び断面図である。 図4は、実施の形態1に係る電池の製造方法を示すフローチャートである。 図5は、実施の形態2に係る電池の平面図及び断面図である。 図6は、実施の形態2に係る電池の製造方法を示すフローチャートである。 図7は、実施の形態3に係る電池の平面図及び断面図である。 図8は、実施の形態4に係る電池の平面図及び断面図である。 図9は、実施の形態5に係る電池の平面図及び断面図である。 図10は、実施の形態6に係る電池の平面図及び断面図である。 図11は、実施の形態7に係る電池の平面図及び断面図である。 図12は、実施の形態7の変形例に係る電池の平面図及び断面図である。 図13は、実施の形態の変形例1に係る取出し電極の平面図である。 図14は、実施の形態の変形例2に係る取出し電極の平面図及び断面図である。
 (本開示の基礎となった知見)
 本発明者らは、従来の電池に関して、以下の問題が生じることを見出した。
 図1は、従来の電池1xの構成を示す斜視図である。図2は、図1のII-II線における電池1xの断面図である。
 従来の電池1xは、図1及び図2に示されるように、正極11xと、負極14xと、固体電解質層17xとを備える全固体電池である。正極11xは、正極集電体12xと、正極活物質層13xとを含む。負極14xは、負極集電体15xと、負極活物質層16xとを含む。正極11xと負極14xとの間に固体電解質層17xが設けられている。
 従来の電池1xでは、図1及び図2に示されるように、正極集電体12xには、タブ18xが設けられる。タブ18xは、正極集電体12xの一部であって、正極活物質層13xによって覆われていない部分である。タブ18xには、リード22xが取り付けられている。同様に、負極集電体15xには、タブ19xが設けられる。タブ19xは、負極集電体15xの一部であって、負極活物質層16xによって覆われていない部分である。タブ19xには、リード32xが取り付けられている。リード22x及び32xは、電池1xの取出し電極である。
 電池1xを製造する場合、正極11x、固体電解質層17x及び負極14xを含む積層体を厚み方向にプレスして圧縮すること(以下、接合プレスと記載)が行われる。接合プレスが行われることで、正極活物質層13x、負極活物質層16x及び固体電解質層17xの各層において緻密度を向上させ、粒子同士の良好な接触界面を形成することができる。
 接合プレスを行った場合、各層では、圧縮方向に直交する方向に伸びが発生する。この伸びによる歪みの影響を最も大きく受けるのは、各層の開放端である外周端部である。このため、電池1xの中央部と外周端部とにおいて、各層の膜厚が異なりうる。この場合、電池1xの外周端部は、設計通りの膜厚構成ではないため、設計通りの電池性能が得られない部分になる。このため、当該外周端部を含む電池全体の信頼性が低下する一因になる。
 これに対する対策として、外周端部を取り除くことが考えられる。つまり、設計通りの膜厚構成が得られていない外周端部を切断して除去することで、全面に亘って均一な特性を有する電池1xを実現することができる。
 しかしながら、図1及び図2に示される電池1xの場合、タブ18x及び19xを残しながら、外周端部を切断しなければならない。これには、非常に高い切断精度が要求される。したがって、タブ18x及び19xを形成しつつ、外周端部が切断された信頼性が高い電池1xを実現することが難しい。
 以上のように、従来の電池1xでは、信頼性を高めることができないという問題がある。
 これに対して、本開示の一態様に係る電池は、第一電極、第二電極、及び、前記第一電極と前記第二電極との間に位置する電解質層を含む発電要素と、第一取出し電極と、備える。前記第一電極は、第一集電体と、前記第一集電体と前記電解質層との間に位置する第一活物質層と、を含む。前記第一取出し電極は、前記第一集電体の、前記第一活物質層とは反対側の第一面と接続された第一導電部材と、前記第一導電部材と接続された第一リードと、を含む。
 このように、第一リードが第一導電部材を介して第一集電体に接続されているので、例えば、発電要素の外周端部を切断した後に、第一リードを第一集電体に後付けすることができる。このため、外周端部の切断に高い精度が要求されずに、簡単に発電要素の性能の信頼性を高めることができる。したがって、本態様によれば、信頼性が高い電池を提供することができる。
 ところで、リードは、一般的に100μm程度の厚みを有する。集電体にリードを直接接続した場合、接続部分において、リードの厚み分に相当する局所的な凹凸が生じる。電池は、実使用において、電池の外部から大きな拘束圧を印加される場合がある。この場合、集電体に局所的な凹凸が存在していると、電池が受ける拘束圧にもばらつきが発生する。拘束圧のばらつきは、電池性能の劣化が局所的に加速される恐れがあり、電池の信頼性を低下させる。
 これに対して、本開示の一態様に係る電池では、例えば、前記第一導電部材は、平面視において、前記第一集電体と重ならない領域を有してもよい。前記第一リードは、前記領域において前記第一導電部材と接続されていてもよい。
 これにより、第一リードが第一集電体に重ならないので、発電要素が受ける拘束圧のばらつきを抑制することができる。したがって、電池の信頼性を更に高めることができる。
 また、例えば、前記第一導電部材は、前記第一集電体の前記第一面に接触していてもよい。
 これにより、第一導電部材と第一集電体との接触抵抗を減らすことができるので、電池の取出し効率を高めることができる。
 また、例えば、本開示の一態様に係る電池は、前記第一集電体と前記第一導電部材との間に位置する接着層をさらに備えてもよい。前記第一導電部材は、前記接着層を介して前記第一集電体の前記第一面に接続されてもよい。
 これにより、第一導電部材と第一集電体との固着強度を高めることができるので、第一導電部材及び第一リードが発電要素から脱離するのを抑制することができる。このため、電池の信頼性を高めることができる。
 また、例えば、前記接着層は、導電性を有してもよい。
 これにより、第一導電部材と第一集電体との固着強度を高めつつ、電池の取出し効率を高めることができる。
 また、例えば、前記第一集電体と前記第一導電部材とは、同じ材料を用いて形成されていてもよい。すなわち、前記第一集電体と前記第一導電部材とは、同じ材料を含んでもよい。
 これにより、第一導電部材と第一集電体との密着性を高めることができ、第一導電部材と第一集電体との接触抵抗を更に減らすことができる。したがって、電池の取出し効率を更に高めることができる。
 また、例えば、前記導電部材の厚みは、前記第一集電体の厚み以上であってもよい。
 これにより、第一導電部材の強度を高めることができるので、破損などを抑制することができる。このため、電池の信頼性を高めることができる。
 また、例えば、本開示の一態様に係る電池は、前記発電要素の端面に沿って枠状に設けられた絶縁層をさらに備えてもよい。
 これにより、発電要素の端部において正極と負極との短絡を抑制することができ、電池の信頼性を高めることができる。
 また、例えば、前記絶縁層は、さらに、前記第一集電体の前記第一面の端部を覆っていてもよい。
 これにより、第一導電部材の外周端を絶縁層によって保護することができるので、電池の信頼性を高めることができる。
 また、例えば、前記第一導電部材は、平面視において、前記第一集電体の前記第一面の全体を覆ってもよい。
 これにより、第一導電部材と第一集電体との接触面積を最大にすることができるので、第一導電部材と第一集電体との接触抵抗を減らすことができる。したがって、電池の取出し効率を高めることができる。
 また、例えば、前記第一導電部材は、前記第一リードから離れる程、シート抵抗が小さくなってもよい。
 これにより、局所的な電界集中を抑制することができるので、電池の局所的な劣化を抑制することができる。したがって、電池の信頼性を高めることができる。
 また、例えば、前記第一導電部材には、複数の貫通孔が設けられてもよい。前記複数の貫通孔の配置密度及び開口面積の少なくとも一方は、前記第一リードから離れる程、小さくなってもよい。
 これにより、例えば、第一導電部材の厚みを均一に保ったまま、局所的な電界集中を抑制することができる。第一導電部材の厚みが均一であることで、発電要素にかかる拘束圧のばらつきを抑制することができる。したがって、電池の信頼性を更に高めることができる。
 また、例えば、前記第一導電部材の厚みは、前記第一リードから離れる程、大きくなってもよい。
 これにより、第一導電部材の厚みを異ならせることで、簡単に局所的な電界集中を抑制することができる。したがって、電池の取出し効率を高めることができる。
 また、例えば、本開示の一態様に係る電池は、第二取出し電極をさらに備えてもよい。前記第二電極は、第二集電体と、前記第二集電体と前記電解質層との間に位置する第二活物質層と、を含む。前記第二取出し電極は、前記第二集電体の、前記第二活物質層とは反対側の第二面と接続された第二導電部材と、前記第二導電部材と接続された第二リードと、を含んでもよい。
 これにより、第二リードが第二導電部材を介して第二集電体に接続されているので、例えば、発電要素の外周端部を切断した後に、第二リードを第二集電体に後付けすることができる。このため、外周端部の切断に高い精度が要求されずに、簡単に発電要素の性能の信頼性を高めることができる。したがって、本態様によれば、信頼性が高い電池を提供することができる。
 また、例えば、前記第一導電部材は、平面視において、前記発電要素から第一方向に張り出していてもよい。前記第二導電部材は、平面視において、前記発電要素から第二方向に張り出していてもよい。前記第一リードは、前記第一導電部材の張り出した部分に接続されていてもよい。前記第二リードは、前記第二導電部材の張り出した部分に接続されていてもよい。
 これにより、第一導電部材及び第二導電部材の各々が平面視において発電要素に重ならないので、発電要素が受ける拘束圧のばらつきを抑制することができる。したがって、電池の信頼性を更に高めることができる。
 また、例えば、前記第一方向と前記第二方向とは、反対方向であってもよい。
 これにより、第一リードと第二リードとの距離を開けることができる。したがって、短絡の発生を抑制することができるので、電池の信頼性を高めることができる。
 また、例えば、前記第一方向と前記第二方向とは、同一方向であってもよい。
 これにより、第一リードと第二リードとを近くに配置することができるので、実装面積に制約があるような場合に好適である。例えば、電池が基板に実装される場合に、基板と電池との接続に要する面積を小さくすることができるので、基板に実装される他の回路素子及び配線などのレイアウトの自由度を高めることができる。
 また、例えば、前記第一方向と前記第二方向とは、直交していてもよい。
 これにより、電池の正極及び負極の各々の取出し方向が、実装時の要求に応じて調整可能である。
 また、例えば、前記電解質層は、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、信頼性が高い全固体電池を提供することができる。
 また、例えば、本開示の一態様に係る電池は、前記発電要素を複数備えてもよい。前記第一取出し電極は、複数の前記発電要素の1つである第一発電要素の前記第一集電体に接続されてもよい。複数の前記発電要素の1つである第二発電要素は、前記第一発電要素の前記第二電極側に積層されていてもよい。
 これにより、電池が複数の発電要素を含むので、取り出される電圧及び電池容量の少なくとも一方が高く、かつ、信頼性が高い電池を実現することができる。
 また、例えば、前記第一発電要素の前記第二電極は、前記第二発電要素の前記第一電極と接続されていてもよい。
 これにより、電池から取り出される電圧を高めることができる。
 また、例えば、前記第一発電要素の前記第二電極は、前記第二発電要素の前記第二電極と接続されていてもよい。
 これにより、電池容量を高めることができる。
 以下では、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、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
 また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
 また、本明細書において、平行又は直交などの要素間の関係性を示す用語、及び、長方形又は円形などの要素の形状を示す用語、並びに、数値範囲は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数%程度の差異をも含むことを意味する表現である。
 また、本明細書及び図面において、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、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。z軸の正側を単に「上方」及び「上側」として扱い、z軸の負側を単に「下方」及び「下側」として扱う場合がある。例えば、電池の各層のz軸の正側の面を「上面」と記載し、z軸の負側の面を「下面」と記載する場合がある。
 また、本明細書において「平面視」とは、電池における積層方向に沿って電池を見た場合を意味し、本明細書における「厚み」とは、電池及び各層の積層方向の長さである。
 また、本明細書において「内側」及び「外側」などにおける「内」及び「外」とは、電池における積層方向に沿って電池を見た場合における内、外のことである。
 また、本明細書において、電池の構成における「上」及び「下」という用語は、絶対的な空間認識における上方向(鉛直上方)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)
 [電池の概要]
 まず、実施の形態1に係る電池について、図3を用いて説明する。
 図3は、本実施の形態に係る電池1の平面図及び断面図である。具体的には、図3の(a)は、電池1のz軸の正側から見た平面図である。図3の(b)は、図3の(a)のIIIb-IIIb線で示される位置での断面が示されている。図3の(c)は、図3の(a)のIIIc-IIIc線で示される位置での断面が示されている。なお、図3の(c)では、断面の奥方に位置している第一リード22の図示を省略している。これは、以降の各図において同様である。
 図3に示されるように、電池1は、発電要素10と、第一取出し電極20と、第二取出し電極30と、絶縁層40とを備える。電池1は、全固体電池である。
 発電要素10は、第一電極11と、第二電極14と、固体電解質層17とを含む。第一電極11は、第一集電体12と、第一集電体12に接して配置される第一活物質層13とを含む。第二電極14は、第一電極11の対極である。第二電極14は、第二集電体15と、第二集電体15に接して配置される第二活物質層16とを含む。固体電解質層17は、第一電極11と第二電極14との間に位置する電解質層の一例であり、第一活物質層13及び第二活物質層16の各々に接している。
 発電要素10は、外周端部が切断された第一電極11、第二電極14及び固体電解質層17の積層体である。つまり、各層を積層した積層体に対して接合プレスを行い、膜厚のばらつきが発生しうる外周端部を切断して取り除いたものが発電要素10である。したがって、発電要素10は、電池性能のばらつきが抑制され、信頼性が高められている。
 本実施の形態では、外周端部が切断された後の信頼性が高い発電要素10に対して、第一取出し電極20及び第二取出し電極30が接続されている。このため、信頼性が高い電池1が実現される。
 以下では、発電要素10、第一取出し電極20及び第二取出し電極30の各々の具体的な構成について説明する。
 [発電要素]
 まず、発電要素10の各構成要素の詳細について説明する。
 本実施の形態では、第一電極11が正極であり、第二電極14が負極である。つまり、第一集電体12は、正極集電体であり、第一活物質層13は、正極活物質を含む。第二集電体15は、負極集電体であり、第二活物質層16は、負極活物質を含む。
 なお、第一電極11が負極であり、第二電極14が正極であってもよい。つまり、第一集電体12は、負極集電体であり、第一活物質層13は、負極活物質を含んでもよい。第二集電体15は、正極集電体であり、第二活物質層16は、正極活物質を含んでもよい。
 第一集電体12、第一活物質層13、固体電解質層17、第二活物質層16及び第二集電体15はそれぞれ、平面視形状が矩形である。第一集電体12、第一活物質層13、固体電解質層17、第二活物質層16及び第二集電体15の平面視形状は、特に制限されず、円形、楕円形又は多角形などの矩形以外の形状であってもよい。
 また、本実施の形態では、第一集電体12、第一活物質層13、固体電解質層17、第二活物質層16及び第二集電体15は、互いに同じ大きさであり、平面視で各々の輪郭が一致しているが、これに限らない。例えば、第一活物質層13は、第二活物質層16よりも小さくてもよい。第一活物質層13及び第二活物質層16は、固体電解質層17よりも小さくてもよい。
 本明細書において、第一集電体12及び第二集電体15を特に区別しない場合、総称して単に「集電体」と称する場合がある。なお、集電体は、導電性を有する材料で形成されていればよく、特に限定されない。
 集電体としては、例えば、ステンレス、ニッケル(Ni)、アルミニウム(Al)、鉄(Fe)、チタン(Ti)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、金(Au)若しくは白金(Pt)、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、若しくは網目状体などが用いられる。集電体の材料は、製造プロセス、使用温度及び使用圧力で溶融及び分解しないこと、並びに、集電体にかかる電池の動作電位及び導電性を考慮して適宜選択される。また、集電体の材料は、要求される引張強度及び耐熱性に応じても選択されうる。集電体は、例えば、高強度電解銅箔、又は、異種金属箔を積層したクラッド材であってもよい。本実施の形態では、第一集電体12は、アルミニウムを主成分として含む。第二集電体15は、銅を主成分として含む。
 集電体の厚さは、例えば、10μm以上100μm以下の範囲内である。なお、集電体の表面は、第一活物質層13又は第二活物質層16との密着性を高める観点から、凹凸のある粗面に加工されていてもよい。また、集電体の表面には、有機バインダーなどの接着成分が塗布されていてもよい。これにより、集電体と他の層との界面の接合性が強化され、電池1の機械的及び熱的信頼性、並びに、サイクル特性などを高めることができる。
 第一活物質層13は、第一集電体12と固体電解質層17との間に位置している。具体的には、第一活物質層13は、第一集電体12の、固体電解質層17側の主面に接して配置されている。本実施の形態では、第一活物質層13は、少なくとも正極活物質を含む。つまり、第一活物質層13は、正極活物質などの正極材料を主に含む層である。
 正極活物質は、負極よりも高い電位で結晶構造内にリチウム(Li)イオン又はマグネシウム(Mg)イオンなどの金属イオンが挿入又は離脱され、これに伴って酸化又は還元が行われる物質である。正極活物質の種類は、電池1の種類に応じて適宜選択することができ、公知の正極活物質が用いられうる。
 正極活物質には、リチウムと遷移金属元素とを含む化合物が挙げられ、例えば、リチウムと遷移金属元素とを含む酸化物、及び、リチウムと遷移金属元素とを含むリン酸化合物などが挙げられる。リチウムと遷移金属元素とを含む酸化物としては、例えば、LiNi1-x(ここで、Mは、Co、Al、Mn、V、Cr、Mg、Ca、Ti、Zr、Nb、Mo及びWのうち少なくとも1つの元素であり、xは、0<x≦1である)などのリチウムニッケル複合酸化物、コバルト酸リチウム(LiCoO)、ニッケル酸リチウム(LiNiO)、マンガン酸リチウム(LiMn)などの層状酸化物、又は、スピネル構造を持つマンガン酸リチウム(例えば、LiMn、LiMnO、LiMnO)などが用いられる。リチウムと遷移金属元素とを含むリン酸化合物としては、例えば、オリビン構造を持つリン酸鉄リチウム(LiFePO)などが用いられる。また、正極活物質には、硫黄(S)、硫化リチウム(LiS)などの硫化物を用いることもでき、その場合、正極活物質粒子に、ニオブ酸リチウム(LiNbO)などをコーティング、又は、添加したものを正極活物質として用いることができる。なお、正極活物質には、これらの材料の1種のみが用いられてもよく、これらの材料のうちの2種以上が組み合わされて用いられてもよい。
 上述の通り、正極活物質層である第一活物質層13は、少なくとも正極活物質を含んでいればよい。第一活物質層13は、正極活物質と他の添加材料との合剤から構成される合剤層であってもよい。他の添加材料としては、例えば、無機系固体電解質又は硫化物系固体電解質などの固体電解質、アセチレンブラックなどの導電助材、及び、ポリエチレンオキシド又は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うる。第一活物質層13は、正極活物質と固体電解質などの他の添加材料とを所定の割合で混合することにより、第一活物質層13内でのリチウムイオン導電性を向上させることができるとともに、電子伝導性を向上させることができる。
 第一活物質層13の厚みは、例えば、5μm以上300μm以下の範囲内であるが、これに限らない。
 第二活物質層16は、第二集電体15と固体電解質層17との間に位置している。具体的には、第二活物質層16は、第二集電体15の、固体電解質層17側の主面に接して配置されている。本実施の形態では、第二活物質層16は、少なくとも負極活物質を含む。つまり、第二活物質層16は、負極活物質などの負極材料を主に含む層である。
 負極活物質は、正極よりも低い電位で結晶構造内にリチウム(Li)イオン又はマグネシウム(Mg)イオンなどの金属イオンが挿入又は離脱され、これに伴って酸化又は還元が行われる物質である。負極活物質の種類は、電池1の種類に応じて適宜選択することができ、公知の負極活物質が用いられうる。
 負極活物質には、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、黒鉛炭素繊維又は樹脂焼成炭素などの炭素材料、及び、固体電解質と合剤化される合金系材料などが用いられうる。合金系材料としては、例えば、LiAl、LiZn、LiBi、LiCd、LiSb、LiSi、Li4.4Pb、Li4.4Sn、Li0.17C若しくはLiCなどのリチウム合金、チタン酸リチウム(LiTi12)などのリチウムと遷移金属元素との酸化物、酸化亜鉛(ZnO)、又は、酸化ケイ素(SiO)などの金属酸化物などが用いられうる。なお、負極活物質には、これらの材料の1種のみが用いられてもよく、これらの材料のうちの2種以上が組み合わされて用いられてもよい。
 上述の通り、負極活物質層である第二活物質層16は、少なくとも負極活物質を含んでいればよい。第二活物質層16は、負極活物質と他の添加材料との合剤から構成される合剤層であってもよい。他の添加材料としては、例えば、無機系固体電解質又は硫化物系固体電解質などの固体電解質、アセチレンブラックなどの導電助材、及び、ポリエチレンオキシド又は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うる。第二活物質層16は、負極活物質と固体電解質などの他の添加材料とを所定の割合で混合することにより、第二活物質層16内でのリチウムイオン導電性を向上させることができるとともに、電子伝導性を向上させることできる。
 第二活物質層16の厚みは、例えば、5μm以上300μm以下の範囲内であるが、これに限らない。
 固体電解質層17は、第一活物質層13と第二活物質層16との間に配置され、それぞれに接している。固体電解質層17は、少なくとも固体電解質を含む。固体電解質層17は、例えば、主成分として固体電解質を含む。
 固体電解質は、イオン導電性を有する公知の電池用の固体電解質であればよい。固体電解質には、例えば、リチウムイオン又はマグネシウムイオンなどの金属イオンを伝導する固体電解質が用いられうる。固体電解質の種類は、伝導イオン種に応じて適宜選択すればよい。
 固体電解質には、例えば、硫化物系固体電解質又は酸化物系固体電解質などの無機系固体電解質が用いられうる。硫化物系固体電解質としては、例えば、LiS-P系、LiS-SiS系、LiS-B系、LiS-GeS系、LiS-SiS-LiI系、LiS-SiS-LiPO系、LiS-Ge系、LiS-GeS-P系、又は、LiS-GeS-ZnS系などのリチウム含有硫化物が用いられうる。酸化物系固体電解質としては、例えば、LiO-SiO、又は、LiO-SiO-Pなどのリチウム含有金属酸化物、Li1-zなどのリチウム含有金属窒化物、リン酸リチウム(LiPO)、及び、リチウムチタン酸化物などのリチウム含有遷移金属酸化物などが用いられうる。固体電解質としては、これらの材料の1種のみが用いられてもよく、これらの材料のうちの2種以上の材料が組み合わされて用いられてもよい。本実施の形態では、固体電解質層17は、一例として、リチウムイオン伝導性を有する固体電解質を含む。
 固体電解質層17は、上記固体電解質材料に加えて、ポリエチレンオキシド又はポリフッ化ビニリデンなどの結着用バインダーなどを含んでいてもよい。
 固体電解質層17の厚みは、例えば、5μm以上150μm以下の範囲内であるが、これに限らない。
 なお、固体電解質の材料は、粒子の凝集体として構成されてもよい。また、固体電解質の材料は、焼結組織で構成されていてもよい。
 [第一取出し電極及び第二取出し電極]
 次に、第一取出し電極20及び第二取出し電極30の詳細について説明する。
 図3に示されるように、第一取出し電極20は、第一導電部材21と、第一リード22とを含む。第二取出し電極30は、第二導電部材31と、第二リード32とを含む。
 第一導電部材21は、第一集電体12の主面12aと接続されている。主面12aは、第一集電体12の、第一活物質層13とは反対側の第一面である。本実施の形態では、図3の(b)及び(c)に示されるように、第一導電部材21は、第一集電体12の主面12aに接触している。第一導電部材21と第一集電体12とは、接触面積が大きくなるように、互いに面接触している。
 本実施の形態では、第一導電部材21は、平面視において、第一集電体12の主面12aの全体を覆っている。なお、主面12aの輪郭は、図3の(a)に示される発電要素10の輪郭に一致している。第一導電部材21は、平面視において、第一集電体12より大きい。第一導電部材21は、平面視において、第一集電体12と重ならない領域21aを有する。
 第一導電部材21は、導電性を有する平板状の部材である。具体的には、第一導電部材21は、金属箔である。第一導電部材21を構成する材料としては、例えば、ステンレス、ニッケル、アルミニウム、鉄、チタン、銅、パラジウム、金若しくは白金、又は、これらの2種以上の合金などを用いることができる。第一導電部材21は、例えば、第一集電体12と同じ材料を用いて形成されている。すなわち、第一導電部材21は、例えば、第一集電体12と同じ材料を含んでもよい。例えば、第一集電体12がアルミニウムを主成分として含む金属箔である場合、第一導電部材21もアルミニウムを主成分として含む。
 第一導電部材21の厚みは、例えば、10μm以上100μm以下の範囲内である。第一導電部材21の厚みは、第一集電体12の厚み以上である。例えば、第一導電部材21の厚みが第一集電体12の厚みより大きい場合、第一導電部材21の強度を高めることができる。
 第一リード22は、第一導電部材21と接続されている。具体的には、第一リード22は、領域21aにおいて第一導電部材21と接続されている。領域21aは、第一導電部材21の一部であり、平面視において発電要素10から第一方向に張り出した部分である。第一方向は、具体的にはx軸の負方向である。領域21aは、例えば、平面視において、第一導電部材21のうち、第二導電部材31とは重複しない部分である。図3の(b)に示されるように、第一リード22は、第一導電部材21の主面であって、発電要素10側の主面に接続されている。
 第一リード22は、銅、アルミニウム、ニッケル若しくはステンレスなどの金属、又は、これらの金属にめっき処理した線状、箔状若しくは板状の部材である。第一リード22の厚みは、例えば100μmなどの厚みを有する。第一リード22は、例えば第一導電部材21と同じ材料を用いて形成されている。すなわち、第一リード22は、例えば、第一導電部材21と同じ材料を含んでもよい。第一リード22は、例えば、第一導電部材21に対して超音波接続されている。第一リード22と第一導電部材21とは、はんだなどの導電性接着剤を利用して接続されてもよい。
 第一リード22は、一方向に長尺である。本実施の形態では、図3の(a)に示されるように、第一リード22の平面視形状は、y軸方向に長尺な長方形である。第一リード22は、第一導電部材21に対してy軸の正方向に引き出されている。引き出し方向における第一リード22の先端部分は、電池1の略全体を封止するラミネート部材(図示せず)から引き出されており、他の基板などへの電気的及び物理的な接続に利用される。
 第二導電部材31は、第二集電体15の主面15aと接続されている。主面15aは、第二集電体15の、第二活物質層16とは反対側の第二面である。本実施の形態では、図3の(b)及び(c)に示されるように、第二導電部材31は、第二集電体15の主面15aに接触している。第二導電部材31と第二集電体15とは、接触面積が大きくなるように、互いに面接触している。
 本実施の形態では、第二導電部材31は、平面視において、第二集電体15の主面15aの全体を覆っている。なお、主面15aの輪郭は、図3の(a)に示される発電要素10の輪郭に一致している。第二導電部材31は、平面視において、第二集電体15より大きい。第二導電部材31は、平面視において、第二集電体15と重ならない領域31aを有する。
 第二導電部材31は、導電性を有する平板状の部材である。具体的には、第二導電部材31は、金属箔である。第二導電部材31を構成する材料としては、例えば、ステンレス、ニッケル、アルミニウム、鉄、チタン、銅、パラジウム、金若しくは白金、又は、これらの2種以上の合金などを用いることができる。第二導電部材31は、例えば、第二集電体15と同じ材料を用いて形成されている。すなわち、第二導電部材31は、例えば、第二集電体15と同じ材料を含んでもよい。例えば、第二集電体15が銅を主成分として含む金属箔である場合、第二導電部材31も銅を主成分として含む。
 第二導電部材31の厚みは、例えば、10μm以上100μm以下の範囲内である。第二導電部材31の厚みは、第二集電体15の厚み以上である。例えば、第二導電部材31の厚みが第二集電体15の厚みより大きい場合、第二導電部材31の強度を高めることができる。
 第二リード32は、第二導電部材31と接続されている。具体的には、第二リード32は、領域31aにおいて第二導電部材31と接続されている。領域31aは、第二導電部材31の一部であり、平面視において発電要素10から第二方向に張り出した部分である。第二方向は、具体的にはx軸の正方向である。つまり、本実施の形態では、第一方向と第二方向とは、反対方向である。領域31aは、例えば、平面視において、第二導電部材31のうち、第一導電部材21とは重複しない部分である。図3の(b)に示されるように、第二リード32は、第二導電部材31の主面であって、発電要素10側の主面に接続されている。
 第二リード32は、銅、アルミニウム、ニッケル若しくはステンレスなどの金属、又は、これらの金属にめっき処理した線状、箔状若しくは板状の部材である。第二リード32の厚みは、例えば100μmなどの厚みを有する。第二リード32は、例えば第二導電部材31と同じ材料を用いて形成されている。すなわち、第二リード32は、例えば、第二導電部材31と同じ材料を含んでもよい。第二リード32は、例えば、第二導電部材31に対して超音波接続されている。第二リード32と第二導電部材31とは、はんだなどの導電性接着剤を利用して接続されてもよい。
 第二リード32は、一方向に長尺である。本実施の形態では、図3の(a)に示されるように、第二リード32の平面視形状は、y軸方向に長尺な長方形である。第二リード32は、第二導電部材31に対してy軸の正方向に引き出されている。本実施の形態では、第二リード32の引き出し方向と、第一リード22の引き出し方向とは同じである。引き出し方向における第二リード32の先端部分は、電池1の略全体を封止するラミネート部材(図示せず)から引き出されており、他の基板などへの電気的及び物理的な接続に利用される。
 図3の(a)に示されるように、第一リード22と第二リード32とは、平面視において発電要素10を間に挟むように設けられている。すなわち、平面視において、第一リード22と第二リード32との間に、発電要素10が位置している。第一導電部材21と第二導電部材31とは、平面視において、互いに同じ大きさの長方形であり、長手方向にずれて配置されている。第一導電部材21と第二導電部材31との重複部分に発電要素10及び絶縁層40が位置している。
 本実施の形態では、第一取出し電極20と発電要素10との接続、及び、第二取出し電極30と発電要素10との接続は、電池1を封止するラミネート部材(図示せず)によって維持される。ラミネート部材は、電池1の保護を目的とした封止部材であり、金属材料又は樹脂材料を用いて形成される。第一リード22及び第二リード32の先端部分を除いて、電池1の全体がラミネート部材によって真空封止される。
 ラミネート部材の内部が真空状態になることで、大気圧がラミネート部材を介して、電池1の発電要素10に対する厚み方向の拘束力を与えることができる。ラミネート部材による拘束力によって第一導電部材21が第一集電体12に密着し、かつ、第二導電部材31が第二集電体15に密着する。これにより、第一導電部材21と第一集電体12との接触抵抗、及び、第二導電部材31と第二集電体15との接触抵抗を低減することができる。また、ラミネート部材による拘束力によって、第一導電部材21と第一集電体12との位置ずれ、及び、第二導電部材31と第二集電体15との位置ずれなどを抑制することができる。
 [絶縁層]
 絶縁層40は、発電要素10の端面に沿って枠状に設けられた絶縁層である。絶縁層40は、発電要素10の端面が露出しないように、平面視における発電要素10の周囲全部を覆っている。
 絶縁層40は、封止剤などの一般に公知の電池の封止部材の材料を用いて形成される。例えば、絶縁層40は、絶縁性樹脂材料を用いて形成されている。絶縁性樹脂材料としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂又はポリイミド樹脂などが用いられる。
 絶縁層40の幅は、例えば数μm以上であるが、これに限定されない。
 [製造方法]
 続いて、本実施の形態に係る電池1の製造方法について、図4を用いて説明する。図4は、本実施の形態に係る電池1の製造方法を示すフローチャートである。
 図4に示されるように、まず、発電要素10と同等の構成を有する積層体を形成する(S10)。積層体は、接合プレス及び外周端部の切断が行われる前の発電要素10であり、接合プレス及び外周端部の切断が行われる前の第一電極11、固体電解質層17及び第二電極14を備える。積層体の形成方法としては、公知の発電要素の形成方法を利用することができる。
 次に、形成した積層体に対して接合プレスを行う(S12)。これにより、積層体の中央部分において設計通りの電池特性を実現することができる。接合プレスの後、積層体の外周端部を切断する(S14)。これにより、面内において電池性能のばらつきが少なく、信頼性の高い発電要素10を形成することができる。
 次に、絶縁層40を形成する(S16)。例えば、発電要素10の外周に沿って発電要素10の端面全体を覆うように樹脂材料を塗布し、硬化させることによって絶縁層40を形成する。
 次に、第一取出し電極20及び第二取出し電極30を形成する(S18)。具体的には、第一導電部材21の端部に第一リード22を超音波接続することで、第一取出し電極20を形成する。同様に、第二導電部材31の端部に第二リード32を超音波接続することで、第二取出し電極30を形成する。
 次に、第一取出し電極20を第一集電体12に接続し、かつ、第二取出し電極30を第二集電体15に接続する(S20)。例えば、第一導電部材21と第一集電体12との位置合わせ、及び、第二導電部材31と第二集電体15との位置合わせを行った状態で、電池1をラミネート封止する。これにより、第一取出し電極20が第一集電体12に接続され、かつ、第二取出し電極30が第二集電体15に接続される。なお、位置合わせには、接着テープなどを利用して各取出し電極と発電要素10との仮固定を行ってもよい。接着テープは、例えば、第一取出し電極20及び第二取出し電極30の各々の外側から絶縁層40にかけて貼り付けられる。
 なお、仮固定の代わりに、超音波溶接若しくはスポット溶接などによって取出し電極と集電体とを固定してもよい。また、第一リード22及び第二リード32の接続は、仮固定時、又は、取出し電極と集電体とが固定された後に行われてもよい。
 また、絶縁層40の形成(S16)は、省略されてもよい。つまり、電池1は、絶縁層40を備えなくてもよい。また、第一取出し電極20及び第二取出し電極30の形成(S18)は、積層体の形成(S10)より前に行われてもよく、発電要素の形成(S10からS14)と並行して行われてもよい。
 以上のように、本実施の形態に係る電池1によれば、第一リード22が第一導電部材21を介して第一集電体12に接続されている。このため、図4に示したように、発電要素10の外周端部を切断した後に、第一リード22を第一集電体12に後付けすることができる。第二リード32と第二集電体15とについても同様である。
 したがって、発電要素10の外周端部の切断に高い精度が要求されずに、簡単に発電要素10の性能の信頼性を高めることができる。したがって、本実施の形態によれば、信頼性が高い電池1を提供することができる。
 また、第一導電部材21及び第二導電部材31の各々が発電要素10の全面を覆っているので、発電要素10に対する最終的な拘束圧のばらつきが抑制される。また、絶縁層40が発電要素10の端面を覆っているので、第一電極11と第二電極14との短絡を抑制することができる。
 (実施の形態2)
 続いて、実施の形態2に係る電池について説明する。実施の形態2では、発電要素の端面を覆う絶縁層が、第一集電体の第一面の端部及び第二集電体の第二面の端部を覆う点が、実施の形態1と主として異なる。以下では、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5は、本実施の形態に係る電池101の平面図及び断面図である。具体的には、図5の(a)は、電池101のz軸の正側から見た平面図である。図5の(b)は、図5の(a)のVb-Vb線で示される位置での断面が示されている。図5の(c)は、図5の(a)のVc-Vc線で示される位置での断面が示されている。
 図5に示されるように、電池101は、発電要素10と、第一取出し電極120と、第二取出し電極130と、絶縁層140とを備える。発電要素10は、実施の形態1と同じであるので、説明を省略する。
 第一取出し電極120は、第一導電部材121と、第一リード22とを含む。第二取出し電極130は、第二導電部材131と、第二リード32とを含む。第一リード22及び第二リード32はいずれも、実施の形態1と同じである。
 第一導電部材121は、実施の形態1に係る第一導電部材21と大きさが相違する。本実施の形態では、第一導電部材121は、第一集電体12の主面12aの全体を覆わずに、一部のみを覆っている。図5に示されるように、第一導電部材121は、第一集電体12の主面12aの外周端部を露出させている。具体的には、第一集電体12の主面12aの平面視形状が矩形であり、第一導電部材121は、主面12aの三辺を覆わず、主面12aの一辺のみを覆っている。つまり、第一導電部材121の三辺は、平面視において、第一集電体12の三辺よりも内側に位置している。
 第一導電部材121は、平面視において第一集電体12に重ならない領域121aを有する。領域121aは、第一導電部材121の一部であり、平面視において発電要素10からx軸の負方向に張り出した部分である。領域121aに第一リード22が接続されている。
 第二導電部材131は、実施の形態1に係る第二導電部材31と大きさが相違する。本実施の形態では、第二導電部材131は、第二集電体15の主面15aの全体を覆わずに、一部のみを覆っている。図5に示されるように、第二導電部材131は、第二集電体15の主面15aの外周端部を露出させている。具体的には、第二集電体15の主面15aの平面視形状が矩形であり、第二導電部材131は、主面15aの三辺を覆わず、主面15aの一辺のみを覆っている。つまり、第二導電部材131の三辺は、平面視において、第二集電体15の三辺よりも内側に位置している。
 第二導電部材131は、平面視において第二集電体15に重ならない領域131aを有する。領域131aは、第二導電部材131の一部であり、平面視において発電要素10からx軸の正方向に張り出した部分である。領域131aに第二リード32が接続されている。
 絶縁層140は、実施の形態1に係る絶縁層40と同様に、発電要素10の端面に沿って枠状に設けられている。絶縁層140は、さらに、第一集電体12の主面12aの端部を覆っている。具体的には、絶縁層140は、第一集電体12の主面12aのうち、第一導電部材121によって覆われていない部分を覆っている。例えば、図5の(b)及び(c)に示されるように、絶縁層140は、第一導電部材121の端面に沿って設けられている。絶縁層140と第一導電部材121の端面とは接触している。絶縁層140の上面と第一導電部材121の上面とは面一である。なお、絶縁層140と第一導電部材121の端面とは離れていてもよい。
 また、絶縁層140は、さらに、第二集電体15の主面15aの端部を覆っている。具体的には、絶縁層140は、第二集電体15の主面15aのうち、第二導電部材131によって覆われていない部分を覆っている。例えば、図5の(b)及び(c)に示されるように、絶縁層140は、第二導電部材131の端面に沿って設けられている。絶縁層140と第二導電部材131の端面とは接触している。絶縁層140の下面と第二導電部材131の下面とは面一である。なお、絶縁層140と第二導電部材131の端面とは離れていてもよい。
 電池101の製造方法は、実施の形態1に係る電池1の製造方法とは異なっている。図6は、本実施の形態に係る電池101の製造方法を示すフローチャートである。
 図6に示されるように、発電要素10を形成する工程(S10からS14)は、実施の形態1に係る電池1の製造方法と同じである。本実施の形態では、積層体の外周端部を切断して、発電要素10を形成した後、第一取出し電極120及び第二取出し電極130を形成する(S18)。その後、第一取出し電極120を第一集電体12に接続し、第二取出し電極130を第二集電体15に接続する(S20)。つまり、絶縁層140を形成する前に、第一取出し電極120及び第二取出し電極130と発電要素10との接続を行う。なお、ラミネート封止を行うと絶縁層140が形成できないため、ステップS20における接続は、位置合わせ及び仮固定である。
 取出し電極と集電体との位置合わせを行った後、発電要素10の端面と、上面及び下面の各々の外周端部とを覆うように絶縁層140を形成する(S16)。具体的には、例えば、発電要素10の外周に沿って発電要素10の端面全体と、第一集電体12の主面12aの露出部分及び第二集電体15の主面15aの露出部分を覆うように樹脂材料を塗布し、硬化させることによって絶縁層140を形成する。
 このように、第一取出し電極120及び第二取出し電極130と第一集電体12及び第二集電体15との接続を行った後に、絶縁層140を形成することで、発電要素10の上方及び下方に凹凸が形成されにくくすることができる。具体的には、第一導電部材121の上面と絶縁層140の上面とを面一にし、かつ、第二導電部材131の下面と絶縁層140の下面とを面一にすることができる。これにより、ラミネート封止した後の拘束圧が発電要素10に均等にかかりやすくすることができる。
 また、本実施の形態では、第一導電部材121は、第一リード22が接続される領域121aを除いて、平面視において発電要素10から外側に張り出していない。このため、発電要素10に対して拘束圧がかかった場合に、第一導電部材121の張り出した部分が折れ曲がることがない。第二導電部材131についても同様である。このため、正極と負極とが短絡するのを抑制することができる。
 (実施の形態3)
 続いて、実施の形態3に係る電池について説明する。実施の形態3では、第二リードの接続位置が、実施の形態1及び2と主として異なる。以下では、実施の形態1及び2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7は、本実施の形態に係る電池201の平面図及び断面図である。具体的には、図7の(a)は、電池201のz軸の正側から見た平面図である。図7の(b)は、図7の(a)のVIIb-VIIb線で示される位置での断面が示されている。図7の(c)は、図7の(a)のVIIc-VIIc線で示される位置での断面が示されている。
 図7に示されるように、電池201は、発電要素10と、第一取出し電極220と、第二取出し電極230と、絶縁層140と、スペーサー250とを備える。発電要素10は、実施の形態1及び2と同じであるので、説明を省略する。絶縁層140は、実施の形態2と比較して形状が相違する点を含んでいるが、実質的に同じであるので、説明を省略する。
 図7に示されるように、第一取出し電極220は、第一導電部材121と、第一リード22とを含む。第一導電部材121及び第一リード22は、第一リード22の接続位置が異なる点を除いて、実施の形態2と同じである。図7の(b)に示されるように、第一リード22は、第一導電部材121の上面に接続されている。つまり、第一リード22は、第一導電部材121を基準として発電要素10とは反対側に設けられている。
 第二取出し電極230は、第二導電部材231と、第二リード32とを含む。第二導電部材231は、実施の形態2に係る第二導電部材131と比較して、平面視における発電要素10に対して張り出す方向が相違している。具体的には、第二導電部材231は、第一導電部材121と同様に、平面視において発電要素10からx軸の負方向に張り出している。つまり、本実施の形態では、第一導電部材121の張り出し方向である第一方向と、第二導電部材231の張り出し方向である第二方向とは、同一方向である。平面視において、第二導電部材231が有する、第二集電体15に重ならない領域231aは、第一導電部材121が有する、第一集電体12に重ならない領域121aに重複している。例えば、第二導電部材231は、第一導電部材121と平面視において形状及び位置が一致している。
 第二リード32は、その接続位置及び引き出し方向が異なる点を除いて、実施の形態1及び2と同じである。第二リード32は、第二導電部材231の下面に接続されている。つまり、第二リード32は、第二導電部材231を基準として発電要素10とは反対側に設けられている。また、第二リード32は、y軸の負方向に引き出されている。本実施の形態では、第二リード32の引き出し方向と第一リード22の引き出し方向とは、反対方向である。これらにより、第二リード32と第一リード22との距離を確保することができ、リード間の接触による短絡を抑制することができる。
 また、本実施の形態では、第一導電部材121の領域121aと第二導電部材231の領域231aとで挟まれた部分にスペーサー250が設けられている。スペーサー250は、絶縁性を有する部材である。例えば、スペーサー250は、絶縁層140と同じ材料を用いて形成されている。すなわち、スペーサー250は、絶縁層140と同じ材料を含んでもよい。図7の(b)では、スペーサー250と絶縁層140とは離れて配置されているが、接触していてもよい。つまり、スペーサー250は、絶縁層140と一体的に設けられていてもよい。スペーサー250が設けられていることで、第一導電部材121の領域121aと第二導電部材231の領域231aとが接触して短絡するのを抑制することができる。
 電池201の製造方法は、図6に示される実施の形態2に係る電池101の製造方法と同様である。スペーサー250は、絶縁層140と同じ工程で形成することができる。なお、電池201は、スペーサー250を備えていなくてもよい。
 (実施の形態4)
 続いて、実施の形態4に係る電池について説明する。実施の形態4では、第二リードの取出し位置が、実施の形態1から3と主として異なる。以下では、実施の形態1から3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、本実施の形態に係る電池301の平面図及び断面図である。具体的には、図8の(a)は、電池301のz軸の正側から見た平面図である。図8の(b)は、図8の(a)のVIIIb-VIIIb線で示される位置での断面が示されている。図8の(c)は、図8の(a)のVIIIc-VIIIc線で示される位置での断面が示されている。
 図8に示されるように、電池301は、発電要素10と、第一取出し電極120と、第二取出し電極330と、絶縁層140とを備える。発電要素10は、実施の形態1から3と同じであるので、説明を省略する。絶縁層140は、実施の形態2及び3と比較して形状が相違している点を含んでいるが、実質的に同じであるので、説明を省略する。
 図8に示されるように、第二取出し電極330は、第二導電部材331と、第二リード332とを含む。第二導電部材331は、実施の形態2に係る第二導電部材131と比較して、平面視における発電要素10に対して張り出す方向が相違している。具体的には、第二導電部材331は、平面視において発電要素10からy軸の正方向に張り出している。つまり、第二導電部材331の張り出し方向である第二方向と、第一導電部材121の張り出し方向である第一方向とは直交している。第二導電部材331の張り出し方向は、第一リード22の引き出し方向と同一方向である。第二導電部材331は、第二集電体15に重ならない領域331aを有する。領域331aには、第二リード332が接続されている。
 第二リード332は、その接続位置及び引き出し方向が異なる点を除いて、実施の形態1及び2に係る第二リード32と同様である。図8の(a)に示される例では、第二リード332の平面視形状は、x軸方向に長尺な長方形であるが、これに限らない。第二リード332は、第一リード22と同様に、y軸方向に長尺であってもよい。本実施の形態では、第二リード332の引き出し方向と第一リード22の引き出し方向とは、同一方向である。これにより、第二リード332と第一リード22とを近づけて引き出すことができる。
 なお、第二導電部材331の張り出し方向は、第一リード22の引き出し方向とは反対方向であってもよい。つまり、第二導電部材331は、y軸の負方向に張り出していてもよい。この場合、第二リード332は、y軸の負方向に引き出されていてもよく、x軸の正方向又は負方向に引き出されてもよい。このように、電池301の実装先に応じてリードの引き出し方向を適宜調整することができる。本実施の形態に係る電池301では、リードの配置の自由度を高めることができる。
 電池301の製造方法は、図6に示される実施の形態2に係る電池101の製造方法と同じである。
 (実施の形態5)
 続いて、実施の形態5に係る電池について説明する。実施の形態5では、第一導電部材及び第二導電部材の各々が、接着剤を介して集電体に接続されている点が、実施の形態1から4と主として異なる。以下では、実施の形態1から4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、本実施の形態に係る電池401の平面図及び断面図である。具体的には、図9の(a)は、電池401のz軸の正側から見た平面図である。図9の(b)は、図9の(a)のIXb-IXb線で示される位置での断面が示されている。図9の(c)は、図9の(a)のIXc-IXc線で示される位置での断面が示されている。
 図9に示されるように、電池401は、発電要素10と、第一取出し電極20と、第二取出し電極30と、絶縁層40と、接着層420と、接着層430とを備える。発電要素10、第一取出し電極20、第二取出し電極30及び絶縁層40は、実施の形態1と同じであるので、説明を省略する。
 接着層420は、第一集電体12と第一導電部材21との間に位置している。接着層420は、第一集電体12の主面12aと第一導電部材21とを接着する。つまり、第一導電部材21は、接着層420を介して第一集電体12の主面12aに接続されている。
 接着層420は、主面12aの全体を覆っている。図9の(b)及び(c)に示されるように、接着層420は、絶縁層40の上面も覆っている。なお、接着層420は、主面12aのみを覆い、絶縁層40の上面を覆っていなくてもよい。また、接着層420は、主面12aの一部のみを覆っていてもよい。
 接着層420は、導電性を有する。例えば、接着層420は、導電性樹脂材料を用いて形成されている。あるいは、接着層420は、はんだ層であってもよい。接着層420は、導電性のカーボンテープであってもよい。
 接着層430は、第二集電体15と第二導電部材31との間に位置している。接着層430は、第二集電体15の主面15aと第二導電部材31とを接着する。つまり、第二導電部材31は、接着層430を介して第二集電体15の主面15aに接続されている。
 接着層430は、主面15aの全体を覆っている。図9の(b)及び(c)に示されるように、接着層430は、絶縁層40の下面も覆っている。なお、接着層430は、主面15aのみを覆い、絶縁層40の下面を覆っていなくてもよい。また、接着層430は、主面15aの一部のみを覆っていてもよい。
 接着層430は、導電性を有する。例えば、接着層430は、導電性樹脂材料を用いて形成されている。あるいは、接着層430は、はんだ層であってもよい。接着層430は、導電性のカーボンテープであってもよい。接着層430は、接着層420と同種の材料で形成されていてもよく、異なる材料で形成されていてもよい。
 本実施の形態に係る電池401によれば、導電部材と集電体との固着強度を高めることができるので、導電部材及びリードが発電要素10から脱離するのを抑制することができる。このため、電池401の信頼性を高めることができる。
 電池401の製造方法は、図4に示される実施の形態1に係る電池1の製造方法と同様である。第一取出し電極20及び第二取出し電極30の接続工程(S20)において、接着層420を、第一集電体12の主面12a及び第一導電部材21の少なくとも一方に形成した後、第一集電体12と第一導電部材21とを接続する。同様に、接着層430を、第二集電体15の主面15a及び第二導電部材31の少なくとも一方に形成した後、第二集電体15と第二導電部材31とを接続する。
 なお、電池401は、接着層420及び430の少なくとも一方を備えなくてもよい。例えば、第一取出し電極20及び第二取出し電極30の一方は、実施の形態1と同様に、第一集電体12又は第二集電体15に接触しており、拘束圧によって固定されていてもよい。
 また、電池401は、第一取出し電極20の代わりに第一取出し電極120を備えてもよい。また、電池401は、第二取出し電極30の代わりに第二取出し電極130、230又は330を備えてもよい。
 (実施の形態6)
 続いて、実施の形態6に係る電池について説明する。実施の形態6に係る電池は、直列に接続された複数の発電要素を備える点が、実施の形態1から5と主として異なる。以下では、実施の形態1から5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、本実施の形態に係る電池501の平面図及び断面図である。具体的には、図10の(a)は、電池501のz軸の正側から見た平面図である。図10の(b)は、図10の(a)のXb-Xb線で示される位置での断面が示されている。図10の(c)は、図10の(a)のXc-Xc線で示される位置での断面が示されている。
 図10に示されるように、電池501は、複数の発電要素10と、第一取出し電極120と、第二取出し電極130と、絶縁層540とを備える。第一取出し電極120及び第二取出し電極130は、実施の形態2と同じであるので、説明を省略する。
 複数の発電要素10は、各層の厚み方向に沿って並んで配置されている。図10に示される例では、3つの発電要素10が順に積層されている。なお、発電要素10の積層数は、2つでもよく、4つ以上でもよい。
 例えば、複数の発電要素10のうち、最上段に位置する発電要素10を第一発電要素とし、中段に位置する発電要素10を第二発電要素とする。本実施の形態では、第一発電要素の第二電極14は、第二発電要素の第一電極11と接続されている。これにより、第一発電要素と第二発電要素とが電気的に直列に接続される。
 本実施の形態では、複数の発電要素10は、電気的に直列接続されるように、互いの集電体同士が接触するように順に積層されている。具体的には、一の発電要素10の正極集電体と、他の一の発電要素10の負極集電体とが接続されている。図10の(c)に示されるように、一の発電要素10の第一集電体12の上面と、当該一の発電要素10の上に位置する発電要素10の第二集電体15の下面とが接触している。なお、第一集電体12の上面と第二集電体15の下面との間には、導電性の部材が介在していてもよい。
 第一取出し電極120は、複数の発電要素10のうち、最上段に位置する発電要素10の第一集電体12の主面12aに接続されている。第二取出し電極130は、複数の発電要素10のうち、最下段に位置する発電要素10の第二集電体15の主面15aに接続されている。
 絶縁層540は、実施の形態2に係る絶縁層140と同様に、発電要素10の端面に沿って枠状に設けられている。本実施の形態では、絶縁層540は、複数の発電要素10の各々の端面に沿って枠状に設けられている。さらに、絶縁層540は、最上段の発電要素10の第一集電体12の主面12aの端部を覆っている。また、絶縁層540は、最下段の発電要素10の第二集電体15の主面15aの端部を覆っている。
 以上のように、本実施の形態に係る電池501によれば、直列接続された複数の発電要素10を含むので、取り出される電圧が高く、かつ、信頼性が高い電池501を実現することができる。
 電池501の製造方法は、図6に示される実施の形態2に係る電池101の製造方法と同様である。発電要素10の形成(S10からS14)が複数回、並行して又は順次行われた後、複数の発電要素10が積層される。なお、切断工程(S14)は、積層後の複数の発電要素10に対して一括して行われてもよい。積層され、かつ、外周端部が切断された複数の発電要素10に対して、第一取出し電極120及び第二取出し電極130がそれぞれ接続される(S20)。その後、複数の発電要素10の各々の端面と、最上段の発電要素10の上面、及び、最下段の発電要素10の下面の各々の外周端部とを覆うように絶縁層540を形成する(S16)。
 なお、電池501は、第一取出し電極120の代わりに第一取出し電極20を備えてもよい。また、電池501は、第二取出し電極130の代わりに第二取出し電極30、230又は330を備えてもよい。また、電池501は、接着層420及び430の少なくとも一方を備えてもよい。
 (実施の形態7)
 続いて、実施の形態7に係る電池について説明する。実施の形態7に係る電池は、並列に接続された複数の発電要素を備える点が、実施の形態1から6と主として異なる。以下では、実施の形態1から6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11は、本実施の形態に係る電池601の平面図及び断面図である。具体的には、図11の(a)は、電池601のz軸の正側から見た平面図である。図11の(b)は、図11の(a)のXIb-XIb線で示される位置での断面が示されている。図11の(c)は、図11の(a)のXIc-XIc線で示される位置での断面が示されている。
 図11に示されるように、電池601は、複数の発電要素10と、第一取出し電極620と、第二取出し電極130と、絶縁層540とを備える。第二取出し電極130は、実施の形態2と同じであるので、説明を省略する。絶縁層540は、実施の形態6と比較して形状が相違している点を含んでいるが、実質的に同じであるので、説明を省略する。
 複数の発電要素10は、各層の厚み方向に沿って並んで配置されている。図11に示される例では、2つの発電要素10が順に積層されている。なお、発電要素10の積層数は、3つ以上でもよい。
 例えば、複数の発電要素10のうち、上段に位置する発電要素10を第一発電要素とし、下段に位置する発電要素10を第二発電要素とする。本実施の形態では、第一発電要素の第二電極14は、第二発電要素の第二電極14と接続されている。これにより、第一発電要素と第二発電要素とが電気的に並列に接続される。
 本実施の形態では、複数の発電要素10は、電気的に並列接続されるように順に積層されている。つまり、複数の発電要素10の正極集電体同士、又は、負極集電体同士が接続されている。2つの発電要素10の場合、最上層及び最下層がいずれも同極性の電極になる。このため、図11の(b)及び(c)に示されるように、第一取出し電極620は、2つの第一導電部材121及び621を備える。
 2つの第一導電部材121及び621はそれぞれ、2つの発電要素10の各々の第一集電体12の主面12aに接続されている。なお、上段の発電要素10の第一集電体12の主面12aは、上面であり、下段の発電要素10の第一集電体12の主面12aは、下面である。2つの第一導電部材121及び621はそれぞれ、平面視において発電要素10からx軸の負方向に張り出している。2つの第一導電部材121及び621の間に第一リード22が接続されている。なお、第一リード22は、第一導電部材121のみに接続されていてもよく、電池601は、第一導電部材621に接続された別の第一リードを更に備えてもよい。つまり、電池601は、2つの第一取出し電極120を備えてもよい。
 第二取出し電極130は、2つの発電要素10の各々の第二集電体15に接続されている。つまり、第二取出し電極130の第二導電部材131の上面及び下面の各々に、2つの第二集電体15が接続されている。
 以上のように、本実施の形態に係る電池601によれば、並列接続された複数の発電要素10を含むので、大容量で、かつ、信頼性が高い電池601を実現することができる。
 電池601の製造方法は、図6に示される実施の形態2に係る電池101の製造方法と同様である。具体的には、発電要素10の形成(S10からS14)が複数回、並行して又は順次行われた後、複数の発電要素10が積層される。このとき、2つの発電要素10は、第二取出し電極130を挟んで積層される。その後、第一取出し電極620が接続される(S20)。その後、複数の発電要素10の各々の端面と、最上段の発電要素10の上面、及び、最下段の発電要素10の下面の各々の外周端部とを覆うように絶縁層540を形成する(S16)。
 なお、第一取出し電極620は、第一導電部材121又は621の代わりに第一導電部材21を備えてもよい。また、電池601は、第二取出し電極130の代わりに第二取出し電極30、230又は330を備えてもよい。また、電池601は、接着層420及び430の少なくとも一方を備えてもよい。
 また、図11に示される電池601が複数個、積層されていてもよい。図12は、本実施の形態の変形例に係る電池701の平面図及び断面図である。具体的には、図12の(a)は、電池701のz軸の正側から見た平面図である。図12の(b)は、図12の(a)のXIIb-XIIb線で示される位置での断面が示されている。図12の(c)は、図12の(a)のXIIc-XIIc線で示される位置での断面が示されている。
 図12に示されるように、電池701は、図11に示される2つの電池601の積層構造を有する。具体的には、電池701は、2つの電池601と、絶縁シート750とを備える。2つの電池601は、絶縁シート750を介して積層されている。
 絶縁シート750は、例えば絶縁性の樹脂材料であり、緩衝材としても機能する。電池701の発熱による膨張では発生する応力を絶縁シート750によって緩和することができる。なお、電池701は、絶縁シート750を備えなくてもよい。
 また、本変形例では、2つの電池601の第二取出し電極130の第二リード32は、1つに共通化されている。つまり、2つの第二取出し電極130は、第一取出し電極620と同等の構成を有する。なお、2つの第二リード32は共通化されていなくてもよい。
 以上のように、電池701によれば、さらなる大容量化が実現される。
 (変形例)
 続いて、上述した各実施の形態の変形例について説明する。具体的には、取出し電極の変形例について説明する。
 [変形例1]
 図13は、変形例1に係る取出し電極820の平面図である。取出し電極820は、上述した各実施の形態に係る第一取出し電極及び第二取出し電極の少なくとも一方として利用できる。
 図13に示されるように、取出し電極820は、導電部材821と、リード822とを含む。リード822は、実施の形態1に係る第一リード22又は第二リード32と同じであるので、説明を省略する。
 導電部材821は、各実施の形態に係る第一導電部材及び第二導電部材と比較して、シート抵抗が均一でないことが相違する。具体的には、導電部材821は、リード822から離れる程、シート抵抗が小さくなる。本変形例では、リード822がx軸の正方向の端部に設けられているので、導電部材821は、x軸の負方向に向かうにつれてシート抵抗が小さくなる。
 具体的には、導電部材821には、複数の貫通孔823が設けられている。複数の貫通孔823の配置密度及び開口面積の少なくとも一方によって、導電部材821のシート抵抗が調整される。図13に示される複数の貫通孔823は、互いに同じ大きさであり、開口面積が同じである。複数の貫通孔823の配置密度は、リード822から離れる程、小さくなる。つまり、リード822に近い領域では、複数の貫通孔823の個数が多く、リード822から離れた領域では、複数の貫通孔823の個数が少ない。この構成により、導電部材821のリード822に近い領域では、シート抵抗が大きくなり、導電部材821のリード822から離れた領域では、シート抵抗が小さくなる。複数の貫通孔823は、平板状の導電部材821に対してパンチングを行うことによって形成することができる。
 導電部材821のシート抵抗が面内で均一である場合、リード822に近い領域では、電界が集中しやすくなる。電界が集中する部分では、発電要素の劣化が進みやすくなる。
 これに対して、本変形例では、リード822に近い領域のシート抵抗を大きくすることにより、リード822の近くで電界が集中しにくくすることができる。このように、局所的な電界集中を抑制することができるので、電池の局所的な劣化を抑制することができる。したがって、電池の信頼性を高めることができる。
 また、複数の貫通孔823の開口面積が異なっていてもよい。例えば、複数の貫通孔823の開口面積は、リード822から離れる程、小さくなる。この場合も、局所的な電界集中を抑制することができるので、電池の局所的な劣化を抑制することができる。したがって、電池の信頼性を高めることができる。
 [変形例2]
 また、図14に示されるように、導電部材の厚みを異ならせてもよい。図14は、変形例2に係る取出し電極920の平面図及び断面図である。図14の(a)は、取出し電極920のz軸の負側から見た平面図である。図14の(b)は、図14の(a)のXIVb-XIVb線で示される位置での断面が示されている。
 図14に示されるように、取出し電極920は、導電部材921と、リード822とを含む。導電部材921の厚みは、図14の(b)に示されるように、リード822から離れる程、大きくなる。導電部材921は、主面921a及び921bを有する。主面921aは、集電体に接続される面である。主面921bは、主面921aの反対側の面であり、主面921aに対して傾斜している。これにより、導電部材921の厚みは、リード822からの距離に応じて滑らかに変化する。なお、主面921aは、階段状に形成されていてもよい。
 導電部材921の厚みが大きい程、シート抵抗は大きくなり、厚みが小さい程、シート抵抗が小さくなる。したがって、図14に示される取出し電極920も、局所的な電界集中を抑制することができるので、電池の局所的な劣化を抑制することができる。
 なお、導電部材921には、複数の貫通孔823が設けられていてもよい。
 (他の実施の形態)
 以上、1つ又は複数の態様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本実施の形態に施したもの、及び、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の範囲内に含まれる。
 例えば、上記の実施の形態では、電池の正極及び負極の両方の取出し電極が導電部材とリードとを備える例について示したが、いずれか一方のみであってもよい。つまり、電池は、第二導電部材及び第二リードを含む第二取出し電極を備えていなくてもよい。例えば、電池の正極及び負極の一方の集電体には、図1及び図2で示したタブが設けられ、当該タブに第二リードが直接接続されていてもよい。この場合であっても、図1及び図2に示される2つの集電体の両方にタブが設けられている場合に比べて、要求される切断精度が低くて済むので、電池の信頼性を高めることができる。
 また、上記の各実施の形態は、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、各種の電子機器又は自動車などに用いられる全固体電池などの二次電池として利用することができる。
1、101、201、301、401、501、601、701 電池
10 発電要素
11 第一電極
12 第一集電体
12a、15a、921a、921b 主面
13 第一活物質層
14 第二電極
15 第二集電体
16 第二活物質層
17 固体電解質層
20、120、220、620 第一取出し電極
21、121、621 第一導電部材
21a、31a、121a、131a、231a、331a 領域
22 第一リード
30、130、230、330 第二取出し電極
31、131、231、331 第二導電部材
32、332 第二リード
40、140、540 絶縁層
250 スペーサー
420、430 接着層
750 絶縁シート
820、920 取出し電極
821、921 導電部材
822 リード
823 貫通孔

Claims (22)

  1.  第一電極、第二電極、及び、前記第一電極と前記第二電極との間に位置する電解質層を含む発電要素と、
     第一取出し電極と、
    を備え、
     前記第一電極は、
      第一集電体と、
      前記第一集電体と前記電解質層との間に位置する第一活物質層と、を含み、
     前記第一取出し電極は、
      前記第一集電体の、前記第一活物質層とは反対側の第一面と接続された第一導電部材と、
      前記第一導電部材と接続された第一リードと、を含む、
     電池。
  2.  前記第一導電部材は、平面視において、前記第一集電体と重ならない領域を有し、
     前記第一リードは、前記領域において前記第一導電部材と接続されている、
     請求項1に記載の電池。
  3.  前記第一導電部材は、前記第一集電体の前記第一面に接触している、
     請求項1又は2に記載の電池。
  4.  前記第一集電体と前記第一導電部材との間に位置する接着層をさらに備え、
     前記第一導電部材は、前記接着層を介して前記第一集電体の前記第一面に接続されている、
     請求項1又は2に記載の電池。
  5.  前記接着層は、導電性を有する、
     請求項4に記載の電池。
  6.  前記第一集電体と前記第一導電部材とは、同じ材料を含む、
     請求項1から5のいずれか一項に記載の電池。
  7.  前記導電部材の厚みは、前記第一集電体の厚み以上である、
     請求項1から6のいずれか一項に記載の電池。
  8.  前記発電要素の端面に沿って枠状に設けられた絶縁層をさらに備える、
     請求項1から7のいずれか一項に記載の電池。
  9.  前記絶縁層は、さらに、前記第一集電体の前記第一面の端部を覆っている、
     請求項8に記載の電池。
  10.  前記第一導電部材は、平面視において、前記第一集電体の前記第一面の全体を覆っている、
     請求項1から8のいずれか一項に記載の電池。
  11.  前記第一導電部材は、前記第一リードから離れる程、シート抵抗が小さくなる、
     請求項1から10のいずれか一項に記載の電池。
  12.  前記第一導電部材には、複数の貫通孔が設けられ、
     前記複数の貫通孔の配置密度及び開口面積の少なくとも一方は、前記第一リードから離れる程、小さくなる、
     請求項11に記載の電池。
  13.  前記第一導電部材の厚みは、前記第一リードから離れる程、大きくなる、
     請求項11又は12に記載の電池。
  14.  第二取出し電極をさらに備え、
     前記第二電極は、
      第二集電体と、
      前記第二集電体と前記電解質層との間に位置する第二活物質層と、を含み、
     前記第二取出し電極は、
      前記第二集電体の、前記第二活物質層とは反対側の第二面と接続された第二導電部材と、
      前記第二導電部材と接続された第二リードと、を含む、
     請求項1から13のいずれか一項に記載の電池。
  15.  前記第一導電部材は、平面視において、前記発電要素から第一方向に張り出しており、
     前記第二導電部材は、平面視において、前記発電要素から第二方向に張り出しており、
     前記第一リードは、前記第一導電部材の張り出した部分に接続されており、
     前記第二リードは、前記第二導電部材の張り出した部分に接続されている
     請求項14に記載の電池。
  16.  前記第一方向と前記第二方向とは、反対方向である
     請求項15に記載の電池。
  17.  前記第一方向と前記第二方向とは、同一方向である
     請求項15に記載の電池。
  18.  前記第一方向と前記第二方向とは、直交している
     請求項15に記載の電池。
  19.  前記電解質層は、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18のいずれか一項に記載の電池。
  20.  前記発電要素を複数備え、
     前記第一取出し電極は、複数の前記発電要素の1つである第一発電要素の前記第一集電体に接続され、
     複数の前記発電要素の1つである第二発電要素は、前記第一発電要素の前記第二電極側に積層されている、
     請求項1から19のいずれか一項に記載の電池。
  21.  前記第一発電要素の前記第二電極は、前記第二発電要素の前記第一電極と接続されている、
     請求項20に記載の電池。
  22.  前記第一発電要素の前記第二電極は、前記第二発電要素の前記第二電極と接続されている、
     請求項20に記載の電池。
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