WO2021230055A1 - 全固体電池および組電池 - Google Patents

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WO2021230055A1
WO2021230055A1 PCT/JP2021/016581 JP2021016581W WO2021230055A1 WO 2021230055 A1 WO2021230055 A1 WO 2021230055A1 JP 2021016581 W JP2021016581 W JP 2021016581W WO 2021230055 A1 WO2021230055 A1 WO 2021230055A1
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external electrode
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state battery
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中村孝則
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株式会社村田製作所
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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to an all-solid-state battery and an assembled battery in which a plurality of all-solid-state batteries are connected.
  • An all-solid-state battery having a solid electrolyte instead of an electrolytic solution is known. Also known are assembled batteries configured by connecting a plurality of all-solid-state batteries.
  • Patent Document 1 describes an all-solid-state battery having a positive electrode terminal and a negative electrode terminal that function as external electrodes on the upper surface and the lower surface, respectively. Specifically, the power generation element in which the positive electrode, the solid electrolyte, and the negative electrode are laminated is sandwiched by the insulating substrate, and contact holes and through holes are provided in the insulating substrate to electrically connect the positive electrode to the positive electrode terminal. The negative electrode is electrically connected to the negative electrode terminal. According to this all-solid-state battery, it is described in Patent Document 1 that parallel connection can be easily performed only by vertically stacking a plurality of batteries.
  • the present invention solves the above-mentioned problems, and connects an all-solid-state battery that can be easily connected to another all-solid-state battery without the need to provide a contact hole or a through hole, and a plurality of such all-solid-state batteries.
  • the purpose is to provide a built-in battery.
  • the all-solid-state battery of the present invention A positive electrode having a first main surface, a second main surface, a first side surface, a second side surface, a first end surface, and a second end surface and drawn out to the first end surface, and the above-mentioned A laminate having a negative electrode drawn out on the second end face and a solid electrolyte layer arranged between the positive electrode and the negative electrode. It was formed on at least the first end surface of the laminate and the first surface, which is one of the first main surface and the first side surface, and was electrically connected to the positive electrode. With the first external electrode, A second external electrode formed on at least the second end surface of the laminate and the second surface facing the first surface and electrically connected to the negative electrode.
  • the dimension of the first external electrode formed on the first surface in the length direction in which the first end surface and the second end surface face each other is the dimension in the length direction of the laminate. Longer than 1/2 of The dimension of the second external electrode formed on the second surface in the length direction is longer than 1/2 of the dimension of the laminate in the length direction.
  • the region on the end face side of the first surface on which the first external electrode is formed, and the second surface on which the second external electrode is formed is covered with an insulator.
  • the all-solid-state battery is such that the first surface on which the first external electrode is formed and the second surface on which the second external electrode is formed are in contact with each other. All-solid-state batteries can be easily connected in series simply by bringing them into contact with each other. Since the first external electrode is electrically connected to the positive electrode drawn out to the first end face, and the second external electrode is electrically connected to the negative electrode drawn out to the second end face. , It is not necessary to provide a contact hole or a through hole for connecting the electrodes.
  • (A) is a schematic top view when the first main surface of the all-solid-state battery in the first embodiment is viewed, and (b) is a schematic bottom view when the second main surface is viewed.
  • (C) is a schematic side view of the first side surface side
  • (d) is a schematic side view of the second side surface side
  • (e) is a schematic end view of the first end face side
  • (f). ) Is a schematic end view on the second end face side. It is sectional drawing of the laminated body which constitutes an all-solid-state battery. It is a figure which shows typically the side surface of the assembled battery which is connected in series by stacking two all-solid-state batteries in 1st Embodiment.
  • (A)-(f) is a figure for demonstrating the method of forming the 1st external electrode and the 2nd external electrode on the surface of a laminated body.
  • (A) is a schematic top view when the first main surface of the all-solid-state battery in the second embodiment is viewed, and (b) is a schematic bottom view when the second main surface is viewed.
  • (C) is a schematic side view of the first side surface side
  • (d) is a schematic side view of the second side surface side
  • (e) is a schematic end view of the first end face side
  • (f). ) Is a schematic end view on the second end face side.
  • (A) is a diagram schematically showing a side surface of an assembled battery configured by connecting two all-solid-state batteries in series in the second embodiment
  • (b) is a diagram showing three in series. It is a figure which shows the side surface of the assembled battery which is configured schematically
  • (c) is the figure which shows the side surface of the assembled battery which is configured by connecting four in series.
  • (A) is a schematic top view when the first main surface of the all-solid-state battery in the third embodiment is viewed, and (b) is a schematic bottom view when the second main surface is viewed.
  • (C) is a schematic side view of the first side surface side
  • (d) is a schematic side view of the second side surface side
  • (e) is a schematic end view of the first end face side
  • (f). ) Is a schematic end view on the second end face side.
  • (A) is a top view schematically showing an assembled battery 200 configured by connecting two all-solid-state batteries in series in the third embodiment
  • (b) is a top view schematically showing three connected in series. It is a top view schematically showing the assembled battery.
  • (A) is a schematic top view when the first main surface of the all-solid-state battery in the fourth embodiment is viewed, and (b) is a schematic bottom view when the second main surface is viewed.
  • (C) is a schematic side view of the first side surface side
  • (d) is a schematic side view of the second side surface side
  • (e) is a schematic end view of the first end face side
  • (f). ) Is a schematic end view on the second end face side.
  • (A) is a side view schematically showing an assembled battery configured by stacking two all-solid-state batteries in the fourth embodiment and connecting them in series
  • (b) is a side view showing three stacked batteries. It is a side view schematically showing the assembled-state battery configured by connecting in series.
  • (A) is a schematic top view when the first main surface of the all-solid-state battery in the fifth embodiment is viewed, and (b) is a schematic bottom view when the second main surface is viewed.
  • (C) is a schematic side view of the first side surface side
  • (d) is a schematic side view of the second side surface side
  • (e) is a schematic end view of the first end face side
  • (f). ) Is a schematic end view on the second end face side.
  • (A) is a side view schematically showing an assembled battery configured by stacking two all-solid-state batteries in the fifth embodiment and connecting them in series
  • (b) is a side view showing three stacked batteries. It is a side view schematically showing the assembled-state battery configured by connecting in series.
  • FIG. 1A is a schematic top view when the first main surface of the all-solid-state battery 100 in the first embodiment is viewed
  • FIG. 1B is a schematic top view when the second main surface is viewed.
  • Schematic bottom view FIG. 1 (c) is a schematic side view of the first side surface side
  • FIG. 1 (d) is a schematic side view of the second side surface side
  • FIG. 1 (e) is a first side view
  • 1 (f) is a schematic end view of the second end face side.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the laminated body 10 constituting the all-solid-state battery 100.
  • the all-solid-state battery 100 has a rectangular parallelepiped shape as a whole, and has a laminated body 10, a first external electrode 21, a second external electrode 22, and an insulator. 30 and.
  • the rated voltage of the all-solid-state battery is, for example, 2V.
  • the laminated body 10 has a first end surface 15a and a second end surface 15b facing each other, a first main surface 16a and a second main surface 16b facing each other, and a first side surface 17a and a second side facing each other.
  • the direction in which the first end surface 15a and the second end surface 15b face each other is the length direction L
  • the direction in which the first main surface 16a and the second main surface 16b face each other is the stacking direction T
  • the first side surface is defined as the width direction W. Any two directions of the length direction L, the stacking direction T, and the width direction W are directions orthogonal to each other.
  • the laminated body 10 includes a positive electrode 1, a negative electrode 2, and a solid electrolyte layer 3. More specifically, the laminated body 10 has a structure in which a plurality of positive electrodes 1 and 2 negative electrodes are alternately laminated via the solid electrolyte layer 3 in the stacking direction T.
  • the positive electrode 1 has a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material and a positive electrode current collector.
  • the positive electrode active material include a lithium-containing phosphoric acid compound having a pearcon-type structure, a lithium-containing phosphoric acid compound having an olivine-type structure, a lithium-containing layered oxide, and a lithium-containing oxide having a spinel-type structure.
  • the positive electrode current collector can be made of, for example, Pt, Au, Ag, Al, Cu, stainless steel, ITO (indium tin oxide), or the like.
  • the positive electrode 1 is pulled out to the first end face 15a, but is not pulled out to the second end face 15b, the first side surface 17a, and the second side surface 17b.
  • the negative electrode 2 has a negative electrode active material layer containing a negative electrode active material and a negative electrode current collector.
  • the negative electrode active material for example, MO x (M is at least one selected from the group consisting of Ti, Si, Sn, Cr, Fe, Nb and Mo, and x is 0.9 ⁇ x ⁇ 2.
  • the negative electrode current collector can be made of, for example, Pt, Au, Ag, Al, Cu, stainless steel, ITO (indium tin oxide), or the like.
  • the negative electrode 2 is pulled out to the second end face 15b, but is not pulled out to the first end face 15a, the first side surface 17a, and the second side surface 17b.
  • Examples of the solid electrolyte contained in the solid electrolyte layer 3 include a lithium-containing phosphoric acid compound having a pearcon structure, an oxide solid electrolyte having a perovskite structure, an oxide solid electrolyte having a garnet type or a garnet type similar structure, and the like. ..
  • the all-solid-state battery 100 in the present invention is characterized by the shape and arrangement position of the first external electrode 21, the second external electrode 22, and the insulator 30, which will be described later. That is, the configuration of the laminated body 10 including the positive electrode 1, the negative electrode 2, and the solid electrolyte layer 3 is not limited to the above-mentioned configuration.
  • the first external electrode 21 is formed on at least the first end surface 15a of the laminated body 10 and the first surface which is one of the first main surface 16a and the first side surface 17a. ..
  • the first surface is the first main surface 16a
  • the first external electrode 21 is the entire first end surface 15a, a part of the first main surface 16a, and the first side surface. It is formed on a part of 17a and a part of the second side surface 17b.
  • a part of the first external electrode 21 is covered with an insulator 30. That is, in FIG. 1, the region of the first external electrode 21 that can be visually recognized is hatched. Of the first external electrodes 21, the portions formed across the surfaces are connected without interruption.
  • the first external electrode 21 is connected to the positive electrode 1 drawn out from the first end surface 15a on the first end surface 15a, whereby the first external electrode 21 and the positive electrode 1 are electrically connected to each other. It is connected.
  • the dimension of the first external electrode 21 formed on the first main surface 16a in the length direction L is 1 ⁇ 2 of the dimension of the laminated body 10 in the length direction L. Longer.
  • the alternate long and short dash line is a line indicating the position of 1/2 of the dimension in the length direction L of the laminated body 10.
  • the first external electrode 21 formed on the first side surface 17a and the second side surface 17b has a triangular shape.
  • the second external electrode 22 is formed on at least the second end surface 15b of the laminated body 10 and the second surface facing the first surface.
  • the second surface is the second main surface 16b
  • the second external electrode 22 is the entire second end surface 15b, a part of the second main surface 16b, and the first side surface. It is formed on a part of 17a and a part of the second side surface 17b.
  • the area of the second external electrode 22 that can be visually recognized is hatched. Of the second external electrodes 22, the portions formed across the surfaces are connected without interruption.
  • the second external electrode 22 is connected to the negative electrode 2 drawn out to the second end surface 15b at the second end surface 15b, whereby the second external electrode 22 and the negative electrode 2 are electrically connected to each other. It is connected.
  • first external electrode 21 and the second external electrode 22 may not be formed on the first side surface 17a and the second side surface 17b of the laminated body 10.
  • the dimension of the second external electrode 22 formed on the second main surface 16b in the length direction L is 1 ⁇ 2 of the dimension in the length direction L of the laminated body 10. Longer.
  • the second external electrode 22 formed on the first side surface 17a and the second side surface 17b has a substantially triangular shape. As shown in FIGS. 1 (c) and 1 (d), the first external electrode 21 and the second external electrode 22 formed on the first side surface 17a and the second side surface 17b are in contact with each other. It is formed so as not to.
  • the insulator 30 may be made of a material that can be electrically insulated, and is made of, for example, a polymer material, a glass material, or the like.
  • a polymer material for example, a fluorine-based material can be used.
  • the glass material for example, an epoxy-based material can be used.
  • the region of the first main surface 16a on the side of the first end surface 15a is covered with the insulator 30.
  • the dot region of FIG. 1 is a region covered by the insulator 30. More specifically, as shown in FIGS. 1 (a) to 1 (e), the entire first end surface 15a, a predetermined region on the first end surface 15a side of the first main surface 16a, and the second main surface. A predetermined area on the second end surface 15b side of 16b, a predetermined area on the first end surface 15a side of the first side surface 17a, and a predetermined area on the first end surface 15a side of the second side surface 17b. The area is covered by the insulator 30.
  • the predetermined region on the first end surface 15a side of the first main surface 16a is the first outer surface when another all-solid-state battery to be connected in series is laminated on the first main surface 16a.
  • the size of the electrode 21 is determined so that the electrode 21 and the first external electrode of another stacked all-solid-state battery do not come into contact with each other.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a side surface of an assembled battery 200 configured by stacking two all-solid-state batteries 100a and 100b and connecting them in series.
  • the configuration of the all-solid-state battery 100a is the same as the configuration of the all-solid-state battery 100 shown in FIG.
  • the all-solid-state battery 100b is different from the all-solid-state battery 100 shown in FIG. 1 in the position where the insulator 30 is formed. That is, in the all-solid-state battery 100b, the region on the second end surface 15b side of the second main surface 16b is covered with the insulator 30.
  • a predetermined region on the second end surface 15b side of the first side surface 17a and a predetermined region on the second end surface 15b side of the second side surface 17b are covered with the insulator 30.
  • the two all-solid-state batteries 100a and 100b are laminated so that the first main surface 16a of the all-solid-state battery 100a and the second main surface 16b of the all-solid-state battery 100b face each other.
  • the dimension of the first external electrode 21 formed on the first main surface 16a, which is the first surface, in the length direction L is 1 / of the dimension in the length direction L of the laminated body 10.
  • the dimension of the second external electrode 22 formed on the second main surface 16b, which is longer than 2 and is the second surface, in the length direction L is 1 ⁇ 2 of the dimension in the length direction L of the laminated body 10. Longer. Therefore, as shown in FIG. 3, the first external electrode 21 formed on the first main surface 16a of the all-solid-state battery 100a is formed on the second main surface 16b of the all-solid-state battery 100b. It abuts on the second external electrode 22 and is thereby electrically connected to each other.
  • the first external electrode 21 of the all-solid-state battery 100a is not in contact with the first external electrode 21 of the all-solid-state battery 100b and is electrically insulated. Further, the second external electrode 22 of the all-solid-state battery 100a is not in contact with the second external electrode 22 of the all-solid-state battery 100b and is electrically insulated.
  • the two all-solid-state batteries 100a and 100b can be easily connected in series simply by bringing them into contact with each other.
  • the first surface on which the first external electrode 21 is formed is the first main surface 16a
  • the second surface on which the second external electrode 22 is formed is the second main surface 16b.
  • the assembled battery 200 is configured by stacking the two all-solid-state batteries 100a and 100b in the stacking direction T, so that the mounting area of the assembled battery 200 is the same as the mounting area of one all-solid-state battery, which saves space. Can be realized.
  • the two all-solid-state batteries 100a and 100b may be connected by using a bonding material such as a conductive paste or solder. By connecting using the bonding material, the connection between the all-solid-state battery 100a and the all-solid-state battery 100b can be more reliably performed.
  • a bonding material such as a conductive paste or solder.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing a side surface of an assembled battery 300 configured by stacking three all-solid-state batteries 100a, 100b, and 100c and connecting them in series.
  • the configurations of the all-solid-state batteries 100a and 100c are the same as the configurations of the all-solid-state batteries 100 shown in FIG.
  • the configuration of the all-solid-state battery 100b is the same as the configuration of the all-solid-state battery 100b shown in FIG.
  • the assembled battery 300 shown in FIG. 4 has a structure in which the all-solid-state battery 100c is further laminated in the stacking direction T with respect to the assembled battery 200 shown in FIG. Specifically, the all-solid-state battery 100c is laminated so that the second main surface 16b of the all-solid-state battery 100c and the first main surface 16a of the all-solid-state battery 100b face each other. As shown in FIG. 4, the first external electrode 21 formed on the first main surface 16a of the all-solid-state battery 100b is formed on the second main surface 16b of the all-solid-state battery 100c. It is in contact with the external electrode 22 of No. 2 and is electrically connected.
  • the first external electrode 21 of the all-solid-state battery 100b is not in contact with the first external electrode 21 of the all-solid-state battery 100c and is electrically insulated. Further, the second external electrode 22 of the all-solid-state battery 100b is not in contact with the second external electrode 22 of the all-solid-state battery 100c and is electrically insulated.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing a side surface of an assembled battery 400 configured by stacking four all-solid-state batteries 100a, 100b, 100c, and 100d and connecting them in series.
  • the configurations of the all-solid-state batteries 100a and 100c are the same as the configurations of the all-solid-state batteries 100 shown in FIG.
  • the configurations of the all-solid-state batteries 100b and 100d are the same as the configurations of the all-solid-state batteries 100b shown in FIG.
  • the assembled battery 400 shown in FIG. 5 has a structure in which the all-solid-state battery 100d is further laminated in the stacking direction T with respect to the assembled battery 300 shown in FIG. Specifically, the all-solid-state battery 100d is laminated so that the second main surface 16b of the all-solid-state battery 100d and the first main surface 16a of the all-solid-state battery 100c face each other. As shown in FIG. 5, the first external electrode 21 formed on the first main surface 16a of the all-solid-state battery 100c is formed on the second main surface 16b of the all-solid-state battery 100d. It is in contact with the external electrode 22 of No. 2 and is electrically connected.
  • the first external electrode 21 of the all-solid-state battery 100c is not in contact with the first external electrode 21 of the all-solid-state battery 100d and is electrically insulated. Further, the second external electrode 22 of the all-solid-state battery 100c is not in contact with the second external electrode 22 of the all-solid-state battery 100d and is electrically insulated.
  • a paste containing active material particles is applied onto the sheet and dried to prepare a first green sheet for constituting the positive electrode 1.
  • a second green sheet for forming the negative electrode 2 is produced.
  • the paste containing the solid electrolyte is applied onto the sheet and dried to prepare a third green sheet for forming the solid electrolyte layer 3.
  • the first green sheet, the second green sheet, and the third green sheet are appropriately laminated and pressed to obtain an unfired laminate. Then, the unfired laminate is degreased and then fired to obtain the laminate 10.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a method of forming the first external electrode 21 and the second external electrode 22 on the surface of the laminated body 10.
  • the laminated body 10 is immersed in the conductive paste 31 for an external electrode in a state of being tilted at a desired angle.
  • the dimension of the conductive paste for the external electrode coated on the first main surface 16a of the laminated body 10 in the length direction L is longer than 1/2 of the dimension of the length direction L of the laminated body 10.
  • the laminated body 10 is immersed so that the conductive paste for an external electrode is applied to the entire first end surface 15a.
  • the laminated body 10 is tilted at a desired angle for the external electrode. Immerse in the conductive paste 31. At this time, the dimension of the conductive paste for the external electrode coated on the second main surface 16b of the laminated body 10 in the length direction L is longer than 1/2 of the dimension of the length direction L of the laminated body 10. The laminated body 10 is immersed so that the conductive paste for an external electrode is applied to the entire second end surface 15b.
  • the laminate 10 is immersed in the insulating paste 32 to a predetermined depth with the first end surface 15a of the laminate 10 facing vertically downward.
  • the laminate 10 coated with the conductive paste for the external electrode and the insulating paste is fired.
  • the all-solid-state battery 100 is obtained.
  • FIG. 7A is a schematic top view when the first main surface 16a of the all-solid-state battery 100 in the second embodiment is viewed, and FIG. 7B is a second main surface 16b.
  • a schematic bottom view of the time FIG. 7 (c) is a schematic side view of the first side surface 17a side
  • FIG. 7 (d) is a schematic side view of the second side surface 17b side
  • FIG. 7 (e) Is a schematic end view on the side of the first end face 15a
  • FIG. 7 (f) is a schematic end view on the side of the second end face 15b.
  • the all-solid-state battery 100 in the second embodiment is different from the all-solid-state battery 100 in the first embodiment in the region where the insulator 30 is formed.
  • the insulator 30 is provided so as to cover the region on the first end surface 15a side of the first main surface 16a which is the first surface.
  • An insulator 30 is provided so as to cover each of the regions on the side of the second end surface 15b.
  • the insulator 30 is a region of the first main surface 16a of the laminated body 10 on the side of the first end surface 15a, and of the first end surface 15a. It is provided so as to cover the area on the first main surface 16a side of the above. Further, as shown in FIGS. 7 (b) and 7 (f), the insulator 30 has a region on the second end surface 15b side of the second main surface 16b of the laminated body 10 and a second end surface 15b. It is provided so as to cover the region on the side of the second main surface 16b. Further, as shown in FIGS. 7 (c) and 7 (d), the insulator 30 is provided so as to cover a part of the first side surface 17a and a part of the second side surface 17b.
  • the first external electrode 21 and the second external electrode 22 are not formed on the first side surface 17a and the second side surface 17b of the laminated body 10. It may be configured.
  • the all-solid-state battery 100 in the second embodiment can be manufactured by the same method as the all-solid-state battery 100 in the first embodiment.
  • the first main surface 16a faces downward from the state where the first end surface 15a of the laminate 10 faces vertically downward. Soak it in the insulating paste 32 in a slightly tilted state.
  • the second end surface 15b of the laminated body 10 is slightly tilted so as to be downward from the state where the second end surface 15b faces vertically downward, and the laminated body 10 is immersed in the insulating paste 32.
  • FIG. 8A is a diagram schematically showing a side surface of an assembled battery 200 configured by stacking all-solid-state batteries 100 in the second embodiment and connecting two in series. Similar to the assembled battery 200 shown in FIG. 3, the assembled battery 200 in which the two all-solid-state batteries 100 are connected in series is configured by stacking the two all-solid-state batteries 100 in the stacking direction T.
  • FIG. 8B is a diagram schematically showing a side surface of an assembled battery 300 configured by stacking all solid-state batteries 100 in the second embodiment and connecting three in series. Similar to the assembled battery 300 shown in FIG. 4, the assembled battery 300 in which the three all-solid-state batteries 100 are connected in series is configured by stacking the three all-solid-state batteries 100 in the stacking direction T.
  • FIG. 8C is a diagram schematically showing the side surface of the assembled battery 400 configured by connecting four all-solid-state batteries 100 in series in the second embodiment. Similar to the assembled battery 400 shown in FIG. 5, the assembled battery 400 in which the four all-solid-state batteries 100 are connected in series is configured by stacking the four all-solid-state batteries 100 in the stacking direction T. Similarly, by stacking five or more all-solid-state batteries 100, it is possible to obtain an assembled battery having a structure in which five or more all-solid-state batteries 100 are connected in series.
  • the first external electrode 21 is exposed on the first end surface 15a, and the second end surface 15b is exposed.
  • the second external electrode 22 is exposed. Therefore, the first end surface 15a and the second end surface 15b can be used as contact surfaces to connect to another all-solid-state battery 100 or an electronic component such as a monolithic ceramic capacitor.
  • FIG. 9 (a) is a schematic top view when looking at the first main surface 16a of the all-solid-state battery 100 in the third embodiment, and FIG. 9 (b) is looking at the second main surface 16b.
  • 9 (c) is a schematic side view of the first side surface 17a
  • FIG. 9 (d) is a schematic side view of the second side surface 17b side
  • FIG. 9 (e) Is a schematic end view on the side of the first end face 15a
  • FIG. 9 (f) is a schematic end view on the side of the second end face 15b.
  • the all-solid-state battery 100 in the third embodiment is different from the all-solid-state battery 100 in the first embodiment in that the first external electrode 21, the second external electrode 22, and the insulator 30 are formed. It is an area.
  • the first external electrode 21 is formed on at least the first end surface 15a of the laminated body 10 and the first surface which is one of the first main surface 16a and the first side surface 17a.
  • the first surface is the first side surface 17a
  • the first external electrode 21 is the entire first end surface 15a, a part of the first side surface 17a, and the first main surface 16a. And a part of the second main surface 16b (see FIG. 9).
  • the dimension in the length direction L of the first external electrode 21 formed on the first side surface 17a, which is the first surface, is the dimension in the length direction L of the laminated body 10. Longer than 1/2 of the dimensions.
  • the second external electrode 22 is formed on at least the second end surface 15b of the laminated body 10 and the second surface facing the first surface.
  • the second surface is the second side surface 17b
  • the second external electrode 22 is the entire second end surface 15b, a part of the second side surface 17b, and the first main surface 16a. And a part of the second main surface 16b.
  • the dimension in the length direction L of the second external electrode 22 formed on the second side surface 17b, which is the second surface, is the dimension in the length direction L of the laminated body 10. Longer than 1/2 of the dimensions.
  • a region on the first end surface 15a side of the first side surface 17a which is the first surface, and a region on the second end surface 15b side of the second side surface 17b which is the second surface. are each covered by an insulator 30.
  • the all-solid-state battery 100 in the first and second embodiments are connected in series by laminating in such a manner that the first main surface 16a and the second main surface 16b of another all-solid-state battery 100 are in contact with each other. It is configured to do.
  • the all-solid-state battery 100 in the third embodiment has two all-solid-state batteries 100 in such a manner that the first side surface 17a and the second side surface 17b of another all-solid-state battery 100 are in contact with each other. By abutting, they are connected in series.
  • FIG. 10A is a top view schematically showing an assembled battery 200 configured by connecting two all-solid-state batteries 100 in series in the third embodiment. As described above, the two all are in contact with the first side surface 17a of one of the two all-solid-state batteries 100 and the second side surface 17b of the other all-solid-state battery 100. The solid-state battery 100 is brought into contact with it.
  • the dimension in the length direction L of the first external electrode 21 formed on the first side surface 17a, which is the first surface, is 1 ⁇ 2 of the dimension in the length direction L of the laminated body 10.
  • the dimension of the second external electrode 22 formed on the second side surface 17b, which is longer and is the second surface, in the length direction L is longer than 1/2 of the dimension in the length direction L of the laminate 10. .. Therefore, as shown in FIG. 10A, when the two all-solid-state batteries 100 are in contact with each other, the first external electrode 21 of one all-solid-state battery 100 is the second of the other all-solid-state battery 100. It is in contact with the external electrode 22 of the above, thereby being electrically connected to each other.
  • the first external electrode 21 of one all-solid-state battery 100 is not in contact with the first external electrode 21 of the other all-solid-state battery 100 and is electrically insulated. Further, the second external electrode 22 of one all-solid-state battery 100 is not in contact with the second external electrode 22 of the other all-solid-state battery 100, and is electrically insulated.
  • FIG. 10B is a top view schematically showing an assembled battery 300 configured by connecting three all-solid-state batteries 100 in series in the third embodiment.
  • the connection method of the two adjacent all-solid-state batteries 100 is the same as the connection method of the two all-solid-state batteries 100 shown in FIG. 10 (a). Although the figure is omitted, an assembled battery in which four or more all-solid-state batteries 100 are connected in series can be obtained by the same method.
  • 11 (a) is a schematic top view when the first main surface 16a of the all-solid-state battery 100 in the fourth embodiment is seen, and FIG. 11 (b) is the second main surface 16b.
  • 11 (c) is a schematic side view of the first side surface 17a
  • FIG. 11 (d) is a schematic side view of the second side surface 17b side
  • FIG. 11 (e) Is a schematic end view on the side of the first end face 15a
  • FIG. 11 (f) is a schematic end view on the side of the second end face 15b.
  • the first external electrode 21 and the insulator 30 formed on the first main surface 16a and the second main surface 16b are formed so that the connection relationship when connected to the all-solid-state battery 100 can be understood.
  • the second external electrode 22 and the insulator 30 are shown as thick regions.
  • the all-solid-state battery 100 in the fourth embodiment is different from the all-solid-state battery 100 in the first embodiment in that the first external electrode 21, the second external electrode 22, and the insulator 30 are formed. It is an area.
  • the first external electrode 21 is formed on at least the first end surface 15a of the laminated body 10 and the first surface which is one of the first main surface 16a and the first side surface 17a.
  • the first surface is the first main surface 16a
  • the first external electrode 21 is the entire first end surface 15a, a part of the first main surface 16a, and the first side surface. It is formed on a part of 17a and a part of the second side surface 17b (see FIG. 11).
  • the area of the first external electrode 21 formed on the first main surface 16a is formed on the first main surface 16a of the all-solid-state battery 100 in the first embodiment. It is smaller than the area of the first external electrode 21 (see FIG. 1A).
  • the dimension of the first external electrode 21 formed on the first main surface 16a in the length direction L is 1 ⁇ 2 of the dimension in the length direction L of the laminated body 10. Longer. Further, the dimension of the first external electrode 21 formed on the first main surface 16a in the width direction W is longer than 1/2 of the dimension in the width direction W of the laminated body 10, and the width of the laminated body 10 is wide. It is shorter than the dimension in the direction W.
  • the second external electrode 22 is formed on at least the second end surface 15b of the laminated body 10 and the second surface facing the first surface.
  • the second surface is the second main surface 16b
  • the second external electrode 22 is the entire second end surface 15b, a part of the second main surface 16b, and the first side surface. It is formed on a part of 17a and a part of the second side surface 17b.
  • the area of the second external electrode 22 formed on the second main surface 16b is formed on the second main surface 16b of the all-solid-state battery 100 in the first embodiment. It is smaller than the area of the second external electrode 22 (see FIG. 1 (b)).
  • the dimension of the second external electrode 22 formed on the second main surface 16b in the length direction L is 1 ⁇ 2 of the dimension in the length direction L of the laminated body 10. Longer. Further, the dimension of the second external electrode 22 formed on the second main surface 16b in the width direction W is longer than 1/2 of the dimension in the width direction W of the laminated body 10, and the width of the laminated body 10 is wide. It is shorter than the dimension in the direction W.
  • the first external electrode 21 on the first main surface 16a and the second external electrode 22 on the second main surface 16b are, for example, coated with ink containing a conductive paste for an external electrode by inkjet printing. It can be formed by firing after processing.
  • the first external electrode 21 and the second external electrode 22 are not formed on the first side surface 17a and the second side surface 17b of the laminated body 10. It may be configured.
  • the insulator 30 has a region on the first end surface 15a side of the first main surface 16a which is the first surface, and a second end surface of the second main surface 16b which is the second surface. It is formed so as to cover each region on the 15b side.
  • the insulator 30 can be formed, for example, by applying an ink containing an insulating material by inkjet printing.
  • the amount of the conductive paste for the external electrode used can be reduced as compared with the all-solid-state battery 100 in the first embodiment, so that the manufacturing cost can be reduced. can do.
  • FIG. 12A is a side view schematically showing an assembled battery 200 configured by stacking two all-solid-state batteries 100 in the fourth embodiment and connecting them in series.
  • the connection relationship between the two all-solid-state batteries 100 is the same as the connection relationship between the two all-solid-state batteries 100a and 100b shown in FIG. That is, the first external electrode 21 on the first main surface 16a of the lower all-solid-state battery 100 in the stacking direction T and the second external electrode 21 on the second main surface 16b of the upper all-solid-state battery 100. By abutting with 22, they are electrically connected to each other.
  • the dimension of the first external electrode 21 formed on the first main surface 16a in the length direction L is longer than 1/2 of the dimension in the length direction L of the laminated body 10.
  • the dimension of the second external electrode 22 formed on the second main surface 16b in the length direction L is longer than 1/2 of the dimension in the length direction L of the laminated body 10.
  • the dimension of the first external electrode 21 formed on the first main surface 16a in the width direction W is longer than 1/2 of the dimension in the width direction W of the laminated body 10, and is formed on the second main surface 16b.
  • the dimension of the formed second external electrode 22 in the width direction W is longer than 1/2 of the dimension in the width direction W of the laminate 10.
  • FIG. 12B is a side view schematically showing an assembled battery 300 configured by stacking three all-solid-state batteries 100 in the fourth embodiment and connecting them in series.
  • the connection relationship of the three all-solid-state batteries 100 is the same as the connection relationship of the three all-solid-state batteries 100a, 100b, and 100c shown in FIG. Although the figure is omitted, an assembled battery in which four or more all-solid-state batteries 100 are connected in series can be obtained by the same method.
  • the first external electrode 21 is exposed on the first end surface 15a and the second end surface 15b. Since the second external electrode 22 is exposed, the first end surface 15a and the second end surface 15b can be used as contact surfaces to connect to another all-solid-state battery 100 or an electronic component such as a multilayer ceramic capacitor. Is possible.
  • 13 (a) is a schematic top view when the first main surface 16a of the all-solid-state battery 100 in the fifth embodiment is seen, and FIG. 13 (b) is the second main surface 16b.
  • 13 (c) is a schematic side view of the first side surface 17a
  • FIG. 13 (d) is a schematic side view of the second side surface 17b side
  • FIG. 13 (e) is a schematic end view on the side of the first end face 15a
  • FIG. 13 (f) is a schematic end view on the side of the second end face 15b.
  • the all-solid-state battery 100 in the fifth embodiment is different from the all-solid-state battery 100 in the first embodiment in that the first external electrode 21, the second external electrode 22, and the insulator 30 are formed. It is an area.
  • the first external electrode 21 is formed on at least the first end surface 15a of the laminated body 10 and the first surface which is one of the first main surface 16a and the first side surface 17a. ..
  • the first surface is the first main surface 16a
  • the first external electrode 21 is the entire first end surface 15a, a part of the first main surface 16a, and the first side surface. It is formed on a part of 17a and a part of the second side surface 17b (see FIG. 13).
  • the first external electrode 21 formed on the first main surface 16a is located in the central portion in the width direction W from the first end surface 15a side to the second end surface 15b side. It is formed in a manner extending to. That is, the first external electrode 21 is formed only in the central region of the first main surface 16a in the width direction W.
  • the dimension in the length direction L of the first external electrode 21 formed on the first main surface 16a is 1 ⁇ 2 of the dimension in the length direction L of the laminated body 10. Longer.
  • the second external electrode 22 is formed on at least the second end surface 15b of the laminated body 10 and the second surface facing the first surface.
  • the second surface is the second main surface 16b
  • the second external electrode 22 is the entire second end surface 15b, a part of the second main surface 16b, and the first side surface. It is formed on a part of 17a and a part of the second side surface 17b.
  • the second external electrode 22 formed on the second main surface 16b has a second end surface 15b side to a first end surface 15a side in the central portion in the width direction W. It is formed in a manner extending to. That is, the second external electrode 22 is formed only in the central region of the second main surface 16b in the width direction W.
  • the dimension of the second external electrode 22 formed on the second main surface 16b in the length direction L is 1 ⁇ 2 of the dimension in the length direction L of the laminated body 10. Longer.
  • the first external electrode 21 formed on the first main surface 16a and the second external electrode 22 formed on the second main surface 16b may be, for example, a conductive paste for an external electrode.
  • the contained ink can be formed by applying the ink by inkjet printing and then firing the ink.
  • the first external electrode 21 and the second external electrode 22 are not formed on the first side surface 17a and the second side surface 17b of the laminated body 10. It may be configured.
  • the insulator 30 has a region on the first end surface 15a side of the first main surface 16a which is the first surface, and a second end surface of the second main surface 16b which is the second surface. It is formed so as to cover each region on the 15b side.
  • the insulator 30 can be formed, for example, by applying an ink containing an insulating material by inkjet printing.
  • the amount of the conductive paste for the external electrode used can be further reduced as compared with the all-solid-state battery 100 in the fourth embodiment, so that the manufacturing cost can be reduced. It can be further reduced.
  • FIG. 14A is a side view schematically showing an assembled battery 200 configured by stacking two all-solid-state batteries 100 in the fifth embodiment and connecting them in series.
  • the connection relationship between the two all-solid-state batteries 100 is the same as the connection relationship between the two all-solid-state batteries 100a and 100b shown in FIG. That is, the first external electrode 21 on the first main surface 16a of the lower all-solid-state battery 100 in the stacking direction T and the second external electrode 21 on the second main surface 16b of the upper all-solid-state battery 100. By abutting with 22, they are electrically connected to each other.
  • FIG. 14B is a side view schematically showing an assembled battery 300 configured by stacking three all-solid-state batteries 100 in the fifth embodiment and connecting them in series.
  • the connection relationship of the three all-solid-state batteries 100 is the same as the connection relationship of the three all-solid-state batteries 100a, 100b, and 100c shown in FIG. Although the figure is omitted, an assembled battery in which four or more all-solid-state batteries 100 are connected in series can be obtained by the same method.
  • the first external electrode 21 is exposed on the first end surface 15a and the second end surface 15b. Since the second external electrode 22 is exposed, the first end surface 15a and the second end surface 15b can be used as contact surfaces to connect to another all-solid-state battery 100 or an electronic component such as a multilayer ceramic capacitor. Is possible.
  • the region on the first end surface 15a side of the first main surface 16a, which is the first surface, on which the first external electrode 21 is formed is insulated.
  • the region on the second end surface 15b side of the second main surface 16b, which is the second surface on which the second external electrode 22 is formed is also insulated.
  • the configuration may be covered by the body 30.

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Abstract

全固体電池１００は、正極と、負極と、固体電解質層とを備える積層体１０と、少なくとも積層体１０の第１の端面と、第１の主面および第１の側面のうちの一方の面である第１の面とに形成され、正極と電気的に接続された第１の外部電極２１と、少なくとも積層体１０の第２の端面と、第１の面と対向する第２の面とに形成され、負極と電気的に接続された第２の外部電極２２とを備える。長さ方向Ｌにおいて、第１の面に形成されている第１の外部電極２１の寸法は、積層体１０の寸法の１／２より長く、第２の面に形成されている第２の外部電極２２の寸法は、積層体の寸法の１／２より長い。第１の面のうちの第１の端面側の領域および第２の面のうちの第２の端面側の領域のうちの少なくとも一方の領域は、絶縁体３０により覆われている。

Description

全固体電池および組電池
　本発明は、全固体電池、および、全固体電池を複数接続した組電池に関する。
　電解液の代わりに固体電解質を備える全固体電池が知られている。また、複数の全固体電池を接続することによって構成される組電池も知られている。
　特許文献１には、上面および下面に、外部電極として機能する正極端子および負極端子をそれぞれ設けた構成の全固体電池が記載されている。具体的には、正極、固体電解質、および、負極が積層された発電要素を絶縁基板によって挟み込むとともに、絶縁基板にコンタクトホールとスルーホールを設けて、正極を正極端子と電気的に接続するとともに、負極を負極端子と電気的に接続している。この全固体電池によれば、縦に複数個を積み重ねるだけで容易に並列接続が可能になると、特許文献１には記載されている。
特開２００３－１６８４１６号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の全固体電池では、絶縁基板が必要であり、さらに、絶縁基板にコンタクトホールとスルーホールを設ける必要があるため、構造が複雑で、製造コストがかかるという問題がある。
　本発明は、上記課題を解決するものであり、コンタクトホールやスルーホールを設ける必要がなく、他の全固体電池と容易に接続可能な全固体電池、および、そのような全固体電池を複数接続した組電池を提供することを目的とする。
　本発明の全固体電池は、
　第１の主面、第２の主面、第１の側面、第２の側面、第１の端面、および、第２の端面を有し、前記第１の端面に引き出された正極と、前記第２の端面に引き出された負極と、前記正極と前記負極との間に配置される固体電解質層とを備える積層体と、
　少なくとも前記積層体の前記第１の端面と、前記第１の主面および前記第１の側面のうちの一方の面である第１の面とに形成され、前記正極と電気的に接続された第１の外部電極と、
　少なくとも前記積層体の前記第２の端面と、前記第１の面と対向する第２の面とに形成され、前記負極と電気的に接続された第２の外部電極と、
を備え、
　前記第１の面に形成されている前記第１の外部電極の、前記第１の端面と前記第２の端面とが対向する長さ方向における寸法は、前記積層体の前記長さ方向における寸法の１／２より長く、
　前記第２の面に形成されている前記第２の外部電極の前記長さ方向における寸法は、前記積層体の前記長さ方向における寸法の１／２より長く、
　前記第１の外部電極が形成されている、前記第１の面のうちの前記第１の端面側の領域、および、前記第２の外部電極が形成されている、前記第２の面のうちの前記第２の端面側の領域のうちの少なくとも一方の領域は、絶縁体により覆われていることを特徴とする。
　本発明の全固体電池によれば、第１の外部電極が形成されている第１の面と、第２の外部電極が形成されている第２の面とが当接するように、全固体電池を当接させるだけで、全固体電池同士を容易に直列に接続することができる。第１の外部電極は、第１の端面に引き出された正極と電気的に接続され、かつ、第２の外部電極は、第２の端面に引き出された負極と電気的に接続されているので、電極間を接続するためのコンタクトホールやスルーホールを設ける必要はない。
（ａ）は、第１の実施形態における全固体電池の第１の主面を見たときの模式的上面図、（ｂ）は、第２の主面を見たときの模式的下面図、（ｃ）は、第１の側面側の模式的側面図、（ｄ）は、第２の側面側の模式的側面図、（ｅ）は、第１の端面側の模式的端面図、（ｆ）は、第２の端面側の模式的端面図である。 全固体電池を構成する積層体の断面図である。 第１の実施形態における全固体電池を２つ積層することによって、直列に接続して構成される組電池の側面を模式的に示す図である。 第１の実施形態における全固体電池を３つ積層することによって、直列に接続して構成される組電池の側面を模式的に示す図である。 第１の実施形態における全固体電池を４つ積層することによって、直列に接続して構成される組電池の側面を模式的に示す図である。 （ａ）～（ｆ）は、積層体の表面に、第１の外部電極および第２の外部電極を形成する方法を説明するための図である。 （ａ）は、第２の実施形態における全固体電池の第１の主面を見たときの模式的上面図、（ｂ）は、第２の主面を見たときの模式的下面図、（ｃ）は、第１の側面側の模式的側面図、（ｄ）は、第２の側面側の模式的側面図、（ｅ）は、第１の端面側の模式的端面図、（ｆ）は、第２の端面側の模式的端面図である。 （ａ）は、第２の実施形態における全固体電池を２つ直列に接続して構成される組電池の側面を模式的に示す図であり、（ｂ）は、３つ直列に接続して構成される組電池の側面を模式的に示す図であり、（ｃ）は、４つ直列に接続して構成される組電池の側面を模式的に示す図である。 （ａ）は、第３の実施形態における全固体電池の第１の主面を見たときの模式的上面図、（ｂ）は、第２の主面を見たときの模式的下面図、（ｃ）は、第１の側面側の模式的側面図、（ｄ）は、第２の側面側の模式的側面図、（ｅ）は、第１の端面側の模式的端面図、（ｆ）は、第２の端面側の模式的端面図である。 （ａ）は、第３の実施形態における全固体電池を２つ直列に接続して構成される組電池２００を模式的に示す上面図であり、（ｂ）は、３つ直列に接続して構成される組電池を模式的に示す上面図である。 （ａ）は、第４の実施形態における全固体電池の第１の主面を見たときの模式的上面図、（ｂ）は、第２の主面を見たときの模式的下面図、（ｃ）は、第１の側面側の模式的側面図、（ｄ）は、第２の側面側の模式的側面図、（ｅ）は、第１の端面側の模式的端面図、（ｆ）は、第２の端面側の模式的端面図である。 （ａ）は、第４の実施形態における全固体電池を２つ積層することによって直列に接続して構成される組電池を模式的に示す側面図であり、（ｂ）は、３つ積層することによって直列に接続して構成される組電池を模式的に示す側面図である。 （ａ）は、第５の実施形態における全固体電池の第１の主面を見たときの模式的上面図、（ｂ）は、第２の主面を見たときの模式的下面図、（ｃ）は、第１の側面側の模式的側面図、（ｄ）は、第２の側面側の模式的側面図、（ｅ）は、第１の端面側の模式的端面図、（ｆ）は、第２の端面側の模式的端面図である。 （ａ）は、第５の実施形態における全固体電池を２つ積層することによって直列に接続して構成される組電池を模式的に示す側面図であり、（ｂ）は、３つ積層することによって直列に接続して構成される組電池を模式的に示す側面図である。
　以下に本発明の実施形態を示して、本発明の特徴を具体的に説明する。
 ＜第１の実施形態＞
　図１（ａ）は、第１の実施形態における全固体電池１００の第１の主面を見たときの模式的上面図、図１（ｂ）は、第２の主面を見たときの模式的下面図、図１（ｃ）は、第１の側面側の模式的側面図、図１（ｄ）は、第２の側面側の模式的側面図、図１（ｅ）は、第１の端面側の模式的端面図、図１（ｆ）は、第２の端面側の模式的端面図である。また、図２は、全固体電池１００を構成する積層体１０の断面図である。
　図１および図２に示すように、全固体電池１００は、全体として直方体の形状を有しており、積層体１０と、第１の外部電極２１と、第２の外部電極２２と、絶縁体３０とを備える。全固体電池の定格電圧は、例えば２Ｖである。
　積層体１０は、互いに対向する第１の端面１５ａおよび第２の端面１５ｂと、互いに対向する第１の主面１６ａおよび第２の主面１６ｂと、互いに対向する第１の側面１７ａおよび第２の側面１７ｂとを有する。ここでは、第１の端面１５ａおよび第２の端面１５ｂが対向する方向を長さ方向Ｌ、第１の主面１６ａおよび第２の主面１６ｂが対向する方向を積層方向Ｔ、第１の側面１７ａおよび第２の側面１７ｂが対向する方向を幅方向Ｗと定義する。長さ方向Ｌ、積層方向Ｔ、および、幅方向Ｗのうちの任意の２つの方向は、互いに直交する方向である。
　図２に示すように、積層体１０は、正極１と、負極２と、固体電解質層３とを備える。より詳細には、積層体１０は、正極１と負極２とが積層方向Ｔにおいて、固体電解質層３を介して交互に複数積層された構造を有する。
　本実施形態において、正極１は、正極活物質を含む正極活物質層と正極集電体とを有する。正極活物質としては、例えば、ナシコン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物、オリビン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物、リチウム含有層状酸化物、スピネル型構造を有するリチウム含有酸化物等が挙げられる。正極集電体は、例えば、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、ステンレス、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）等により構成することができる。
　正極１は、第１の端面１５ａに引き出されているが、第２の端面１５ｂ、第１の側面１７ａ、および、第２の側面１７ｂには引き出されていない。
　本実施形態において、負極２は、負極活物質を含む負極活物質層と負極集電体とを有する。負極活物質としては、例えば、ＭＯx（Ｍは、Ｔｉ，Ｓｉ，Ｓｎ，Ｃｒ，Ｆｅ，ＮｂおよびＭｏからなる群より選ばれた少なくとも一種であり、ｘは、０．９≦ｘ≦２．０の関係を満たす）で表される化合物、黒鉛－リチウム化合物、リチウム合金、ナシコン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物、オリビン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物、スピネル型構造を有するリチウム含有酸化物等が挙げられる。負極集電体は、例えば、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、ステンレス、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）等により構成することができる。
　負極２は、第２の端面１５ｂに引き出されているが、第１の端面１５ａ、第１の側面１７ａ、および、第２の側面１７ｂには引き出されていない。
　固体電解質層３に含まれる固体電解質としては、例えば、ナシコン構造を有するリチウム含有リン酸化合物、ペロブスカイト構造を有する酸化物固体電解質、ガーネット型若しくはガーネット型類似構造を有する酸化物固体電解質等が挙げられる。
　なお、本発明における全固体電池１００は、後述する第１の外部電極２１、第２の外部電極２２、および、絶縁体３０の形状および配置位置に特徴がある。すなわち、正極１、負極２、および、固体電解質層３を備える積層体１０の構成が上述した構成に限定されることはない。
　第１の外部電極２１は、少なくとも積層体１０の第１の端面１５ａと、第１の主面１６ａおよび第１の側面１７ａのうちの一方の面である第１の面とに形成されている。本実施形態において、第１の面は第１の主面１６ａであり、第１の外部電極２１は、第１の端面１５ａの全体と、第１の主面１６ａの一部、第１の側面１７ａの一部、および、第２の側面１７ｂの一部とに形成されている。なお、後述するように、第１の外部電極２１の一部は、絶縁体３０によって覆われている。すなわち、図１では、目視できる第１の外部電極２１の領域にハッチングを施している。なお、第１の外部電極２１のうち、面をまたがって形成されている部分は、途切れることなく繋がっている。
　第１の外部電極２１は、第１の端面１５ａにおいて、第１の端面１５ａに引き出されている正極１と接続されており、それにより、第１の外部電極２１と正極１とが電気的に接続されている。
　図１（ａ）に示すように、第１の主面１６ａに形成されている第１の外部電極２１の長さ方向Ｌにおける寸法は、積層体１０の長さ方向Ｌにおける寸法の１／２より長い。なお、図１（ａ）～（ｄ）において、一点鎖線は、積層体１０の長さ方向Ｌにおける寸法の１／２の位置を示す線である。
　第１の側面１７ａおよび第２の側面１７ｂに形成されている第１の外部電極２１は、三角形の形状を有する。
　第２の外部電極２２は、少なくとも積層体１０の第２の端面１５ｂと、第１の面と対向する第２の面に形成されている。本実施形態では、第２の面は第２の主面１６ｂであり、第２の外部電極２２は、第２の端面１５ｂの全体と、第２の主面１６ｂの一部、第１の側面１７ａの一部、および、第２の側面１７ｂの一部とに形成されている。図１では、目視できる第２の外部電極２２の領域にハッチングを施している。なお、第２の外部電極２２のうち、面をまたがって形成されている部分は、途切れることなく繋がっている。
　第２の外部電極２２は、第２の端面１５ｂにおいて、第２の端面１５ｂに引き出されている負極２と接続されており、それにより、第２の外部電極２２と負極２とが電気的に接続されている。
　なお、積層体１０の第１の側面１７ａおよび第２の側面１７ｂには、第１の外部電極２１および第２の外部電極２２を形成しない構成としてもよい。
　図１（ｂ）に示すように、第２の主面１６ｂに形成されている第２の外部電極２２の長さ方向Ｌにおける寸法は、積層体１０の長さ方向Ｌにおける寸法の１／２より長い。
　第１の側面１７ａおよび第２の側面１７ｂに形成されている第２の外部電極２２は、略三角形の形状を有する。図１（ｃ）および図１（ｄ）に示すように、第１の側面１７ａおよび第２の側面１７ｂにそれぞれ形成されている第１の外部電極２１および第２の外部電極２２は、互いに接触しないように形成されている。
　第１の外部電極２１が形成されている、第１の面である第１の主面１６ａのうちの第１の端面１５ａ側の領域、および、第２の外部電極２２が形成されている、第２の面である第２の主面１６ｂのうちの第２の端面１５ｂ側の領域のうちの少なくとも一方の領域は、絶縁体３０により覆われている。絶縁体３０は、電気的に絶縁可能な材料で構成されていればよく、例えば、高分子材料やガラス材料等からなる。高分子材料としては、例えば、フッ素系材料を使用することができる。また、ガラス材料としては、例えば、エポキシ系材料を使用することができる。
　本実施形態では、第１の主面１６ａのうちの第１の端面１５ａ側の領域が絶縁体３０により覆われている。図１のドット領域が絶縁体３０により覆われている領域である。より詳しくは、図１（ａ）～（ｅ）に示すように、第１の端面１５ａの全体、第１の主面１６ａのうちの第１の端面１５ａ側の所定領域、第２の主面１６ｂのうちの第２の端面１５ｂ側の所定領域、第１の側面１７ａのうちの第１の端面１５ａ側の所定領域、および、第２の側面１７ｂのうちの第１の端面１５ａ側の所定領域が絶縁体３０によって覆われている。
　第１の主面１６ａのうちの第１の端面１５ａ側の所定領域は、直列に接続する対象である別の全固体電池を第１の主面１６ａ上に積層したときに、第１の外部電極２１と、積層した別の全固体電池の第１の外部電極とが接触しないように、その広さを定めておく。
　図３は、２つの全固体電池１００ａ、１００ｂを積層することによって、直列に接続して構成される組電池２００の側面を模式的に示す図である。全固体電池１００ａの構成は、図１に示す全固体電池１００の構成と同じである。一方、全固体電池１００ｂは、絶縁体３０が形成されている位置が図１に示す全固体電池１００と異なる。すなわち、全固体電池１００ｂでは、第２の主面１６ｂのうちの第２の端面１５ｂ側の領域が絶縁体３０により覆われている。より詳しくは、第２の端面１５ｂの全体、第２の主面１６ｂのうちの第２の端面１５ｂ側の所定領域、第１の主面１６ａのうちの第２の端面１５ｂ側の所定領域、第１の側面１７ａのうちの第２の端面１５ｂ側の所定領域、および、第２の側面１７ｂのうちの第２の端面１５ｂ側の所定領域が絶縁体３０によって覆われている。全固体電池１００ａの第１の主面１６ａと、全固体電池１００ｂの第２の主面１６ｂとが対向するように、２つの全固体電池１００ａ、１００ｂは積層される。
　上述したように、第１の面である第１の主面１６ａに形成されている第１の外部電極２１の長さ方向Ｌにおける寸法は、積層体１０の長さ方向Ｌにおける寸法の１／２より長く、第２の面である第２の主面１６ｂに形成されている第２の外部電極２２の長さ方向Ｌにおける寸法は、積層体１０の長さ方向Ｌにおける寸法の１／２より長い。したがって、図３に示すように、全固体電池１００ａの第１の主面１６ａ上に形成されている第１の外部電極２１は、全固体電池１００ｂの第２の主面１６ｂ上に形成されている第２の外部電極２２と当接し、これにより、互いに電気的に接続されている。全固体電池１００ａの第１の外部電極２１は、全固体電池１００ｂの第１の外部電極２１とは接触しておらず、電気的に絶縁されている。また、全固体電池１００ａの第２の外部電極２２は、全固体電池１００ｂの第２の外部電極２２とは接触しておらず、電気的に絶縁されている。
　このように、２つの全固体電池１００ａ、１００ｂを当接させるだけで容易に直列接続することができる。また、第１の外部電極２１が形成される第１の面が第１の主面１６ａであり、第２の外部電極２２が形成される第２の面が第２の主面１６ｂであることにより、２つの全固体電池１００ａ、１００ｂを積層方向Ｔに積層することによって組電池２００を構成するので、組電池２００の実装面積は、１つの全固体電池の実装面積と同じとなり、省スペース化を実現することができる。
　なお、導電性ペーストやはんだなどの接合材を用いて、２つの全固体電池１００ａ、１００ｂを接続するようにしてもよい。接合材を用いて接続することにより、全固体電池１００ａと全固体電池１００ｂとの間の接続をより確実に行うことができる。
　図４は、３つの全固体電池１００ａ、１００ｂ、１００ｃを積層することによって、直列に接続して構成される組電池３００の側面を模式的に示す図である。全固体電池１００ａ、１００ｃの構成は、図１に示す全固体電池１００の構成と同じである。一方、全固体電池１００ｂの構成は、図３に示す全固体電池１００ｂの構成と同じである。
　図４に示す組電池３００は、図３に示す組電池２００に対して、全固体電池１００ｃをさらに積層方向Ｔに積層した構造を有する。具体的には、全固体電池１００ｃの第２の主面１６ｂと全固体電池１００ｂの第１の主面１６ａとが対向するように、全固体電池１００ｃが積層される。図４に示すように、全固体電池１００ｂの第１の主面１６ａ上に形成されている第１の外部電極２１は、全固体電池１００ｃの第２の主面１６ｂ上に形成されている第２の外部電極２２と当接し、電気的に接続されている。全固体電池１００ｂの第１の外部電極２１は、全固体電池１００ｃの第１の外部電極２１とは接触しておらず、電気的に絶縁されている。また、全固体電池１００ｂの第２の外部電極２２は、全固体電池１００ｃの第２の外部電極２２とは接触しておらず、電気的に絶縁されている。
　このように、３つの全固体電池１００ａ、１００ｂ、１００ｃを積層するだけで、３つの全固体電池１００ａ、１００ｂ、１００ｃが直列に接続された構造の組電池３００を得ることができる。
　図５は、４つの全固体電池１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄを積層することによって、直列に接続して構成される組電池４００の側面を模式的に示す図である。全固体電池１００ａ、１００ｃの構成は、図１に示す全固体電池１００の構成と同じである。一方、全固体電池１００ｂ、１００ｄの構成は、図３に示す全固体電池１００ｂの構成と同じである。
　図５に示す組電池４００は、図４に示す組電池３００に対して、全固体電池１００ｄをさらに積層方向Ｔに積層した構造を有する。具体的には、全固体電池１００ｄの第２の主面１６ｂと全固体電池１００ｃの第１の主面１６ａとが対向するように、全固体電池１００ｄが積層される。図５に示すように、全固体電池１００ｃの第１の主面１６ａ上に形成されている第１の外部電極２１は、全固体電池１００ｄの第２の主面１６ｂ上に形成されている第２の外部電極２２と当接し、電気的に接続されている。全固体電池１００ｃの第１の外部電極２１は、全固体電池１００ｄの第１の外部電極２１とは接触しておらず、電気的に絶縁されている。また、全固体電池１００ｃの第２の外部電極２２は、全固体電池１００ｄの第２の外部電極２２とは接触しておらず、電気的に絶縁されている。
　このように、４つの全固体電池１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄを積層するだけで、４つの全固体電池１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄが直列に接続された構造の組電池４００を得ることができる。同様に、５つ以上の全固体電池１００を積層することによって、５つ以上の全固体電池１００が直列に接続された構造の組電池を得ることができる。
　（全固体電池の製造方法）
　全固体電池１００の製造方法の一例について説明する。
　まず、活物質粒子を含むペーストをシートの上に塗工し、乾燥させることにより、正極１を構成するための第１のグリーンシートを作製する。同様に、負極２を構成するための第２のグリーンシートを作製する。また、固体電解質を含むペーストをシートの上に塗工して乾燥させることにより、固体電解質層３を構成するための第３のグリーンシートを作製する。
　続いて、第１のグリーンシート、第２のグリーンシート、および、第３のグリーンシートを適宜積層し、プレスすることによって、未焼成の積層体を得る。その後、未焼成の積層体に対して脱脂処理を行った後、焼成することによって、積層体１０を得る。
　続いて、積層体１０の表面に、第１の外部電極２１および第２の外部電極２２を形成する。図６は、積層体１０の表面に、第１の外部電極２１および第２の外部電極２２を形成する方法を説明するための図である。
　はじめに、図６（ａ）に示すように、積層体１０を所望の角度傾けた状態で、外部電極用導電性ペースト３１に浸漬する。このとき、積層体１０の第１の主面１６ａに塗工される外部電極用導電性ペーストの長さ方向Ｌの寸法が積層体１０の長さ方向Ｌの寸法の１／２より長くなるようにし、かつ、第１の端面１５ａの全体に外部電極用導電性ペーストが塗工されるように、積層体１０を浸漬する。
　続いて、所定の温度で乾燥させる（図６（ｂ）参照）。
　続いて、図６（ｃ）に示すように、積層体１０の反対側の面に外部電極用導電性ペーストを塗工するために、積層体１０を所望の角度傾けた状態で、外部電極用導電性ペースト３１に浸漬する。このとき、積層体１０の第２の主面１６ｂに塗工される外部電極用導電性ペーストの長さ方向Ｌの寸法が積層体１０の長さ方向Ｌの寸法の１／２より長くなるようにし、かつ、第２の端面１５ｂの全体に外部電極用導電性ペーストが塗工されるように、積層体１０を浸漬する。
　続いて、所定の温度で乾燥させる（図６（ｄ）参照）。
　続いて、図６（ｅ）に示すように、積層体１０の第１の端面１５ａが鉛直下方を向くようにした状態で、積層体１０を所定の深さまで絶縁ペースト３２に浸漬する。
　この後、外部電極用導電性ペーストおよび絶縁ペーストを塗工した積層体１０を焼成する。上述した工程により、全固体電池１００が得られる。
　＜第２の実施形態＞
　図７（ａ）は、第２の実施形態における全固体電池１００の第１の主面１６ａを見たときの模式的上面図、図７（ｂ）は、第２の主面１６ｂを見たときの模式的下面図、図７（ｃ）は、第１の側面１７ａ側の模式的側面図、図７（ｄ）は、第２の側面１７ｂ側の模式的側面図、図７（ｅ）は、第１の端面１５ａ側の模式的端面図、図７（ｆ）は、第２の端面１５ｂ側の模式的端面図である。
　第２の実施形態における全固体電池１００が第１の実施形態における全固体電池１００と異なるのは、絶縁体３０が形成されている領域である。第１の実施形態における全固体電池１００では、第１の面である第１の主面１６ａのうちの第１の端面１５ａ側の領域を覆うように絶縁体３０が設けられているが、第２の実施形態における全固体電池１００では、第１の面である第１の主面１６ａのうちの第１の端面１５ａ側の領域、および、第２の面である第２の主面１６ｂのうちの第２の端面１５ｂ側の領域をそれぞれ覆うように絶縁体３０が設けられている。
　図７（ａ）、（ｅ）に示すように、絶縁体３０は、積層体１０の第１の主面１６ａのうちの第１の端面１５ａ側の領域、および、第１の端面１５ａのうちの第１の主面１６ａ側の領域を覆うように設けられている。また、図７（ｂ）、（ｆ）に示すように、絶縁体３０は、積層体１０の第２の主面１６ｂのうちの第２の端面１５ｂ側の領域、および、第２の端面１５ｂのうちの第２の主面１６ｂ側の領域を覆うように設けられている。さらに、図７（ｃ）、（ｄ）に示すように、絶縁体３０は、第１の側面１７ａの一部および第２の側面１７ｂの一部も覆うように設けられている。
　なお、第１の実施形態における全固体電池１００と同様に、積層体１０の第１の側面１７ａおよび第２の側面１７ｂには、第１の外部電極２１および第２の外部電極２２を形成しない構成としてもよい。
　第２の実施形態における全固体電池１００は、第１の実施形態における全固体電池１００と同様の方法により作製することができる。ただし、積層体１０を絶縁ペースト３２に浸漬する際（図６（ｅ）参照）、積層体１０の第１の端面１５ａが鉛直下方を向いた状態から、第１の主面１６ａが下方になるように少し傾けた状態にして、絶縁ペースト３２に浸漬する。また、積層体１０の第２の端面１５ｂが鉛直下方を向いた状態から、第２の主面１６ｂが下方になるように少し傾けた状態にして、絶縁ペースト３２に浸漬する。
　図８（ａ）は、第２の実施形態における全固体電池１００を積層することによって、２つ直列に接続して構成される組電池２００の側面を模式的に示す図である。図３に示す組電池２００と同様に、２つの全固体電池１００を積層方向Ｔに積層することによって、２つの全固体電池１００が直列に接続された組電池２００が構成されている。
　図８（ｂ）は、第２の実施形態における全固体電池１００を積層することによって、３つ直列に接続して構成される組電池３００の側面を模式的に示す図である。図４に示す組電池３００と同様に、３つの全固体電池１００を積層方向Ｔに積層することによって、３つの全固体電池１００が直列に接続された組電池３００が構成されている。
　図８（ｃ）は、第２の実施形態における全固体電池１００を４つ直列に接続して構成される組電池４００の側面を模式的に示す図である。図５に示す組電池４００と同様に、４つの全固体電池１００を積層方向Ｔに積層することによって、４つの全固体電池１００が直列に接続された組電池４００が構成されている。同様に、５つ以上の全固体電池１００を積層することによって、５つ以上の全固体電池１００が直列に接続された構造の組電池を得ることができる。
　ここで、第２の実施形態における全固体電池１００では、図７（ｅ）、（ｆ）に示すように、第１の端面１５ａに第１の外部電極２１が露出し、第２の端面１５ｂに第２の外部電極２２が露出している。したがって、第１の端面１５ａおよび第２の端面１５ｂを当接面として、さらに他の全固体電池１００や、積層セラミックコンデンサなどの電子部品と接続することが可能となる。
　＜第３の実施形態＞
　図９（ａ）は、第３の実施形態における全固体電池１００の第１の主面１６ａを見たときの模式的上面図、図９（ｂ）は、第２の主面１６ｂを見たときの模式的下面図、図９（ｃ）は、第１の側面１７ａ側の模式的側面図、図９（ｄ）は、第２の側面１７ｂ側の模式的側面図、図９（ｅ）は、第１の端面１５ａ側の模式的端面図、図９（ｆ）は、第２の端面１５ｂ側の模式的端面図である。
　第３の実施形態における全固体電池１００が第１の実施形態における全固体電池１００と異なるのは、第１の外部電極２１、第２の外部電極２２、および、絶縁体３０が形成されている領域である。
　第１の外部電極２１は、少なくとも積層体１０の第１の端面１５ａと、第１の主面１６ａおよび第１の側面１７ａのうちの一方の面である第１の面に形成されている。本実施形態において、第１の面は第１の側面１７ａであり、第１の外部電極２１は、第１の端面１５ａの全体と、第１の側面１７ａの一部、第１の主面１６ａの一部、および、第２の主面１６ｂの一部とに形成されている（図９参照）。
　図９（ｃ）に示すように、第１の面である第１の側面１７ａに形成されている第１の外部電極２１の長さ方向Ｌにおける寸法は、積層体１０の長さ方向Ｌにおける寸法の１／２より長い。
　第２の外部電極２２は、少なくとも積層体１０の第２の端面１５ｂと、第１の面と対向する第２の面とに形成されている。本実施形態において、第２の面は第２の側面１７ｂであり、第２の外部電極２２は、第２の端面１５ｂの全体と、第２の側面１７ｂの一部、第１の主面１６ａの一部、および、第２の主面１６ｂの一部とに形成されている。
　図９（ｄ）に示すように、第２の面である第２の側面１７ｂに形成されている第２の外部電極２２の長さ方向Ｌにおける寸法は、積層体１０の長さ方向Ｌにおける寸法の１／２より長い。
　本実施形態における全固体電池１００でも、第１の面である第１の側面１７ａのうちの第１の端面１５ａ側の領域、および、第２の面である第２の側面１７ｂのうちの第２の端面１５ｂ側の領域のうちの少なくとも一方の領域は、絶縁体３０により覆われている。ここでは、第１の面である第１の側面１７ａのうちの第１の端面１５ａ側の領域、および、第２の面である第２の側面１７ｂのうちの第２の端面１５ｂ側の領域がそれぞれ、絶縁体３０によって覆われている。本実施形態では、図９（ａ）～（ｆ）に示すように、第１の側面１７ａの一部および第２の側面１７ｂの一部だけでなく、第１の主面１６ａの一部、第２の主面１６ｂの一部、第１の端面１５ａの一部、および、第２の端面１５ｂの一部も絶縁体３０によって覆われている。
　第１および第２の実施形態における全固体電池１００は、第１の主面１６ａと、別の全固体電池１００の第２の主面１６ｂとが当接する態様で積層することによって、直列に接続するように構成されている。
　これに対して、第３の実施形態における全固体電池１００は、第１の側面１７ａと、別の全固体電池１００の第２の側面１７ｂとが当接する態様で、２つの全固体電池１００を当接させることによって、直列に接続する。
　図１０（ａ）は、第３の実施形態における全固体電池１００を２つ直列に接続して構成される組電池２００を模式的に示す上面図である。上述したように、２つの全固体電池１００のうちの一方の全固体電池１００の第１の側面１７ａと、他方の全固体電池１００の第２の側面１７ｂとが当接するように、２つの全固体電池１００を当接させる。
　上述したように、第１の面である第１の側面１７ａに形成されている第１の外部電極２１の長さ方向Ｌにおける寸法は、積層体１０の長さ方向Ｌにおける寸法の１／２より長く、第２の面である第２の側面１７ｂに形成されている第２の外部電極２２の長さ方向Ｌにおける寸法は、積層体１０の長さ方向Ｌにおける寸法の１／２より長い。したがって、図１０（ａ）に示すように、２つの全固体電池１００を当接させた状態では、一方の全固体電池１００の第１の外部電極２１は、他方の全固体電池１００の第２の外部電極２２と当接し、これにより、互いに電気的に接続されている。一方の全固体電池１００の第１の外部電極２１は、他方の全固体電池１００の第１の外部電極２１とは接触しておらず、電気的に絶縁されている。また、一方の全固体電池１００の第２の外部電極２２は、他方の全固体電池１００の第２の外部電極２２とは接触しておらず、電気的に絶縁されている。
　図１０（ｂ）は、第３の実施形態における全固体電池１００を３つ直列に接続して構成される組電池３００を模式的に示す上面図である。隣り合う２つの全固体電池１００の接続方法は、図１０（ａ）に示す２つの全固体電池１００の接続方法と同じである。図は省略するが、同様の方法により、４つ以上の全固体電池１００を直列に接続した組電池を得ることができる。
　＜第４の実施形態＞
　図１１（ａ）は、第４の実施形態における全固体電池１００の第１の主面１６ａを見たときの模式的上面図、図１１（ｂ）は、第２の主面１６ｂを見たときの模式的下面図、図１１（ｃ）は、第１の側面１７ａ側の模式的側面図、図１１（ｄ）は、第２の側面１７ｂ側の模式的側面図、図１１（ｅ）は、第１の端面１５ａ側の模式的端面図、図１１（ｆ）は、第２の端面１５ｂ側の模式的端面図である。なお、図１（ｃ）、（ｄ）、図３（ｃ）、（ｄ）、図４（ｃ）、（ｄ）では示していないが、図１１（ｃ）、（ｄ）では、他の全固体電池１００と接続したときの接続関係が分かるように、第１の主面１６ａ上に形成されている第１の外部電極２１および絶縁体３０と、第２の主面１６ｂ上に形成されている第２の外部電極２２および絶縁体３０とを、厚みのある領域として示している。
　第４の実施形態における全固体電池１００が第１の実施形態における全固体電池１００と異なるのは、第１の外部電極２１、第２の外部電極２２、および、絶縁体３０が形成されている領域である。
　第１の外部電極２１は、少なくとも積層体１０の第１の端面１５ａと、第１の主面１６ａおよび第１の側面１７ａのうちの一方の面である第１の面に形成されている。本実施形態において、第１の面は第１の主面１６ａであり、第１の外部電極２１は、第１の端面１５ａの全体と、第１の主面１６ａの一部、第１の側面１７ａの一部、および、第２の側面１７ｂの一部とに形成されている（図１１参照）。図１１（ａ）に示すように、第１の主面１６ａに形成されている第１の外部電極２１の面積は、第１の実施形態における全固体電池１００の第１の主面１６ａに形成されている第１の外部電極２１（図１（ａ）参照）の面積よりも小さい。具体的には、図１１（ａ）に示すように、第１の主面１６ａ上において、第２の側面１７ｂ側において、第１の外部電極２１が形成されていない領域がある。
　図１１（ａ）に示すように、第１の主面１６ａに形成されている第１の外部電極２１の長さ方向Ｌにおける寸法は、積層体１０の長さ方向Ｌにおける寸法の１／２より長い。また、第１の主面１６ａに形成されている第１の外部電極２１の幅方向Ｗにおける寸法は、積層体１０の幅方向Ｗにおける寸法の１／２より長く、かつ、積層体１０の幅方向Ｗにおける寸法より短い。
　第２の外部電極２２は、少なくとも積層体１０の第２の端面１５ｂと、第１の面と対向する第２の面とに形成されている。本実施形態において、第２の面は第２の主面１６ｂであり、第２の外部電極２２は、第２の端面１５ｂの全体と、第２の主面１６ｂの一部、第１の側面１７ａの一部、および、第２の側面１７ｂの一部とに形成されている。図１１（ｂ）に示すように、第２の主面１６ｂに形成されている第２の外部電極２２の面積は、第１の実施形態における全固体電池１００の第２の主面１６ｂに形成されている第２の外部電極２２（図１（ｂ）参照）の面積よりも小さい。具体的には、図１１（ｂ）に示すように、第２の主面１６ｂ上において、第１の側面１７ａ側において、第２の外部電極２２が形成されていない領域がある。
　図１１（ｂ）に示すように、第２の主面１６ｂに形成されている第２の外部電極２２の長さ方向Ｌにおける寸法は、積層体１０の長さ方向Ｌにおける寸法の１／２より長い。また、第２の主面１６ｂに形成されている第２の外部電極２２の幅方向Ｗにおける寸法は、積層体１０の幅方向Ｗにおける寸法の１／２より長く、かつ、積層体１０の幅方向Ｗにおける寸法より短い。
　第１の主面１６ａ上の第１の外部電極２１、および、第２の主面１６ｂ上の第２の外部電極２２は、例えば、外部電極用導電性ペーストを含むインクを、インクジェット印刷により塗工した後、焼成することによって形成することができる。
　なお、第１の実施形態における全固体電池１００と同様に、積層体１０の第１の側面１７ａおよび第２の側面１７ｂには、第１の外部電極２１および第２の外部電極２２を形成しない構成としてもよい。
　絶縁体３０は、第１の面である第１の主面１６ａのうちの第１の端面１５ａ側の領域、および、第２の面である第２の主面１６ｂのうちの第２の端面１５ｂ側の領域をそれぞれ覆うように形成されている。絶縁体３０は、例えば、絶縁材料を含むインクをインクジェット印刷により塗工することによって形成することができる。
　第４の実施形態における全固体電池１００によれば、第１の実施形態における全固体電池１００と比べて、使用する外部電極用導電性ペーストの量を少なくすることができるので、製造コストを低減することができる。
　図１２（ａ）は、第４の実施形態における全固体電池１００を２つ積層することによって直列に接続して構成される組電池２００を模式的に示す側面図である。２つの全固体電池１００の接続関係は、図３に示す２つの全固体電池１００ａ、１００ｂの接続関係と同じである。すなわち、積層方向Ｔにおける下側の全固体電池１００の第１の主面１６ａ上の第１の外部電極２１と、上側の全固体電池１００の第２の主面１６ｂ上の第２の外部電極２２とが当接することによって、互いに電気的に接続されている。
　なお、上述したように、第１の主面１６ａに形成されている第１の外部電極２１の長さ方向Ｌにおける寸法は、積層体１０の長さ方向Ｌにおける寸法の１／２より長く、第２の主面１６ｂに形成されている第２の外部電極２２の長さ方向Ｌにおける寸法は、積層体１０の長さ方向Ｌにおける寸法の１／２より長い。また、第１の主面１６ａに形成されている第１の外部電極２１の幅方向Ｗにおける寸法は、積層体１０の幅方向Ｗにおける寸法の１／２より長く、第２の主面１６ｂに形成されている第２の外部電極２２の幅方向Ｗにおける寸法は、積層体１０の幅方向Ｗにおける寸法の１／２より長い。そのような構造により、２つの全固体電池１００を積層したときに、一方の全固体電池１００の第１の外部電極２１と、他方の全固体電池１００の第２の外部電極２２とを確実に当接させることができる。
　図１２（ｂ）は、第４の実施形態における全固体電池１００を３つ積層することによって直列に接続して構成される組電池３００を模式的に示す側面図である。３つの全固体電池１００の接続関係は、図４に示す３つの全固体電池１００ａ、１００ｂ、１００ｃの接続関係と同じである。図は省略するが、同様の方法により、４つ以上の全固体電池１００を直列に接続した組電池を得ることができる。
　なお、第４の実施形態における全固体電池１００では、図１１（ｅ）、（ｆ）に示すように、第１の端面１５ａに第１の外部電極２１が露出し、第２の端面１５ｂに第２の外部電極２２が露出しているので、第１の端面１５ａおよび第２の端面１５ｂを当接面として、さらに他の全固体電池１００や、積層セラミックコンデンサなどの電子部品と接続することが可能となる。
　＜第５の実施形態＞
　図１３（ａ）は、第５の実施形態における全固体電池１００の第１の主面１６ａを見たときの模式的上面図、図１３（ｂ）は、第２の主面１６ｂを見たときの模式的下面図、図１３（ｃ）は、第１の側面１７ａ側の模式的側面図、図１３（ｄ）は、第２の側面１７ｂ側の模式的側面図、図１３（ｅ）は、第１の端面１５ａ側の模式的端面図、図１３（ｆ）は、第２の端面１５ｂ側の模式的端面図である。
　第５の実施形態における全固体電池１００が第１の実施形態における全固体電池１００と異なるのは、第１の外部電極２１、第２の外部電極２２、および、絶縁体３０が形成されている領域である。
　第１の外部電極２１は、少なくとも積層体１０の第１の端面１５ａと、第１の主面１６ａおよび第１の側面１７ａのうちの一方の面である第１の面とに形成されている。本実施形態において、第１の面は第１の主面１６ａであり、第１の外部電極２１は、第１の端面１５ａの全体と、第１の主面１６ａの一部、第１の側面１７ａの一部、および、第２の側面１７ｂの一部とに形成されている（図１３参照）。図１３（ａ）に示すように、第１の主面１６ａに形成されている第１の外部電極２１は、幅方向Ｗの中央部において、第１の端面１５ａ側から第２の端面１５ｂ側へと延びる態様で形成されている。すなわち、第１の主面１６ａのうち、幅方向Ｗの中央部の領域にのみ、第１の外部電極２１が形成されている。
　図１３（ａ）に示すように、第１の主面１６ａに形成されている第１の外部電極２１の長さ方向Ｌにおける寸法は、積層体１０の長さ方向Ｌにおける寸法の１／２より長い。
　第２の外部電極２２は、少なくとも積層体１０の第２の端面１５ｂと、第１の面と対向する第２の面とに形成されている。本実施形態において、第２の面は第２の主面１６ｂであり、第２の外部電極２２は、第２の端面１５ｂの全体と、第２の主面１６ｂの一部、第１の側面１７ａの一部、および、第２の側面１７ｂの一部とに形成されている。図１３（ｂ）に示すように、第２の主面１６ｂに形成されている第２の外部電極２２は、幅方向Ｗの中央部において、第２の端面１５ｂ側から第１の端面１５ａ側へと延びる態様で形成されている。すなわち、第２の主面１６ｂのうち、幅方向Ｗの中央部の領域にのみ、第２の外部電極２２が形成されている。
　図１３（ｂ）に示すように、第２の主面１６ｂに形成されている第２の外部電極２２の長さ方向Ｌにおける寸法は、積層体１０の長さ方向Ｌにおける寸法の１／２より長い。
　第１の主面１６ａ上に形成されている第１の外部電極２１、および、第２の主面１６ｂ上に形成されている第２の外部電極２２は、例えば、外部電極用導電性ペーストを含むインクを、インクジェット印刷により塗工した後、焼成することによって形成することができる。
　なお、第１の実施形態における全固体電池１００と同様に、積層体１０の第１の側面１７ａおよび第２の側面１７ｂには、第１の外部電極２１および第２の外部電極２２を形成しない構成としてもよい。
　絶縁体３０は、第１の面である第１の主面１６ａのうちの第１の端面１５ａ側の領域、および、第２の面である第２の主面１６ｂのうちの第２の端面１５ｂ側の領域をそれぞれ覆うように形成されている。絶縁体３０は、例えば、絶縁材料を含むインクをインクジェット印刷により塗工することによって形成することができる。
　第５の実施形態における全固体電池１００によれば、第４の実施形態における全固体電池１００と比べて、使用する外部電極用導電性ペーストの量をさらに少なくすることができるので、製造コストをさらに低減することができる。
　図１４（ａ）は、第５の実施形態における全固体電池１００を２つ積層することによって直列に接続して構成される組電池２００を模式的に示す側面図である。２つの全固体電池１００の接続関係は、図３に示す２つの全固体電池１００ａ、１００ｂの接続関係と同じである。すなわち、積層方向Ｔにおける下側の全固体電池１００の第１の主面１６ａ上の第１の外部電極２１と、上側の全固体電池１００の第２の主面１６ｂ上の第２の外部電極２２とが当接することによって、互いに電気的に接続されている。
　図１４（ｂ）は、第５の実施形態における全固体電池１００を３つ積層することによって直列に接続して構成される組電池３００を模式的に示す側面図である。３つの全固体電池１００の接続関係は、図４に示す３つの全固体電池１００ａ、１００ｂ、１００ｃの接続関係と同じである。図は省略するが、同様の方法により、４つ以上の全固体電池１００を直列に接続した組電池を得ることができる。
　なお、第５の実施形態における全固体電池１００では、図１３（ｅ）、（ｆ）に示すように、第１の端面１５ａに第１の外部電極２１が露出し、第２の端面１５ｂに第２の外部電極２２が露出しているので、第１の端面１５ａおよび第２の端面１５ｂを当接面として、さらに他の全固体電池１００や、積層セラミックコンデンサなどの電子部品と接続することが可能となる。
　本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
　第１の実施形態における全固体電池１００は、第１の外部電極２１が形成されている、第１の面である第１の主面１６ａのうちの第１の端面１５ａ側の領域のみが絶縁体３０により覆われた構成となっているが、第２の外部電極２２が形成されている、第２の面である第２の主面１６ｂのうちの第２の端面１５ｂ側の領域も絶縁体３０によって覆われた構成としてもよい。
１　　　正極
２　　　負極
３　　　固体電解質層
１０　　積層体
２１　　第１の外部電極
２２　　第２の外部電極
３１　　外部電極用導電性ペースト
３２　　絶縁ペースト
１００　全固体電池
２００、３００、４００　組電池

Claims (10)

  1. 　第１の主面、第２の主面、第１の側面、第２の側面、第１の端面、および、第２の端面を有し、前記第１の端面に引き出された正極と、前記第２の端面に引き出された負極と、前記正極と前記負極との間に配置される固体電解質層とを備える積層体と、
    　少なくとも前記積層体の前記第１の端面と、前記第１の主面および前記第１の側面のうちの一方の面である第１の面とに形成され、前記正極と電気的に接続された第１の外部電極と、
    　少なくとも前記積層体の前記第２の端面と、前記第１の面と対向する第２の面とに形成され、前記負極と電気的に接続された第２の外部電極と、
    を備え、
    　前記第１の面に形成されている前記第１の外部電極の、前記第１の端面と前記第２の端面とが対向する長さ方向における寸法は、前記積層体の前記長さ方向における寸法の１／２より長く、
    　前記第２の面に形成されている前記第２の外部電極の前記長さ方向における寸法は、前記積層体の前記長さ方向における寸法の１／２より長く、
    　前記第１の外部電極が形成されている、前記第１の面のうちの前記第１の端面側の領域、および、前記第２の外部電極が形成されている、前記第２の面のうちの前記第２の端面側の領域のうちの少なくとも一方の領域は、絶縁体により覆われていることを特徴とする全固体電池。
  2. 　前記第１の面は、前記第１の主面であり、
    　前記第２の面は、前記第２の主面であることを特徴とする請求項１に記載の全固体電池。
  3. 　前記第１の外部電極は、前記積層体の前記第１の端面の全体と、前記第１の主面の一部、前記第１の側面の一部、および、前記第２の側面の一部とに形成されており、
    　前記第２の外部電極は、前記積層体の前記第２の端面の全体と、前記第２の主面の一部、前記第１の側面の一部、および、前記第２の側面の一部とに形成されていることを特徴とする請求項２に記載の全固体電池。
  4. 　前記第１の主面の一部に形成されている前記第１の外部電極の、前記第１の側面と前記第２の側面とが対向する幅方向における寸法は、前記積層体の前記幅方向における寸法の１／２より長く、かつ、前記積層体の前記幅方向における寸法より短く、
    　前記第２の主面の一部に形成されている前記第２の外部電極の前記幅方向における寸法は、前記積層体の前記幅方向における寸法の１／２より長く、かつ、前記積層体の前記幅方向における寸法より短いことを特徴とする請求項３に記載の全固体電池。
  5. 　前記第１の主面の一部に形成されている前記第１の外部電極は、前記第１の側面と前記第２の側面とが対向する幅方向における中央部において、前記第１の端面側から前記第２の端面側へと延びる態様で形成されており、
    　前記第２の主面の一部に形成されている前記第２の外部電極は、前記幅方向における中央部において、前記第２の端面側から前記第１の端面側へと延びる態様で形成されていることを特徴とする請求項３に記載の全固体電池。
  6. 　前記絶縁体は、前記第１の外部電極が形成されている、前記第１の面のうちの前記第１の端面側の領域、および、前記第２の外部電極が形成されている、前記第２の面のうちの前記第２の端面側の領域をそれぞれ覆っていることを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の全固体電池。
  7. 　請求項１～６のいずれか一項に記載の全固体電池を複数当接させることによって構成されている組電池であって、
    　互いに重なり合う２つの前記全固体電池のうちの一方の全固体電池における前記第１の主面に形成されている前記第１の外部電極と、他方の全固体電池における前記第２の主面に形成されている前記第２の外部電極とが当接して電気的に接続されていることを特徴とする組電池。
  8. 　前記第１の面は、前記第１の側面であり、
    　前記第２の面は、前記第２の側面であることを特徴とする請求項１に記載の全固体電池。
  9. 　前記第１の外部電極は、前記積層体の前記第１の端面の全体と、前記第１の主面の一部、前記第２の主面の一部、および、前記第１の側面の一部とに形成されており、
    　前記第２の外部電極は、前記積層体の前記第２の端面の全体と、前記第１の主面の一部、前記第２の主面の一部、および、前記第２の側面の一部とに形成されていることを特徴とする請求項８に記載の全固体電池。
  10. 　請求項８または９に記載の全固体電池を複数当接させることによって構成されている組電池であって、
    　互いに当接する２つの前記全固体電池のうちの一方の全固体電池における前記第１の側面に形成されている前記第１の外部電極と、他方の全固体電池における前記第２の側面に形成されている前記第２の外部電極とが当接して電気的に接続されていることを特徴とする組電池。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024009963A1 (ja) * 2022-07-08 2024-01-11 株式会社村田製作所 固体電池

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008016263A (ja) * 2006-07-04 2008-01-24 Toyota Motor Corp 蓄電機器
JP2016001601A (ja) * 2014-05-19 2016-01-07 Tdk株式会社 固体電池及びそれを用いた組電池
JP2016001602A (ja) * 2014-05-19 2016-01-07 Tdk株式会社 固体電池
WO2018203474A1 (ja) * 2017-05-01 2018-11-08 株式会社村田製作所 固体電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器
JP2019145486A (ja) * 2018-02-20 2019-08-29 Fdk株式会社 全固体電池
JP2020126791A (ja) * 2019-02-06 2020-08-20 Tdk株式会社 全固体二次電池

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008016263A (ja) * 2006-07-04 2008-01-24 Toyota Motor Corp 蓄電機器
JP2016001601A (ja) * 2014-05-19 2016-01-07 Tdk株式会社 固体電池及びそれを用いた組電池
JP2016001602A (ja) * 2014-05-19 2016-01-07 Tdk株式会社 固体電池
WO2018203474A1 (ja) * 2017-05-01 2018-11-08 株式会社村田製作所 固体電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器
JP2019145486A (ja) * 2018-02-20 2019-08-29 Fdk株式会社 全固体電池
JP2020126791A (ja) * 2019-02-06 2020-08-20 Tdk株式会社 全固体二次電池

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024009963A1 (ja) * 2022-07-08 2024-01-11 株式会社村田製作所 固体電池

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