WO2022239525A1 - 電池 - Google Patents

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WO2022239525A1
WO2022239525A1 PCT/JP2022/014284 JP2022014284W WO2022239525A1 WO 2022239525 A1 WO2022239525 A1 WO 2022239525A1 JP 2022014284 W JP2022014284 W JP 2022014284W WO 2022239525 A1 WO2022239525 A1 WO 2022239525A1
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counter electrode
layer
electrode
current collector
battery
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PCT/JP2022/014284
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覚 河瀬
和義 本田
浩一 平野
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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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Definitions

  • This disclosure relates to batteries.
  • the present disclosure provides a high-performance battery.
  • a battery according to an aspect of the present disclosure has a plurality of battery cells each including an electrode layer, a counter electrode layer, and a solid electrolyte layer positioned between the electrode layer and the counter electrode layer, and the plurality of a power generating element in which battery cells are stacked; a first insulating member covering the electrode layer on a first side surface of the power generating element; covering the first side surface and the first insulating member and electrically connected to the counter electrode layer and a connected first terminal electrode. At least some of the plurality of battery cells are connected in parallel.
  • the first insulating member covers from the electrode layer to a part of the counter electrode layer along the stacking direction of the power generating element on the first side surface.
  • a high-performance battery can be provided.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure of a battery according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a top view of the battery according to the embodiment.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view of an example of a battery cell included in a power generation element according to an embodiment;
  • FIG. 3B is a cross-sectional view of another example of a battery cell included in the power generation element according to the embodiment;
  • FIG. 3C is a cross-sectional view of another example of a battery cell included in the power generation element according to the embodiment;
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the power generation element according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a side view showing the positional relationship between the first side surface of the power generation element according to the embodiment and the electrode insulating layer and counter electrode terminal provided on the first side surface.
  • FIG. 6 is a side view showing the positional relationship between the second side surface of the power generation element according to the embodiment and the counter electrode insulating layer and the electrode terminal provided on the second side surface.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a coin-type battery including the battery according to the embodiment.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a laminate type battery including the battery according to the embodiment.
  • 9 is a cross-sectional view showing a cross-sectional configuration of a battery according to Modification 1.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a cross-sectional configuration of a battery according to Modification 2.
  • FIG. 11A is a cross-sectional view showing one step of a method for manufacturing a battery according to the embodiment or modification.
  • FIG. 11B is a cross-sectional view showing one step of the method for manufacturing the battery according to the embodiment or modification.
  • FIG. 11C is a cross-sectional view showing one step of the method for manufacturing the battery according to the embodiment or modification.
  • FIG. 11D is a cross-sectional view showing one step of the method for manufacturing the battery according to the embodiment or modification.
  • FIG. 11E is a cross-sectional view showing one step of the method for manufacturing the battery according to the embodiment or modification.
  • FIG. 11A is a cross-sectional view showing one step of a method for manufacturing a battery according to the embodiment or modification.
  • FIG. 11B is a cross-sectional view showing one step of the method for manufacturing the battery according to the embodiment or modification.
  • FIG. 11F is a cross-sectional view showing one step of the method for manufacturing the battery according to the embodiment or modification.
  • FIG. 11G is a cross-sectional view showing one step of the method for manufacturing the battery according to the embodiment or modification.
  • FIG. 11H is a cross-sectional view showing one step of the method for manufacturing the battery according to the embodiment or modification.
  • a battery according to an aspect of the present disclosure has a plurality of battery cells each including an electrode layer, a counter electrode layer, and a solid electrolyte layer positioned between the electrode layer and the counter electrode layer, and the plurality of a power generating element in which battery cells are stacked; a first insulating member covering the electrode layer on a first side surface of the power generating element; covering the first side surface and the first insulating member and electrically connected to the counter electrode layer and a connected first terminal electrode. At least some of the plurality of battery cells are connected in parallel.
  • the first insulating member covers from the electrode layer to a part of the counter electrode layer along the stacking direction of the power generating element on the first side surface.
  • the first insulating member covers the electrode layer on the first side surface, it is possible to suppress the occurrence of a short circuit between the counter electrode layer and the electrode layer via the first terminal electrode. Moreover, since the first insulating member covers part of the counter electrode layer, it is possible to sufficiently prevent the electrode layer from being exposed without being covered by the first insulating member. In addition, since the adhesion of the first insulating member to the power generation element is increased, detachment of the first insulating member is suppressed, and the reliability of the battery can be improved. Since the reliability of the battery can be improved in this manner, a high-performance battery can be realized.
  • the counter electrode layer may have a counter electrode current collector and a counter electrode active material layer positioned between the counter electrode current collector and the solid electrolyte layer.
  • the first insulating member may cover from the electrode layer to at least part of the counter electrode active material layer, and may not cover the counter electrode current collector.
  • the counter electrode active material layer is generally made of a powdery material, so that its end face has very fine unevenness. Therefore, the adhesion strength of the first insulating member is improved, and the insulation reliability is improved. Moreover, since the counter electrode current collector is exposed, it is possible to sufficiently ensure electrical connection between the first terminal electrode and the counter electrode current collector.
  • the thickness of the counter electrode current collector may be 20 ⁇ m or less.
  • the battery according to one aspect of the present disclosure may further include an outer counter electrode current collector arranged on the first main surface of the power generation element.
  • the outer counter electrode current collector may have a first extension portion extending outward from the first main surface, and the first extension portion may be connected to the first terminal electrode. .
  • the outer counter electrode current collector since the outer counter electrode current collector is provided, it can be used as an extraction electrode to the outside. For example, since a large main surface of the outer counter electrode current collector can be ensured, it is possible to connect a large external terminal, thereby increasing the contact area and reducing the connection resistance. Therefore, the large current characteristics of the battery can be improved.
  • the battery according to one aspect of the present disclosure may further include an insulating layer located between the outer counter electrode current collector and the first main surface.
  • the electrode layer, the counter electrode layer, and the solid electrolyte layer may have the same outline in plan view.
  • a second insulating member covering the counter electrode layer, covering the second side surface and the second insulating member, and the electrode layer and a second terminal electrode electrically connected to the .
  • the second insulating member may cover from the counter electrode layer to a part of the electrode layer along the stacking direction of the power generating element on the second side surface.
  • the second insulating member covers the counter electrode layer on the second side surface, it is possible to suppress the occurrence of a short circuit between the counter electrode layer and the electrode layer via the second terminal electrode.
  • the second insulating member partially covers the electrode layer, it is possible to sufficiently prevent the counter electrode layer from being exposed without being covered by the second insulating member.
  • the adhesion of the second insulating member to the power generation element is increased, detachment of the second insulating member is suppressed, and the reliability of the battery can be further improved.
  • the electrode layer may have an electrode current collector and an electrode active material layer located between the electrode current collector and the solid electrolyte layer.
  • the second insulating member may cover from the counter electrode layer to at least part of the electrode active material layer, and may not cover the electrode current collector.
  • the electrode active material layer is generally made of a powdery material, so the end face has very fine unevenness. Therefore, the adhesion strength of the second insulating member is improved, and the insulation reliability is improved. Moreover, since the electrode current collector is exposed, it is possible to sufficiently ensure electrical connection between the second terminal electrode and the electrode current collector.
  • the thickness of the electrode current collector may be 20 ⁇ m or less.
  • the battery according to one aspect of the present disclosure may further include an outer electrode current collector arranged on the second main surface of the power generation element.
  • the outer electrode current collector may have a second extension portion extending outward from the second main surface, and the second extension portion may be connected to the second terminal electrode. .
  • the outer electrode current collector since the outer electrode current collector is provided, it can be used as an extraction electrode to the outside. For example, since a large main surface of the outer electrode current collector can be secured, a large external terminal can be connected, and the contact area can be increased to reduce the connection resistance. Therefore, the large current characteristics of the battery can be improved.
  • all of the plurality of battery cells may be connected in parallel.
  • some of the plurality of battery cells may be connected in series.
  • the solid electrolyte layer may contain a solid electrolyte having lithium ion conductivity.
  • the shape of the power generation element may be a cylindrical shape, and the first side surface and the second side surface may be different portions of the cylindrical side surface.
  • the battery may comprise a coin cell battery.
  • a plurality of battery cells can be connected in parallel in a coin-type battery, so it is possible to increase the capacity of the coin-type battery.
  • the battery may be sealed with a laminate film.
  • each figure is a schematic diagram and is not necessarily strictly illustrated. Therefore, for example, scales and the like do not necessarily match in each drawing. Moreover, in each figure, substantially the same configurations are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted or simplified.
  • the x-axis, y-axis and z-axis indicate three axes of a three-dimensional orthogonal coordinate system.
  • the x-axis and y-axis respectively coincide with directions parallel to the main surface of the power generation element.
  • the z-axis coincides with the stacking direction of the plurality of battery cells included in the power generation element.
  • the "stacking direction” corresponds to the direction normal to the main surfaces of the current collector and the active material layer.
  • planar view refers to a view from a direction perpendicular to the main surface of the power generation element, unless otherwise specified. It should be noted that when “plan view of a certain surface” is described, such as “plan view of the first side surface”, it means when the “certain surface” is viewed from the front.
  • the terms “upper” and “lower” do not refer to the upward direction (vertically upward) and the downward direction (vertically downward) in absolute spatial recognition, but are based on the stacking order in the stacking structure. It is used as a term defined by a relative positional relationship. Also, the terms “above” and “below” are used only when two components are spaced apart from each other and there is another component between them, as well as when two components are spaced apart from each other. It also applies when two components are in contact with each other and are placed in close contact with each other. In the following description, the negative side of the z-axis is called “lower” or “lower”, and the positive side of the z-axis is called “upper” or “upper”.
  • ordinal numbers such as “first” and “second” do not mean the number or order of constituent elements unless otherwise specified. It is used for the purpose of distinguishing elements.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the cross-sectional structure of a battery 1 according to this embodiment.
  • FIG. 2 is a top view of battery 1 according to the present embodiment. 1 shows a cross section taken along line II of FIG. In addition, in FIG. 2, the same hatching as that of each layer shown in the cross section of FIG. 1 is applied to facilitate understanding of the correspondence of each member.
  • the plan view shape of the battery 1 is substantially circular. That is, the shape of the battery 1 is a flat, substantially cylindrical body.
  • flat means that the thickness (that is, the length in the z-axis direction) is shorter than the maximum width of the main surface.
  • the battery 1 is used as a coin-type battery.
  • the planar shape of the battery 1 may be a polygon such as a rectangle, square, hexagon, or octagon, or may be an ellipse. Note that in cross-sectional views such as FIG. 1 , the thickness of each layer is exaggerated in order to facilitate understanding of the layer structure of the power generation element 10 .
  • the battery 1 includes a power generating element 10, an electrode insulating layer 21, a counter electrode insulating layer 22, a counter electrode terminal 31, an electrode terminal 32, an outer counter electrode current collector 41, an outer electrode collector It includes an electrical body 42 and an insulating layer 50 .
  • the battery 1 is, for example, an all-solid battery.
  • the power generation element 10 includes side surfaces 11 and 12 and main surfaces 15 and 16, as shown in FIG. In this embodiment, both main surfaces 15 and 16 are flat surfaces.
  • the side 11 is an example of the first side.
  • Side 12 is an example of a second side.
  • the shape of the power generating element 10 is a flat cylindrical body.
  • the side surfaces 11 and 12 are portions of the cylindrical side surface that are different from each other and that are opposite to each other.
  • the side surface 12 is positioned on a straight line connecting an arbitrary point on the side surface 11 and the center of the main surface 15 .
  • the main surface 15 is an example of a first main surface.
  • Principal surface 16 is an example of a second principal surface. Principal surfaces 15 and 16 face away from each other and are parallel to each other.
  • the main surface 15 is the top surface of the power generation element 10 .
  • the main surface 16 is the bottom surface of the power generation element 10 .
  • the power generation element 10 has multiple battery cells 100 .
  • the battery cell 100 is a battery with a minimum configuration and is also called a unit cell.
  • a plurality of battery cells 100 are electrically connected in parallel and stacked. In this embodiment, all the battery cells 100 included in the power generation element 10 are electrically connected in parallel.
  • the number of battery cells 100 included in the power generation element 10 is six, but the number is not limited to this.
  • the number of battery cells 100 included in the power generation element 10 may be an even number such as two or four, or an odd number such as three or five.
  • Each of the plurality of battery cells 100 includes an electrode layer 110, a counter electrode layer 120, and a solid electrolyte layer 130.
  • the electrode layer 110 has an electrode current collector 111 and an electrode active material layer 112 .
  • the counter electrode layer 120 has a counter electrode current collector 121 and a counter electrode active material layer 122 .
  • an electrode current collector 111, an electrode active material layer 112, a solid electrolyte layer 130, a counter electrode active material layer 122 and a counter electrode current collector 121 are laminated in this order along the z-axis. .
  • the electrode layer 110 is one of the positive electrode layer and the negative electrode layer of the battery cell 100 .
  • the counter electrode layer 120 is the other of the positive electrode layer and the negative electrode layer of the battery cell 100 .
  • the electrode layer 110 is a negative electrode layer and the counter electrode layer 120 is a positive electrode layer.
  • the configurations of the plurality of battery cells 100 are substantially the same. In two battery cells 100 adjacent to each other, the order of arrangement of each layer constituting the battery cell 100 is reversed. That is, the plurality of battery cells 100 are stacked side by side along the z-axis while the order of the layers constituting the battery cells 100 alternates. In the present embodiment, since the number of battery cells 100 is an even number, the bottom layer and the top layer of power generation element 10 are current collectors of the same polarity.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view of battery cell 100 included in power generation element 10 according to the present embodiment.
  • the electrode current collector 111 and the counter electrode current collector 121 are conductive foil-shaped, plate-shaped, or mesh-shaped members, respectively. Each of the electrode current collector 111 and the counter electrode current collector 121 may be, for example, a conductive thin film. As materials for forming the electrode current collector 111 and the counter electrode current collector 121, for example, metals such as stainless steel (SUS), aluminum (Al), copper (Cu), and nickel (Ni) can be used. The electrode current collector 111 and the counter electrode current collector 121 may be formed using different materials.
  • each of the electrode current collector 111 and the counter electrode current collector 121 is, for example, 5 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, but is not limited to this.
  • the thickness of each of electrode current collector 111 and counter electrode current collector 121 may be 20 ⁇ m or less.
  • the thickness of the current collector is kept small even if the number of parallel connections is increased, contributing to an improvement in energy density. .
  • the number of current collectors also increases. Therefore, reducing the thickness of the current collectors is useful for suppressing an increase in the thickness of the power generation element 10 .
  • An electrode active material layer 112 is in contact with the main surface of the electrode current collector 111 .
  • the electrode current collector 111 may include a current collector layer, which is a layer containing a conductive material and provided in a portion in contact with the electrode active material layer 112 .
  • a counter electrode active material layer 122 is in contact with the main surface of the counter electrode current collector 121 .
  • the counter electrode current collector 121 may include a current collector layer, which is a layer containing a conductive material and provided in a portion in contact with the counter electrode active material layer 122 .
  • the electrode active material layer 112 is arranged on the main surface of the electrode current collector 111 on the counter electrode layer 120 side.
  • the electrode active material layer 112 contains, for example, a negative electrode active material as an electrode material.
  • the electrode active material layer 112 is arranged to face the counter electrode active material layer 122 .
  • a negative electrode active material such as graphite or metallic lithium can be used.
  • Various materials capable of extracting and inserting ions such as lithium (Li) or magnesium (Mg) may be used as materials of the negative electrode active material.
  • a solid electrolyte such as an inorganic solid electrolyte may be used.
  • an inorganic solid electrolyte for example, a sulfide solid electrolyte or an oxide solid electrolyte can be used.
  • a sulfide solid electrolyte for example, a mixture of lithium sulfide (Li 2 S) and phosphorus pentasulfide (P 2 S 5 ) can be used.
  • a conductive material such as acetylene black or a binding binder such as polyvinylidene fluoride may be used.
  • the electrode active material layer 112 is produced by coating the main surface of the electrode current collector 111 with a paste-like paint in which the material contained in the electrode active material layer 112 is kneaded together with a solvent and drying it.
  • the electrode layer 110 also referred to as an electrode plate
  • the thickness of the electrode active material layer 112 is, for example, 5 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less, but is not limited thereto.
  • the counter electrode active material layer 122 is arranged on the main surface of the counter electrode current collector 121 on the electrode layer 110 side.
  • the counter electrode active material layer 122 is a layer containing a positive electrode material such as an active material.
  • the positive electrode material is the material that constitutes the counter electrode of the negative electrode material.
  • the counter electrode active material layer 122 contains, for example, a positive electrode active material.
  • Examples of the positive electrode active material contained in the counter electrode active material layer 122 include lithium cobaltate composite oxide (LCO), lithium nickelate composite oxide (LNO), lithium manganate composite oxide (LMO), and lithium-manganese.
  • LCO lithium cobaltate composite oxide
  • LNO lithium nickelate composite oxide
  • LMO lithium manganate composite oxide
  • LNMCO lithium-manganese
  • LMNO nickel composite oxide
  • LMCO lithium-manganese-cobalt composite oxide
  • LNCO lithium-nickel-cobalt composite oxide
  • LNMCO lithium-nickel-manganese-cobalt composite oxide
  • Various materials capable of withdrawing and inserting ions such as Li or Mg can be used as the material of the positive electrode active material.
  • a solid electrolyte such as an inorganic solid electrolyte may be used.
  • a sulfide solid electrolyte, an oxide solid electrolyte, or the like can be used.
  • a sulfide solid electrolyte for example, a mixture of Li2S and P2S5 can be used.
  • the surface of the positive electrode active material may be coated with a solid electrolyte.
  • a conductive material such as acetylene black or a binding binder such as polyvinylidene fluoride may be used.
  • the counter electrode active material layer 122 is produced by applying a paste-like paint in which the material contained in the counter electrode active material layer 122 is kneaded together with a solvent onto the main surface of the counter electrode current collector 121 and drying it.
  • the counter electrode layer 120 also referred to as a counter electrode plate
  • the thickness of the counter electrode active material layer 122 is, for example, 5 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less, but is not limited thereto.
  • the solid electrolyte layer 130 is arranged between the electrode active material layer 112 and the counter electrode active material layer 122 . Solid electrolyte layer 130 is in contact with each of electrode active material layer 112 and counter electrode active material layer 122 .
  • Solid electrolyte layer 130 is a layer containing an electrolyte material. As the electrolyte material, generally known battery electrolytes can be used. The thickness of solid electrolyte layer 130 may be 5 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less, or may be 5 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • Solid electrolyte layer 130 contains a solid electrolyte.
  • a solid electrolyte such as an inorganic solid electrolyte can be used.
  • an inorganic solid electrolyte a sulfide solid electrolyte, an oxide solid electrolyte, or the like can be used.
  • a sulfide solid electrolyte for example, a mixture of Li2S and P2S5 can be used.
  • the solid electrolyte layer 130 may contain a binding binder such as polyvinylidene fluoride.
  • the electrode active material layer 112, the counter electrode active material layer 122, and the solid electrolyte layer 130 are maintained in the form of parallel plates. As a result, it is possible to suppress the occurrence of cracks or collapse due to bending. Note that the electrode active material layer 112, the counter electrode active material layer 122, and the solid electrolyte layer 130 may be combined and smoothly curved.
  • the end surface of the counter electrode current collector 121 on the side surface 11 side and the end surface of the electrode layer 110 on the side surface 11 side coincide when viewed from the z-axis direction.
  • the end surface of the counter electrode current collector 121 on the side surface 11 side and the end surface of the electrode current collector 111 on the side surface 11 side match when viewed from the z-axis direction. The same applies to the end surfaces of the counter electrode current collector 121 and the electrode current collector 111 on the side surface 12 side.
  • electrode current collector 111 electrode active material layer 112, solid electrolyte layer 130, counter electrode active material layer 122, and counter electrode current collector 121 have the same shape and size. , their respective contours match. That is, the shape of the battery cell 100 is a flat columnar plate shape.
  • two adjacent battery cells 100 share a current collector.
  • the battery cell 100 in the bottom layer and the battery cell 100 one above it share the electrode current collector 111 .
  • Electrode active material layers 112 are provided on both main surfaces of a shared electrode current collector 111 .
  • Two counter electrode layers 120 adjacent to each other share the counter electrode current collector 121 with each other.
  • a counter electrode active material layer 122 is provided on both main surfaces of a shared counter electrode current collector 121 .
  • Such a battery 1 is formed by combining and stacking not only the battery cell 100 shown in FIG. 3A, but also the battery cells 100B and 100C shown in FIGS. 3B and 3C.
  • the battery cell 100 shown in FIG. 3A will be described as a battery cell 100A.
  • a battery cell 100B shown in FIG. 3B has a configuration in which the counter electrode current collector 121 is removed from the battery cell 100A shown in FIG. 3A.
  • the counter electrode layer 120B of the battery cell 100B consists of the counter electrode active material layer 122 only.
  • a battery cell 100C shown in FIG. 3C has a configuration in which the electrode current collector 111 is removed from the battery cell 100A shown in FIG. 3A. That is, the electrode layer 110C of the battery cell 100C consists of the electrode active material layer 112 only.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the power generating element 10 according to this embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram extracting only the power generation element 10 of FIG.
  • the battery cell 100A is arranged in the bottom layer, and the battery cells 100B and 100C are alternately stacked upward. At this time, the battery cell 100B is stacked upside down from the orientation shown in FIG. 3B. Thereby, the power generation element 10 is formed.
  • the method of forming the power generation element 10 is not limited to this.
  • the battery cell 100A may be arranged in the uppermost layer.
  • the battery cell 100A may be arranged at a position different from both the top layer and the bottom layer.
  • a plurality of battery cells 100A may be used.
  • a unit of two battery cells 100 sharing a current collector may be configured by coating both sides of one current collector. A specific example of the manufacturing method will be described later.
  • the power generation element 10 As described above, in the power generation element 10 according to the present embodiment, all the battery cells 100 are connected in parallel, and no battery cells connected in series are included. Therefore, when the battery 1 is charged and discharged, non-uniform charging and discharging due to variations in the capacity of the battery cells 100 are less likely to occur. Therefore, the possibility that some of the plurality of battery cells 100 are overcharged or overdischarged can be greatly reduced, and the reliability of the battery 1 can be improved.
  • the electrode insulating layer 21 is an example of a first insulating member, and covers the electrode layer 110 on the side surface 11 as shown in FIG. Specifically, the electrode insulating layer 21 completely covers the electrode current collector 111 and the electrode active material layer 112 on the side surface 11 .
  • FIG. 5 is a side view showing the positional relationship between the side surface 11 of the power generation element 10 according to the present embodiment and the electrode insulating layer 21 and the counter electrode terminal 31 provided on the side surface 11.
  • FIG. FIG. 5 schematically shows half of the cylindrical side surface of the power generating element 10 on the x-axis negative side.
  • the end face of each layer appearing on the side surface 11 is shaded in the same manner as the layers shown in the cross section of FIG. 1 . This also applies to FIG. 6, which will be described later.
  • FIG. 5 is a side view of the power generation element 10, and is a plan view of the side surface 11 viewed from the front.
  • (b) of FIG. 5 shows the side surface 11 of (a) of FIG. 5 and the electrode insulating layer 21 provided on the side surface 11 .
  • FIG. 5B is a side view of the battery 1 of FIG. 1 viewed from the negative side of the x-axis through the counter electrode terminal 31 .
  • FIG. 5(c) is a side view of the battery 1 on the negative side of the x-axis, and illustration of the outer counter electrode current collector 41, the outer electrode current collector 42, and the insulating layer 50 is omitted.
  • the electrode insulating layer 21 covers the electrode layer 110 of each of the plurality of battery cells 100 on the side surface 11 .
  • the electrode insulating layer 21 does not cover at least part of the counter electrode layer 120 of each of the plurality of battery cells 100 . Therefore, the electrode insulating layer 21 has a striped shape in plan view of the side surface 11 .
  • the electrode insulating layer 21 continuously covers the electrode layers 110 of the two adjacent battery cells 100 . Specifically, the electrode insulating layer 21 continuously extends from a part of one counter electrode layer 120 of two adjacent battery cells 100 to a part of the other counter electrode layer 120 of two adjacent battery cells 100. covering.
  • the electrode insulating layer 21 covers part of the counter electrode layer 120 and the solid electrolyte layer 130 on the side surface 11 .
  • the contour of the electrode insulating layer 21 overlaps the counter electrode active material layer 122 of the counter electrode layer 120 when the side surface 11 is viewed in plan.
  • the width the length in the z-axis direction
  • the possibility of exposing the electrode layer 110 is reduced. Therefore, short-circuiting between the electrode layer 110 and the counter electrode layer 120 via the counter electrode terminal 31 formed to cover the electrode insulating layer 21 can be suppressed.
  • the end surface of the counter electrode active material layer 122 made of a powdery material has very fine unevenness.
  • the electrode insulating layer 21 enters into the irregularities, thereby improving the adhesion strength of the electrode insulating layer 21 and improving the insulation reliability.
  • the electrode insulating layer 21 may cover the entire counter electrode active material layer 122 . That is, the contour of the electrode insulating layer 21 may overlap the boundary between the counter electrode active material layer 122 and the counter electrode current collector 121 .
  • the electrode insulating layer 21 is provided so as to extend along the z-axis direction at both ends of the striped portion in the y-axis direction.
  • the shape of the electrode insulating layer 21 is a ladder shape in plan view of the side surface 11 .
  • the counter electrode insulating layer 22 is an example of a second insulating member, and covers the counter electrode layer 120 on the side surface 12 as shown in FIG. Specifically, counter electrode insulating layer 22 completely covers counter electrode current collector 121 and counter electrode active material layer 122 on side surface 12 .
  • FIG. 6 is a side view showing the positional relationship between the side surface 12 of the power generation element 10 and the counter electrode insulating layer 22 provided on the side surface 12 according to the present embodiment.
  • FIG. 6 schematically shows half of the cylindrical side surface of the power generation element 10 on the positive x-axis side.
  • FIG. 6(a) is a side view of the power generation element 10, and is a plan view of the side 12 viewed from the front.
  • (b) of FIG. 6 shows the side surface 12 of (a) of FIG. 6 and the counter electrode insulating layer 22 provided on the side surface 12 .
  • FIG. 6B is a side view of the battery 1 of FIG. 1 viewed from the positive side of the x-axis with the electrode terminal 32 being seen through.
  • FIG. 6(c) is a side view of the battery 1 on the positive side of the x-axis, and the illustration of the outer counter electrode current collector 41, the outer electrode current collector 42, and the insulating layer 50 is omitted.
  • the counter electrode insulating layer 22 covers the counter electrode layer 120 of each of the plurality of battery cells 100 on the side surface 12 .
  • the counter electrode insulating layer 22 does not cover at least part of each electrode layer 110 of the plurality of battery cells 100 . Therefore, the counter electrode insulating layer 22 has a striped shape in plan view of the side surface 12 .
  • the counter electrode insulating layer 22 continuously covers the counter electrode layers 120 of the two adjacent battery cells 100 . Specifically, the counter electrode insulating layer 22 continuously covers from a part of one electrode layer 110 of two adjacent battery cells 100 to a part of the other electrode layer 110 of two adjacent battery cells 100. ing.
  • the counter electrode insulating layer 22 covers part of the electrode layer 110 and the solid electrolyte layer 130 on the side surface 12 .
  • the contour of the counter electrode insulating layer 22 overlaps the electrode active material layer 112 of the electrode layer 110 .
  • the width the length in the z-axis direction
  • the possibility of exposing the counter electrode layer 120 is reduced. Therefore, short circuit between the counter electrode layer 120 and the electrode layer 110 via the electrode terminal 32 formed to cover the counter electrode insulating layer 22 can be suppressed.
  • the end face of the electrode active material layer 112 made of a powdery material has very fine unevenness.
  • the counter electrode insulating layer 22 enters into the irregularities, thereby improving the adhesion strength of the counter electrode insulating layer 22 and improving the insulation reliability.
  • the counter electrode insulating layer 22 may cover the entire electrode active material layer 112 . That is, the contour of the counter electrode insulating layer 22 may overlap the boundary between the electrode active material layer 112 and the electrode current collector 111 .
  • the counter electrode insulating layer 22 is provided so as to extend along the z-axis direction at both ends in the y-axis direction of the striped portion.
  • the shape of the counter electrode insulating layer 22 is a ladder shape in plan view of the side surface 12 .
  • the electrode insulating layer 21 and the counter electrode insulating layer 22 are each formed using an electrically insulating insulating material.
  • the electrode insulating layer 21 and the counter electrode insulating layer 22 each contain resin.
  • the resin is, for example, an epoxy resin, but is not limited to this.
  • An inorganic material may be used as the insulating material. Usable insulating materials are selected based on various properties such as flexibility, gas barrier properties, impact resistance, and heat resistance.
  • the electrode insulating layer 21 and the counter electrode insulating layer 22 are formed using the same material. In other words, the electrode insulating layer 21 and the counter electrode insulating layer 22 are integrally formed and may not be distinguished from each other. Note that the electrode insulating layer 21 and the counter electrode insulating layer 22 may be formed using different materials.
  • the counter electrode terminal 31 is an example of a first terminal electrode, which covers the side surface 11 and the electrode insulating layer 21 and is electrically connected to the counter electrode layer 120 as shown in FIG. Specifically, the counter electrode terminal 31 covers the electrode insulating layer 21 and the portion of the side surface 11 that is not covered with the electrode insulating layer 21 .
  • the portion of the side surface 11 that is not covered with the electrode insulating layer 21 has an end surface of the counter electrode current collector 121 and a part of an end surface of the counter electrode active material layer 122. Exposed. Therefore, the counter electrode terminal 31 is in contact with the end surfaces of the counter electrode current collector 121 and the counter electrode active material layer 122 and is electrically connected to the counter electrode layer 120 .
  • the adhesion strength of the counter electrode terminal 31 is improved, and the reliability of electrical connection is improved.
  • the counter electrode terminal 31 is electrically connected to the counter electrode layer 120 of each of the plurality of battery cells 100 .
  • the counter electrode terminal 31 has a part of the function of electrically connecting the battery cells 100 in parallel.
  • the counter electrode terminal 31 collectively covers substantially the entire side surface 11 in the stacking direction.
  • the counter electrode terminal 31 covers about a quarter of the cylindrical side surface of the power generating element 10 in plan view.
  • the size of the counter electrode terminal 31 is not particularly limited as long as it does not come into contact with the electrode terminal 32 .
  • the counter electrode layer 120 is the positive electrode
  • the counter electrode terminal 31 functions as the positive electrode of the battery 1 .
  • the electrode terminal 32 is an example of a second terminal electrode, which covers the side surface 12 and the counter electrode insulating layer 22 and is electrically connected to the electrode layer 110 as shown in FIG. Specifically, the electrode terminal 32 covers the counter electrode insulating layer 22 and the portion of the side surface 12 that is not covered with the counter electrode insulating layer 22 .
  • the portion of the side surface 12 not covered with the counter electrode insulating layer 22 includes the end surface of the electrode current collector 111 and part of the end surface of the electrode active material layer 112 . Exposed. Therefore, electrode terminal 32 is in contact with the end surfaces of electrode current collector 111 and electrode active material layer 112 and is electrically connected to electrode layer 110 . Since the electrode terminal 32 enters the unevenness of the end surface of the electrode active material layer 112, the adhesion strength of the electrode terminal 32 is improved, and the reliability of electrical connection is improved.
  • the electrode terminal 32 is electrically connected to the electrode layer 110 of each of the plurality of battery cells 100 .
  • the electrode terminals 32 have a part of the function of electrically connecting the battery cells 100 in parallel.
  • the electrode terminal 32 collectively covers substantially the entire side surface 12 in the stacking direction.
  • the electrode terminal 32 covers about a quarter of the cylindrical side surface of the power generation element 10 in plan view.
  • the size of the electrode terminal 32 is not particularly limited as long as it does not contact the counter electrode terminal 31 . Since the electrode layer 110 is the negative electrode in the present embodiment, the electrode terminal 32 functions as the negative electrode of the battery 1 .
  • the counter electrode terminal 31 and the electrode terminal 32 are formed using a conductive resin material or the like. Alternatively, the counter electrode terminal 31 and the electrode terminal 32 may be formed using a metal material such as solder. Conductive materials that can be used are selected based on various properties such as flexibility, gas barrier properties, impact resistance, heat resistance, and solder wettability. The counter electrode terminal 31 and the electrode terminal 32 are made of the same material, but may be made of different materials.
  • the counter electrode terminal 31 and the electrode terminal 32 not only function as the positive electrode or the negative electrode of the battery 1, but also have the function of connecting the plurality of battery cells 100 in parallel.
  • the counter electrode terminal 31 and the electrode terminal 32 are formed so as to closely cover the side surfaces 11 and 12 of the power generation element 10, respectively, so that their volumes can be reduced. That is, since the volume of the terminal electrode is smaller than that of the conventionally used current collecting tab electrode, the energy density per unit volume of the battery 1 can be improved.
  • the outer counter electrode current collector 41 is arranged on the main surface 15 of the power generation element 10 . As shown in FIG. 1 , the outer counter electrode current collector 41 has a flat plate portion 41 a arranged above the main surface 15 and an extension portion 41 b extending outward from the main surface 15 . In addition, “outward” is a direction away from the center of the power generation element 10 in plan view.
  • the flat plate portion 41a is a portion that overlaps the main surface 15 in plan view of the main surface 15 .
  • the extending portion 41b is an example of a first extending portion, and is a portion that does not overlap the main surface 15 in plan view.
  • the extending portion 41b is configured integrally with the flat plate portion 41a.
  • the extended portion 41 b is bent with respect to the flat plate portion 41 a and contacts the counter electrode terminal 31 . Thereby, the counter electrode terminal 31 and the outer counter electrode current collector 41 are electrically connected. That is, the outer counter electrode current collector 41 is electrically connected to the counter electrode layer 120 of each of the plurality of battery cells 100 via the counter electrode terminal 31 .
  • the main surface 15 of the power generation element 10 is the main surface of the electrode current collector 111 . Therefore, an insulating layer 50 is provided between the flat plate portion 41 a of the outer counter electrode current collector 41 and the main surface 15 . Thereby, occurrence of a short circuit between the outer counter electrode current collector 41 and the electrode layer 110 can be suppressed.
  • the planar shape of the flat plate portion 41a is circular and covers substantially the entire power generation element 10.
  • the extended portion 41 b is a tongue-like portion that protrudes from a portion of the outer periphery of the flat plate portion 41 a and is bent toward the counter electrode terminal 31 to contact the counter electrode terminal 31 .
  • the outer electrode current collector 42 has the same configuration as the outer counter electrode current collector 41 . Specifically, the outer electrode current collector 42 is arranged on the main surface 16 of the power generating element 10 . As shown in FIG. 1 , the outer electrode current collector 42 has a flat plate portion 42 a arranged below the main surface 16 and an extension portion 42 b extending outward from the main surface 16 .
  • the flat plate portion 42a is a portion that overlaps the main surface 16 in a plan view of the main surface 16 .
  • the extending portion 42b is an example of a second extending portion, and is a portion that does not overlap the main surface 16 in plan view.
  • the extending portion 42b is configured integrally with the flat plate portion 42a.
  • the extended portion 42 b is bent with respect to the flat plate portion 42 a and contacts the electrode terminal 32 . Thereby, the electrode terminal 32 and the outer electrode current collector 42 are electrically connected. In other words, the outer electrode current collector 42 is electrically connected to the electrode layers 110 of the plurality of battery cells 100 via the electrode terminals 32 .
  • the main surface 16 of the power generation element 10 is the main surface of the electrode current collector 111 . Therefore, the flat plate portion 42a of the outer electrode current collector 42 and the main surface 16 are in direct contact. As a result, the contact area is increased, the connection resistance is decreased, and the large current characteristics of the battery 1 can be enhanced.
  • the planar view shape of the flat plate portion 42a is circular, and covers substantially the entire power generating element 10.
  • the extended portion 42b is a tongue-like portion that protrudes from a portion of the outer periphery of the flat plate portion 42a, and is bent toward the electrode terminal 32 and contacts the electrode terminal 32.
  • the extension portion 42b is arranged such that the center of the power generation element 10 is positioned on a line connecting the extension portions 41b and 42b in plan view.
  • the extension portion 41b and the extension portion 42b can be separated from each other, and the occurrence of a short circuit can be suppressed.
  • the outer counter electrode current collector 41 and the outer electrode current collector 42 are plate-like or foil-like metal members, respectively. Examples of metals contained in the metal member include Al, Fe, SUS, Ni, and Cu.
  • the outer counter electrode current collector 41 and the outer electrode current collector 42 may be formed using the same material, or may be formed using different materials.
  • the insulating layer 50 is located between the outer counter electrode current collector 41 and the main surface 15 of the power generation element 10 .
  • the insulating layer 50 is provided to ensure electrical insulation between the outer counter electrode current collector 41 and the electrode current collector 111 forming the main surface 15 of the power generation element 10 .
  • the insulating layer 50 covers the entire main surface 15 .
  • the insulating layer 50 is a known insulating member such as a resin film.
  • the insulating layer 50 is a PET (polyethylene terephthalate) film, a PEN (polyethylene naphthalate) film, a polyimide film, or the like.
  • the insulating layer 50 may contain metal oxide.
  • an adhesive layer may be provided on the surface of the insulating layer 50 to improve adhesion to the power generation element 10 or the outer counter electrode current collector 41 .
  • the adhesive layer is formed using, for example, an acrylic resin.
  • the battery 1 is applied, for example, to a coin-type battery or a laminate-type battery.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a coin-type battery 201 including the battery 1 according to this embodiment.
  • the coin battery 201 is also called a button battery.
  • coin-type battery 201 includes battery 1 , sealing plate 211 , outer can 212 , and gasket 220 .
  • the battery 1 is housed inside an exterior can 212 and is covered with a sealing plate 211 .
  • the sealing plate 211 and the outer can 212 are each made of a conductive material such as metal.
  • the sealing plate 211 is in contact with the outer counter electrode current collector 41 of the battery 1 .
  • the outer can 212 is in contact with the outer electrode current collector 42 of the battery 1 . That is, the sealing plate 211 and the outer can 212 function as the positive electrode and the negative electrode of the battery 1, respectively.
  • the gasket 220 is a member that insulates electrical contact between the outer can 212 and the sealing plate 211 and encloses the battery 1 inside the outer can 212 .
  • coin-type battery 201 including battery 1 including a plurality of battery cells 100 is realized. High capacity and long-term reliability are realized while suppressing the short circuit risk of the coin-type battery 201 .
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a laminate type battery 301 including the battery 1 according to this embodiment.
  • the laminate type battery 301 includes a battery 1 , a counter electrode external terminal 311 , an electrode external terminal 312 , and an exterior body 320 .
  • a counter electrode external terminal 311 and an electrode external terminal 312 are connected to the battery 1 .
  • the battery 1 is sealed with an exterior body 320 .
  • a counter electrode external terminal 311 and an electrode external terminal 312 are electrodes for extracting the positive electrode and the negative electrode of the battery 1 to the outside, respectively. A part of each of the counter electrode external terminal 311 and the electrode external terminal 312 is led out of the exterior body 320 .
  • the counter electrode external terminal 311 is in contact with the outer counter electrode current collector 41 . Thereby, the counter electrode external terminal 311 is electrically connected to the counter electrode layer 120 of the plurality of battery cells 100 of the power generation element 10 via the outer counter electrode current collector 41 and the counter electrode terminal 31 .
  • the electrode external terminal 312 is in contact with the outer electrode current collector 42 . Thereby, the electrode external terminals 312 are electrically connected to the electrode layers 110 of the plurality of battery cells 100 of the power generation element 10 via the outer electrode current collectors 42 and the electrode terminals 32 .
  • the counter electrode external terminal 311 and the electrode external terminal 312 are each a plate-like or foil-like metal member. Examples of metals contained in the metal member include Al, Fe, SUS, Ni, and Cu.
  • the counter electrode external terminal 311 and the electrode external terminal 312 may be formed using the same material or may be formed using different materials.
  • the exterior body 320 includes two laminate films 321 and 322.
  • the two laminate films 321 and 322 are sealed with the battery 1 sandwiched therebetween.
  • a known laminate film material can be used for each of the two laminate films 321 and 322 .
  • the exterior body 320 may be formed by folding a sheet of laminate film.
  • a laminate type battery 301 having a battery 1 including a plurality of battery cells 100 is realized. High capacity and long-term reliability are realized while suppressing the short circuit risk of the laminate type battery 301 .
  • the exterior body 320 may be a metal can or a box made of a resin material.
  • the counter electrode external terminal 311 and the electrode external terminal 312 may each be a bar-shaped metal material.
  • the plan view shape of the power generating element 10 does not have to be circular.
  • the plan view shape of the power generation element 10 may be a polygon such as a rectangle, square, hexagon, or octagon, or may be an ellipse.
  • the embodiment has shown an example in which all of the plurality of battery cells 100 are electrically connected in parallel. In contrast, in this modified example, some of the plurality of battery cells 100 are electrically connected in series.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a cross-sectional configuration of a battery 401 according to Modification 1.
  • FIG. A battery 401 shown in FIG. 9 includes a power generation element 410 including six battery cells 100 having a connection relationship of 3-series and 2-parallel.
  • “A in series and B in parallel” means connecting in parallel B stacks each composed of A battery cells connected in series. That is, in the “three-series-two-parallel” power generation element 410 , three battery cells 100 are electrically connected in series to form two series laminates 411 and 412 . Each of the two series stacks 411 and 412 are connected in parallel with each other.
  • the power generation element 10 shown in FIG. 1 can be regarded as a "1 series 6 parallel" power generation element.
  • the three battery cells 100 included in the series stack 411 have the same arrangement order of the layers that constitute each. That is, in any of the three battery cells 100 included in the series laminate 411, the counter electrode current collector 121, the counter electrode active material layer 122, the solid electrolyte layer 130, the electrode active material Each layer is arranged in the order of the material layer 112 and the electrode current collector 111 .
  • the electrode current collector 111 and the counter electrode current collector 121 of two adjacent battery cells 100 are in direct contact.
  • the three battery cells 100 included in the series stack 412 have the same arrangement order of the layers that constitute each. This arrangement order is the reverse order of the arrangement order of the layers in the battery cells 100 included in the series stack 411 . That is, in any of the three battery cells 100 included in the series stack 412, the electrode current collector 111, the electrode active material layer 112, the solid electrolyte layer 130, the counter electrode active Each layer is arranged in the order of material layer 122 and counter electrode current collector 121 .
  • the electrode current collector 111 and the counter electrode current collector 121 of two adjacent battery cells 100 are in direct contact. In the series laminates 411 and 412, the electrode current collector 111 and the counter electrode current collector 121 in contact with each other may be one current collector.
  • the lowermost counter electrode current collector 121 of the series laminate 411 and the uppermost counter electrode current collector 121 of the series laminate 412 are shared with each other. As a result, the opposite electrodes of the two series laminates 411 and 412 are electrically connected.
  • the battery 401 includes an electrode insulating layer 421 , a counter electrode insulating layer 422 , a counter electrode terminal 431 and an electrode terminal 432 .
  • the electrode insulating layer 421 covers the electrode layer 110 on the side surface 11 .
  • the electrode insulating layer 421 includes the central counter electrode current collector 121 shared by the two series laminates 411 and 412, and the counter electrode active material layers located on both sides of the central counter electrode current collector 121. 122 is covered.
  • the electrode insulating layer 421 continuously covers from the uppermost layer of the series laminate 411 to part of the counter electrode active material layer 122 on the upper surface side of the central counter electrode current collector 121 .
  • the electrode insulating layer 421 continuously covers from the bottom layer of the series laminate 412 to part of the counter electrode active material layer 122 on the lower surface side of the central counter electrode current collector 121 .
  • the counter electrode terminal 431 covers the electrode insulating layer 421 and the portion of the side surface 11 that is not covered with the electrode insulating layer 421 . Specifically, the counter electrode terminal 431 contacts and is electrically connected to the central counter electrode current collector 121 . This makes it possible to ensure electrical connection to the counter electrode current collector 121 while suppressing short-circuiting between the counter electrode terminal 431 and the electrode layer 110 .
  • the counter electrode insulating layer 422 covers the counter electrode layer 120 on the side surface 12 .
  • the counter electrode insulating layer 422 excludes at least part of the electrode layer 110 located on the top layer of the series stack 411 and at least part of the electrode layer 110 located on the bottom layer of the series stack 412. cover other parts.
  • the counter electrode insulating layer 422 extends from a portion of the electrode active material layer 112 of the electrode layer 110 located at the top of the series laminate 411 to the electrode active material layer 110 of the electrode layer 110 located at the bottom of the series laminate 412 . It continuously covers up to part of the material layer 112 .
  • the counter electrode insulating layer 422 does not cover the electrode current collectors 111 of the top and bottom layers.
  • the electrode terminal 432 covers the counter electrode insulating layer 422 and the portion of the side surface 12 that is not covered with the counter electrode insulating layer 422 . Specifically, the electrode terminals 432 are in contact with and electrically connected to the electrode current collectors 111 of the uppermost layer and the lowermost layer. This makes it possible to ensure electrical connection to the electrode current collector 111 while suppressing short-circuiting between the electrode terminal 432 and the counter electrode layer 120 .
  • the side surface of the power generation element 410 can be used for electrode extraction and electrical connection.
  • the adhesion strength of the insulating layer can be increased, and the reliability of battery 401 can be increased.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing the cross-sectional structure of a battery 501 according to Modification 2.
  • FIG. A battery 501 shown in FIG. 10 includes a power generation element 510 including six battery cells 100 having a two-parallel three-series connection relationship.
  • a in parallel and B in series means connecting in series B stacks each composed of A battery cells connected in parallel. That is, in the “2-parallel-3-series” power generation element 510 , two battery cells 100 are electrically connected in parallel to form three parallel laminates 511 , 512 and 513 . Each of the three parallel stacks 511, 512 and 513 are connected in series with each other.
  • Parallel stacked bodies 512 and 513 also have the same configuration as parallel stacked body 511 .
  • the battery 501 includes an electrode insulating layer 521, a counter electrode insulating layer 522, counter electrode terminals 531a and 531b, electrode terminals 532a and 532b, and insulating layers 551 and 552.
  • the electrode insulating layer 521 covers the electrode layer 110 on the side surface 11 . Electrode insulating layer 521 covers all of multiple electrode layers 110 and all of multiple solid electrolyte layers 130 on side surface 11 in the same manner as electrode insulating layer 21 according to the embodiment. The electrode insulating layer 521 exposes the counter electrode current collector 121 of each of the plurality of counter electrode layers 120 and part of the counter electrode active material layer 122 . Although the electrode insulating layer 521 also partially covers the insulating layers 551 and 552 on the side surface 11, the electrode insulating layer 521 is not limited to this.
  • the counter electrode insulating layer 522 covers the counter electrode layer 120 on the side surface 12 .
  • the counter electrode insulating layer 522 covers all of the plurality of counter electrode layers 120 and all of the plurality of solid electrolyte layers 130 similarly to the counter electrode insulating layer 522 according to the embodiment.
  • the counter electrode insulating layer 522 exposes the electrode current collector 111 of each of the plurality of electrode layers 110 and part of the electrode active material layer 112 .
  • the counter electrode insulating layer 522 also partially covers the insulating layers 551 and 552 on the side surface 12 , the present invention is not limited to this.
  • the counter electrode terminals 531 a and 531 b respectively cover the electrode insulating layer 521 and the portion of the side surface 11 not covered with the electrode insulating layer 521 .
  • the counter electrode terminal 531 a is in contact with and electrically connected to the counter electrode current collector 121 of the parallel laminate 511 .
  • the counter electrode terminal 531b is in contact with and electrically connected to the counter electrode current collectors 121 of the parallel laminates 512 and 513, respectively.
  • the counter electrode terminal 531a and the counter electrode terminal 531b are not in contact with each other and are electrically insulated.
  • the outer counter electrode current collector 41 is connected to the counter electrode terminal 531a and not connected to the counter electrode terminal 531b.
  • the electrode terminals 532 a and 532 b each cover the counter electrode insulating layer 522 and the portion of the side surface 12 not covered with the counter electrode insulating layer 522 .
  • the electrode terminal 532a contacts and is electrically connected to the electrode current collector 111 of each of the parallel laminates 511 and 512 .
  • the electrode terminal 532b contacts and is electrically connected to the electrode current collector 111 of the parallel laminate 513 .
  • the electrode terminals 532a and 532b are not in contact with each other and are electrically insulated.
  • the outer electrode current collector 42 is connected to the electrode terminal 532b and is not connected to the electrode terminal 532a.
  • Each of the insulating layers 551 and 552 is arranged between two adjacent parallel laminates.
  • the insulating layers 551 and 552 are provided so that the parallel laminates do not come into contact with each other so that the parallel laminates are electrically connected through the electrode terminal and the counter electrode terminal.
  • the insulating layers 551 and 552 are formed using the same material as the insulating layer 50, for example. Alternatively, it may be formed using an adhesive resin material such as acrylic resin.
  • the electrodes can be extracted and electrically connected using the side surface of the power generation element 510 .
  • the adhesion strength of the insulating layer can be increased, and the reliability of battery 501 can be increased.
  • FIGS. 11A to 11H are cross-sectional views each showing one step of a method for manufacturing a battery according to an embodiment or modification.
  • the counter electrode material is a material that constitutes the counter electrode active material layer 122 .
  • the counter electrode material is a material that constitutes the counter electrode active material layer 122 .
  • two counter electrode layers 120 sharing the counter electrode current collector 121 are formed as shown in FIG. 11A.
  • the electrode current collector 111 and the electrode material can be used and formed by a similar method.
  • the electrode material is a material forming the electrode active material layer 112 .
  • a solid electrolyte material is applied to the main surface of the counter electrode active material layer 122 so as to cover the applied paint, and dried.
  • a solid electrolyte material is a material that forms the solid electrolyte layer 130 .
  • a solid electrolyte layer 130 is formed as shown in FIG. 11B.
  • an electrode active material layer 112 is formed as shown in FIG. 11C.
  • the counter electrode material, the electrode material, and the solid electrolyte material may each be prepared with a solvent-free material.
  • Coating methods for forming the electrode active material layer 112, the counter electrode active material layer 122, and the solid electrolyte layer 130 include, but are not limited to, screen printing, die coating, spraying, and gravure printing. not something.
  • the electrode current collector 111 is laminated on one of the electrode active material layers 112 so as to be stuck together. Thereby, a laminated unit 610 is obtained as shown in FIG. 11D.
  • three laminated units 610 are laminated so that the electrode active material layer 112 and the electrode current collector 111 are in contact with each other. Furthermore, the electrode current collector 111 is stacked on the electrode active material layer 112 so as to be in contact therewith. This results in an intermediate laminate 620, as shown in FIG. 11E.
  • the ends of the intermediate laminate 620 are cut so as to have a desired battery size.
  • the power generation element 10 which is a stack of a plurality of battery cells 100.
  • the electrode active material layer 112 the counter electrode active material layer 122, the solid electrolyte layer 130, the electrode current collector 111, and the counter electrode current collector 121 have the same area in plan view without protrusions. It becomes possible to have This makes it possible to maximize battery capacity while suppressing the risk of short circuits and improving reliability.
  • the edge cutting process is performed by, for example, a knife, laser or jet.
  • the electrode insulating layer 21 and the counter electrode insulating layer 22 are formed on the side surfaces 11 and 12 of the power generating element 10.
  • the insulating layer is formed, for example, by applying an insulating material and curing it.
  • forming methods include, but are not limited to, screen printing, gravure printing, spraying, and dispenser methods.
  • the application end of the electrode insulating layer 21 is on the end surface of the counter electrode active material layer 122 .
  • the end face of the counter electrode active material layer 122 made of a powdery material has very fine unevenness. Therefore, the adhesion strength of the electrode insulating layer 21 is improved, and the insulation reliability is improved.
  • the application end of the counter electrode insulating layer 22 is on the end face of the electrode active material layer 112 .
  • the end face of the electrode active material layer 112 made of a powdery material has very fine unevenness. Therefore, the adhesion strength of the counter electrode insulating layer 22 is improved, and the insulation reliability is improved.
  • a counter electrode terminal 31 and an electrode terminal 32 are formed on the side surface of the power generation element 10 so as to cover the electrode insulating layer 21 or the counter electrode insulating layer 22, respectively.
  • the terminals are formed, for example, by applying a conductive material and curing it.
  • forming methods include, but are not limited to, screen printing, gravure printing, spraying, and dispenser methods.
  • the coated end portion of the contact surface of the electrode terminal 32 with respect to the power generation element 10 is on the end surface of the electrode active material layer 112 .
  • the end face of the electrode active material layer 112 made of a powdery material has very fine unevenness. Therefore, the adhesion strength of the electrode terminals 32 is improved, and the long-term reliability of the characteristics is improved.
  • the application end of the contact surface of the counter electrode terminal 31 with respect to the power generating element 10 is on the end face of the counter electrode active material layer 122 .
  • the end face of the counter electrode active material layer 122 made of a powdery material has very fine unevenness. Therefore, the adhesion strength of the counter electrode terminal 31 is improved, and the long-term reliability of the characteristics is improved.
  • the battery 1 shown in FIG. 1 is obtained.
  • the above-described battery 1 can be manufactured by the manufacturing method described above.
  • the manufacturing method is not limited to the example described above. Coating may be performed only on one side of the current collector. Also, by appropriately adjusting the stacking order of the battery cells 100, it is possible to manufacture the battery 401 or 501 shown in FIG. 9 or 10. FIG.
  • the number of battery cells 100 included in the power generation element 10 is not particularly limited. Also, the number of series and the number of parallel connections of the battery cells 100 are not particularly limited as long as at least two battery cells 100 are connected in parallel.
  • a plurality of battery cells 100A shown in FIG. 3A may be stacked side by side.
  • two current collectors of the same polarity are superimposed.
  • the two current collectors may be directly contacted and overlapped, or may be overlapped via a conductive substance or an adhesive material.
  • an external electrode may be formed on the outermost surface of each of the electrode terminal and the counter electrode terminal by a method such as plating, printing, or soldering.
  • each battery has both the counter electrode terminal 31 and the electrode terminal 32, but may have only one. That is, one of the positive electrode and the negative electrode of the battery may be taken out by a tab electrode.
  • the extended portions 41b and 42b are provided at positions 180 degrees opposite to each other with respect to the center of the circular main surface 15 in plan view, but the present invention is not limited to this.
  • the angle formed by the extensions 41b and 42b and the center of the main surface 15 may be 90 degrees or less than 90 degrees.
  • at least one of the extending portions 41b and 42b may be provided in plurality.
  • the present disclosure can be used, for example, as batteries for electronic equipment, electric appliance devices, electric vehicles, and the like.

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Abstract

電池（１）は、電極層（１１０）、対極層（１２０）、および、電極層（１１０）と対極層（１２０）との間に位置する固体電解質層（１３０）、をそれぞれが含む複数の電池セル（１００）を有し、複数の電池セル（１００）が積層された発電要素（１０）と、発電要素（１０）の側面（１１）において、電極層（１１０）を覆う電極絶縁層（２１）と、側面（１１）および電極絶縁層（２１）を覆い、対極層（１２０）と電気的に接続された対極端子（３１）と、を備える。複数の電池セル（１００）の少なくとも一部は、並列接続されている。電極絶縁層（２１）は、側面（１１）において、発電要素（１０）の積層方向に沿って電極層（１１０）から対極層（１２０）の一部までを覆う。

Description

電池
　本開示は、電池に関する。
　従来、複数の電池セル同士を並列に接続した電池が知られている（例えば、特許文献１および２を参照）。
国際公開第２０１２／０２０６９９号 特開２０１３－１２０７１７号公報
　従来の電池に対して、電池特性のさらなる向上が求められている。
　そこで、本開示は、高性能な電池を提供する。
　本開示の一態様に係る電池は、電極層、対極層、および、前記電極層と前記対極層との間に位置する固体電解質層、をそれぞれが含む複数の電池セルを有し、前記複数の電池セルが積層された発電要素と、前記発電要素の第一側面において、前記電極層を覆う第一絶縁部材と、前記第一側面および前記第一絶縁部材を覆い、前記対極層と電気的に接続された第一端子電極と、を備える。前記複数の電池セルの少なくとも一部は、並列接続されている。前記第一絶縁部材は、前記第一側面において、前記発電要素の積層方向に沿って前記電極層から前記対極層の一部までを覆う。
　本開示によれば、高性能な電池を提供することができる。
図１は、実施の形態に係る電池の断面構成を示す断面図である。 図２は、実施の形態に係る電池の上面図である。 図３Ａは、実施の形態に係る発電要素に含まれる電池セルの一例の断面図である。 図３Ｂは、実施の形態に係る発電要素に含まれる電池セルの別の一例の断面図である。 図３Ｃは、実施の形態に係る発電要素に含まれる電池セルの別の一例の断面図である。 図４は、実施の形態に係る発電要素の断面図である。 図５は、実施の形態に係る発電要素の第一側面と当該第一側面に設けられた電極絶縁層および対極端子との位置関係を示す側面図である。 図６は、実施の形態に係る発電要素の第二側面と当該第二側面に設けられた対極絶縁層および電極端子との位置関係を示す側面図である。 図７は、実施の形態に係る電池を備えるコイン型電池の断面図である。 図８は、実施の形態に係る電池を備えるラミネート型電池の断面図である。 図９は、変形例１に係る電池の断面構成を示す断面図である。 図１０は、変形例２に係る電池の断面構成を示す断面図である。 図１１Ａは、実施の形態または変形例に係る電池の製造方法の一工程を示す断面図である。 図１１Ｂは、実施の形態または変形例に係る電池の製造方法の一工程を示す断面図である。 図１１Ｃは、実施の形態または変形例に係る電池の製造方法の一工程を示す断面図である。 図１１Ｄは、実施の形態または変形例に係る電池の製造方法の一工程を示す断面図である。 図１１Ｅは、実施の形態または変形例に係る電池の製造方法の一工程を示す断面図である。 図１１Ｆは、実施の形態または変形例に係る電池の製造方法の一工程を示す断面図である。 図１１Ｇは、実施の形態または変形例に係る電池の製造方法の一工程を示す断面図である。 図１１Ｈは、実施の形態または変形例に係る電池の製造方法の一工程を示す断面図である。
　（本開示の概要）
　本開示の一態様に係る電池は、電極層、対極層、および、前記電極層と前記対極層との間に位置する固体電解質層、をそれぞれが含む複数の電池セルを有し、前記複数の電池セルが積層された発電要素と、前記発電要素の第一側面において、前記電極層を覆う第一絶縁部材と、前記第一側面および前記第一絶縁部材を覆い、前記対極層と電気的に接続された第一端子電極と、を備える。前記複数の電池セルの少なくとも一部は、並列接続されている。前記第一絶縁部材は、前記第一側面において、前記発電要素の積層方向に沿って前記電極層から前記対極層の一部までを覆う。
　これにより、高性能な電池を実現することができる。例えば、第一側面において第一絶縁部材が電極層を覆うので、第一端子電極を介した対極層と電極層との短絡の発生を抑制することができる。また、第一絶縁部材は、対極層の一部まで覆うので、電極層が第一絶縁部材に覆われずに露出することを充分に抑制することができる。また、第一絶縁部材の発電要素に対する密着性が増すので、第一絶縁部材の脱離が抑制され、電池の信頼性を高めることができる。このように、電池の信頼性を高めることができるので、高性能な電池を実現することができる。
　また、例えば、前記対極層は、対極集電体と、前記対極集電体と前記固体電解質層との間に位置する対極活物質層と、を有してもよい。前記第一絶縁部材は、前記電極層から前記対極活物質層の少なくとも一部までを覆い、前記対極集電体を覆わなくてもよい。
　これにより、対極活物質層は一般的に粉体状の材料で形成されているので、その端面は、非常に微細な凹凸が存在する。このため、第一絶縁部材の密着強度が向上し、絶縁信頼性が向上する。また、対極集電体が露出するので、第一端子電極と対極集電体との電気的な接続を充分に確保することができる。
　また、例えば、前記対極集電体の厚みは、２０μｍ以下であってもよい。
　これにより、エネルギー密度の向上、出力密度の向上、および、材料コストの低減などを実現することができる。
　また、例えば、本開示の一態様に係る電池は、前記発電要素の第一主面に配置された外側対極集電体をさらに備えてもよい。前記外側対極集電体は、前記第一主面から外方に延設された第一延設部を有し、前記第一延設部は、前記第一端子電極に接続されていてもよい。
　これにより、外側対極集電体が設けられているので、外部への取り出し電極として利用することができる。例えば、外側対極集電体の主面を大きく確保することができるので、大きな外部端子を接続することが可能になり、接触面積を大きくして接続抵抗の低減を図ることができる。このため、電池の大電流特性を向上させることができる。
　また、例えば、本開示の一態様に係る電池は、前記外側対極集電体と前記第一主面との間に位置する絶縁層をさらに備えてもよい。
　これにより、電極層の一部が第一主面を構成している場合に、外側対極集電体と電極層との接触を抑制することができる。つまり、外側対極集電体を介した対極層と電極層との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、前記電極層、前記対極層および前記固体電解質層は、平面視において、各々の輪郭が一致していてもよい。
　これにより、平面視において各層のいずれも突出していないので、リチウムデンドライトの発生による短絡の発生を抑制することができる。また、平面視において各層が同じ面積を有することで、電池セルの有効面積を大きくすることができるので、電池容量を大きくすることができる。
　また、例えば、本開示の一態様に係る電池は、前記発電要素の第二側面において、前記対極層を覆う第二絶縁部材と、前記第二側面および前記第二絶縁部材を覆い、前記電極層と電気的に接続された第二端子電極と、さらに備えてもよい。前記第二絶縁部材は、前記第二側面において、前記発電要素の積層方向に沿って前記対極層から前記電極層の一部までを覆ってもよい。
　これにより、より高性能な電池を実現することができる。例えば、第二側面において第二絶縁部材が対極層を覆うので、第二端子電極を介した対極層と電極層との短絡の発生を抑制することができる。また、第二絶縁部材は、電極層の一部まで覆うので、対極層が第二絶縁部材に覆われずに露出することを充分に抑制することができる。また、第二絶縁部材の発電要素に対する密着性が増すので、第二絶縁部材の脱離が抑制され、電池の信頼性を更に高めることができる。
　また、例えば、前記電極層は、電極集電体と、前記電極集電体と前記固体電解質層との間に位置する電極活物質層と、を有してもよい。前記第二絶縁部材は、前記対極層から前記電極活物質層の少なくとも一部までを覆い、前記電極集電体を覆わなくてもよい。
　これにより、電極活物質層は一般的に粉体状の材料で形成されているので、その端面は、非常に微細な凹凸が存在する。このため、第二絶縁部材の密着強度が向上し、絶縁信頼性が向上する。また、電極集電体が露出するので、第二端子電極と電極集電体との電気的な接続を充分に確保することができる。
　また、例えば、前記電極集電体の厚みは、２０μｍ以下であってもよい。
　これにより、エネルギー密度の向上、出力密度の向上、および、材料コストの低減などを実現することができる。
　また、例えば、本開示の一態様に係る電池は、前記発電要素の第二主面に配置された外側電極集電体をさらに備えてもよい。前記外側電極集電体は、前記第二主面から外方に延設された第二延設部を有し、前記第二延設部は、前記第二端子電極に接続されていてもよい。
　これにより、外側電極集電体が設けられているので、外部への取り出し電極として利用することができる。例えば、外側電極集電体の主面を大きく確保することができるので、大きな外部端子を接続することが可能になり、接触面積を大きくして接続抵抗の低減を図ることができる。このため、電池の大電流特性を向上させることができる。
　また、例えば、前記複数の電池セルの全ては、並列接続されていてもよい。
　これにより、全ての電池セルを電気的に並列接続することにより、各電池セルの容量ばらつきに起因して特定の電池セルが過充電または過放電を起こすのを抑制することができる。よって、電池の信頼性を更に高めることができる。
　また、例えば、前記複数の電池セルの一部は、直列接続されていてもよい。
　これにより、要求される容量および電圧に適した電池を実現することができる。
　また、例えば、前記固体電解質層は、リチウムイオン伝導性を有する固体電解質を含んでもよい。
　また、例えば、前記発電要素の形状は、円柱形状であり、前記第一側面および前記第二側面はそれぞれ、円柱側面の互いに異なる部分であってもよい。例えば、前記電池は、コイン型電池を構成してもよい。
　これにより、コイン型電池において、複数の電池セルを並列接続することができるので、コイン型電池の大容量化を実現することができる。
　また、例えば、前記電池は、ラミネートフィルムで封止されていてもよい。
　これにより、高性能なラミネート型電池を実現することができる。
　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、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
　また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化する。
　また、本明細書において、平行または直交などの要素間の関係性を示す用語、および、矩形または直方体などの要素の形状を示す用語、ならびに、数値範囲は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数％程度の差異をも含むことを意味する表現である。
　また、本明細書および図面において、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸は、三次元直交座標系の三軸を示している。ｘ軸およびｙ軸はそれぞれ、発電要素の主面に平行な方向に一致する。ｚ軸は、発電要素に含まれる複数の電池セルの積層方向に一致する。
　また、本明細書において、「積層方向」は、集電体および活物質層の主面法線方向に一致する。また、本明細書において、「平面視」とは、単独で使用される場合など特に断りのない限り、発電要素の主面に対して垂直な方向から見たときのことをいう。なお、「第一側面の平面視」などのように、「ある面の平面視」と記載されている場合は、当該「ある面」を正面から見たときのことをいう。
　また、本明細書において、「上方」および「下方」という用語は、絶対的な空間認識における上方向（鉛直上方）および下方向（鉛直下方）を指すものではなく、積層構成における積層順を基に相対的な位置関係により規定される用語として用いる。また、「上方」および「下方」という用語は、２つの構成要素が互いに間隔を空けて配置されて２つの構成要素の間に別の構成要素が存在する場合のみならず、２つの構成要素が互いに密着して配置されて２つの構成要素が接する場合にも適用される。以下の説明では、ｚ軸の負側を「下方」または「下側」とし、ｚ軸の正側を「上方」または「上側」とする。
　また、本明細書において、「第一」、「第二」などの序数詞は、特に断りのない限り、構成要素の数または順序を意味するものではなく、同種の構成要素の混同を避け、構成要素を区別する目的で用いられている。
　（実施の形態）
　以下では、実施の形態に係る電池の構成について説明する。
　図１は、本実施の形態に係る電池１の断面構成を示す断面図である。図２は、本実施の形態に係る電池１の上面図である。なお、図１は、図２のＩ－Ｉ線における断面を表している。また、図２では、各部材の対応関係を分かりやすくするため、図１の断面に示される各層の網掛けと同じ網掛けを付している。
　図２に示されるように、電池１の平面視形状は、略円形である。つまり、電池１の形状は、扁平な略円柱体である。ここで、扁平とは、厚み（すなわち、ｚ軸方向の長さ）が主面の最大幅よりも短いことを意味する。詳細については後述するが、電池１は、コイン型電池として利用される。なお、電池１の平面視形状は、矩形、正方形、六角形または八角形などの多角形であってもよく、楕円形などであってもよい。なお、図１などの断面図では、発電要素１０の層構造を分かりやすくするため、各層の厚みを誇張して図示している。
　図１に示されるように、電池１は、発電要素１０と、電極絶縁層２１と、対極絶縁層２２と、対極端子３１と、電極端子３２と、外側対極集電体４１と、外側電極集電体４２と、絶縁層５０と、を備える。電池１は、例えば全固体電池である。
　［１．発電要素］
　まず、発電要素１０の具体的な構成について説明する。
　発電要素１０は、図１に示されるように、側面１１および１２と、主面１５および１６と、を含む。本実施の形態では、主面１５および１６はいずれも、平坦面である。
　側面１１は、第一側面の一例である。側面１２は、第二側面の一例である。本実施の形態では、発電要素１０の形状は、扁平な円柱体である。このため、側面１１および１２は、円柱側面の互いに異なる部分であり、互いに背向している部分である。例えば、平面視において、側面１１の任意の点と主面１５の中心とを結ぶ直線上に側面１２が位置している。
　主面１５は、第一主面の一例である。主面１６は、第二主面の一例である。主面１５および１６は、互いに背向しており、かつ、互いに平行である。主面１５は、発電要素１０の最上面である。主面１６は、発電要素１０の最下面である。
　図１に示されるように、発電要素１０は、複数の電池セル１００を有する。電池セル１００は、最小構成の電池であり、単位セルとも称される。複数の電池セル１００は、電気的に並列接続されて積層されている。本実施の形態では、発電要素１０が有する全ての電池セル１００が電気的に並列接続されている。図１に示される例では、発電要素１０が有する電池セル１００の個数が６個であるが、これに限らない。例えば、発電要素１０が有する電池セル１００の個数は、２個または４個などの偶数個であってもよく、３個または５個などの奇数個であってもよい。
　複数の電池セル１００の各々は、電極層１１０と、対極層１２０と、固体電解質層１３０と、を含む。電極層１１０は、電極集電体１１１と、電極活物質層１１２と、を有する。対極層１２０は、対極集電体１２１と、対極活物質層１２２と、を有する。複数の電池セル１００の各々では、電極集電体１１１、電極活物質層１１２、固体電解質層１３０、対極活物質層１２２および対極集電体１２１がこの順でｚ軸に沿って積層されている。
　なお、電極層１１０は、電池セル１００の正極層および負極層の一方である。対極層１２０は、電池セル１００の正極層および負極層の他方である。以下では、電極層１１０が負極層であり、対極層１２０が正極層である場合を一例として説明する。
　複数の電池セル１００の構成は、互いに実質的に同一である。隣り合う２つの電池セル１００では、電池セル１００を構成する各層の並び順が逆になっている。つまり、電池セル１００を構成する各層の並び順が交互に入れ替わりながら、複数の電池セル１００は、ｚ軸に沿って並んで積層されている。本実施の形態では、電池セル１００の個数が偶数個であるので、発電要素１０の最下層および最上層がそれぞれ、同極性の集電体になる。
　以下では、図３Ａを用いて、電池セル１００の各層の説明を行う。図３Ａは、本実施の形態に係る発電要素１０に含まれる電池セル１００の断面図である。
　電極集電体１１１と対極集電体１２１とはそれぞれ、導電性を有する箔状、板状または網目状の部材である。電極集電体１１１と対極集電体１２１とはそれぞれ、例えば、導電性を有する薄膜であってもよい。電極集電体１１１と対極集電体１２１とを構成する材料としては、例えば、ステンレス（ＳＵＳ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）などの金属が用いられうる。電極集電体１１１と対極集電体１２１とは、異なる材料を用いて形成されていてもよい。
　電極集電体１１１および対極集電体１２１の各々の厚みは、例えば５μｍ以上１００μｍ以下であるが、これに限らない。電極集電体１１１および対極集電体１２１の各々の厚みは、２０μｍ以下であってもよい。集電体の厚みが２０μｍ以下になることにより、エネルギー密度の向上、出力密度の向上、および、材料コストの低減などを実現することができる。本実施の形態では、単一の電池セル１００が並列接続されて積層されているので、並列接続数を増やしても発電要素１０の厚さを小さく保つことができ、エネルギー密度の向上に寄与する。並列接続数が増えると、集電体の枚数も増えるので、集電体の厚みを小さくすることは、発電要素１０の厚みの増大の抑制により有用である。
　電極集電体１１１の主面には、電極活物質層１１２が接触している。なお、電極集電体１１１は、電極活物質層１１２に接する部分に設けられた、導電性材料を含む層である集電体層を含んでもよい。対極集電体１２１の主面には、対極活物質層１２２が接触している。なお、対極集電体１２１は、対極活物質層１２２に接する部分に設けられた、導電性材料を含む層である集電体層を含んでもよい。
　電極活物質層１１２は、電極集電体１１１の、対極層１２０側の主面に配置されている。電極活物質層１１２は、例えば、電極材料として負極活物質を含む。電極活物質層１１２は、対極活物質層１２２に対向して配置されている。
　電極活物質層１１２に含有される負極活物質としては、例えば、グラファイト、金属リチウムなどの負極活物質が用いられうる。負極活物質の材料としては、リチウム（Ｌｉ）またはマグネシウム（Ｍｇ）などのイオンを離脱および挿入することができる各種材料が用いられうる。
　また、電極活物質層１１２の含有材料としては、例えば、無機系固体電解質などの固体電解質が用いられてもよい。無機系固体電解質としては、例えば、硫化物固体電解質または酸化物固体電解質などが用いられうる。硫化物固体電解質としては、例えば、硫化リチウム（Ｌｉ２Ｓ）および五硫化二リン（Ｐ２Ｓ５）の混合物が用いられうる。また、電極活物質層１１２の含有材料としては、例えばアセチレンブラックなどの導電材、または、例えばポリフッ化ビニリデンなどの結着用バインダーなどが用いられてもよい。
　電極活物質層１１２の含有材料を溶媒と共に練り込んだペースト状の塗料を、電極集電体１１１の主面上に塗工し乾燥させることにより、電極活物質層１１２が作製される。電極活物質層１１２の密度を高めるために、乾燥後に、電極活物質層１１２および電極集電体１１１を含む電極層１１０（電極板とも称される）をプレスしておいてもよい。電極活物質層１１２の厚みは、例えば５μｍ以上３００μｍ以下であるが、これに限らない。
　対極活物質層１２２は、対極集電体１２１の、電極層１１０側の主面に配置されている。対極活物質層１２２は、例えば活物質などの正極材料を含む層である。正極材料は、負極材料の対極を構成する材料である。対極活物質層１２２は、例えば、正極活物質を含む。
　対極活物質層１２２に含有される正極活物質としては、例えば、コバルト酸リチウム複合酸化物（ＬＣＯ）、ニッケル酸リチウム複合酸化物（ＬＮＯ）、マンガン酸リチウム複合酸化物（ＬＭＯ）、リチウム－マンガン－ニッケル複合酸化物（ＬＭＮＯ）、リチウム－マンガン－コバルト複合酸化物（ＬＭＣＯ）、リチウム－ニッケル－コバルト複合酸化物（ＬＮＣＯ）、リチウム－ニッケル－マンガン－コバルト複合酸化物（ＬＮＭＣＯ）などの正極活物質が用いられうる。正極活物質の材料としては、ＬｉまたはＭｇなどのイオンを離脱および挿入することができる各種材料が用いられうる。
　また、対極活物質層１２２の含有材料としては、例えば、無機系固体電解質などの固体電解質が用いられてもよい。無機系固体電解質としては、硫化物固体電解質または酸化物固体電解質などが用いられうる。硫化物固体電解質としては、例えば、Ｌｉ２ＳおよびＰ２Ｓ５の混合物が用いられうる。正極活物質の表面は、固体電解質でコートされていてもよい。また、対極活物質層１２２の含有材料としては、例えばアセチレンブラックなどの導電材、または、例えばポリフッ化ビニリデンなどの結着用バインダーなどが用いられてもよい。
　対極活物質層１２２の含有材料を溶媒と共に練り込んだペースト状の塗料を、対極集電体１２１の主面上に塗工し乾燥させることにより、対極活物質層１２２が作製される。対極活物質層１２２の密度を高めるために、乾燥後に、対極活物質層１２２および対極集電体１２１を含む対極層１２０（対極板とも称される）をプレスしておいてもよい。対極活物質層１２２の厚みは、例えば５μｍ以上３００μｍ以下であるが、これに限らない。
　固体電解質層１３０は、電極活物質層１１２と対極活物質層１２２との間に配置される。固体電解質層１３０は、電極活物質層１１２と対極活物質層１２２との各々に接する。固体電解質層１３０は、電解質材料を含む層である。電解質材料としては、一般に公知の電池用の電解質が用いられうる。固体電解質層１３０の厚みは、５μｍ以上３００μｍ以下であってもよく、または、５μｍ以上１００μｍ以下であってもよい。
　固体電解質層１３０は、固体電解質を含んでいる。固体電解質としては、例えば、無機系固体電解質などの固体電解質が用いられうる。無機系固体電解質としては、硫化物固体電解質または酸化物固体電解質などが用いられうる。硫化物固体電解質としては、例えば、Ｌｉ２ＳおよびＰ２Ｓ５の混合物が用いられうる。なお、固体電解質層１３０は、電解質材料に加えて、例えばポリフッ化ビニリデンなどの結着用バインダーなどを含有してもよい。
　本実施の形態では、電極活物質層１１２、対極活物質層１２２、固体電解質層１３０は平行平板状に維持されている。これにより、湾曲による割れまたは崩落の発生を抑制することができる。なお、電極活物質層１１２、対極活物質層１２２、固体電解質層１３０を合わせて滑らかに湾曲させてもよい。
　また、本実施の形態では、対極集電体１２１の側面１１側の端面と電極層１１０の側面１１側の端面とは、ｚ軸方向から見た場合に一致している。具体的には、対極集電体１２１の側面１１側の端面と電極集電体１１１の側面１１側の端面とは、ｚ軸方向から見た場合に一致している。対極集電体１２１および電極集電体１１１の各々の側面１２側の端面においても同様である。
　より具体的には、電池セル１００では、電極集電体１１１、電極活物質層１１２、固体電解質層１３０、対極活物質層１２２および対極集電体１２１の各々の形状および大きさが同じであり、各々の輪郭が一致している。つまり、電池セル１００の形状は、扁平な円柱状の平板形状である。
　図１に示されるように、本実施の形態では、隣り合う２つの電池セル１００において、集電体が共有されている。例えば、最下層の電池セル１００とその１つ上の電池セル１００とは、電極集電体１１１を共有している。
　具体的には、図１に示されるように、複数の電池セル１００において、互いに隣り合う２つの電極層１１０は、互いの電極集電体１１１を共有している。共有される電極集電体１１１の主面の両面に電極活物質層１１２が設けられている。また、互いに隣り合う２つの対極層１２０は、互いの対極集電体１２１を共有している。共有される対極集電体１２１の主面の両面に対極活物質層１２２が設けられている。
　このような電池１は、図３Ａに示される電池セル１００だけでなく、図３Ｂおよび図３Ｃに示される電池セル１００Ｂおよび１００Ｃを組み合わせて積層することで形成される。なお、ここでは、図３Ａに示される電池セル１００を電池セル１００Ａとして説明する。
　図３Ｂに示される電池セル１００Ｂは、図３Ａに示される電池セル１００Ａから対極集電体１２１を除いた構成を有する。つまり、電池セル１００Ｂの対極層１２０Ｂは、対極活物質層１２２のみからなる。
　図３Ｃに示される電池セル１００Ｃは、図３Ａに示される電池セル１００Ａから電極集電体１１１を除いた構成を有する。つまり、電池セル１００Ｃの電極層１１０Ｃは、電極活物質層１１２のみからなる。
　図４は、本実施の形態に係る発電要素１０を示す断面図である。図４は、図１の発電要素１０のみを抜き出した図である。図４に示されるように、最下層に電池セル１００Ａを配置し、上方に向かって電池セル１００Ｂおよび１００Ｃを交互に積層する。このとき、電池セル１００Ｂは、図３Ｂに図示された向きとは上下反対にして積層する。これにより、発電要素１０が形成される。
　なお、発電要素１０を形成する方法は、これに限定されない。例えば、電池セル１００Ａを最上層に配置してもよい。あるいは、電池セル１００Ａを最上層および最下層のいずれとも異なる位置に配置してもよい。また、複数の電池セル１００Ａを用いてもよい。また、１枚の集電体に対して両面塗工を行うことにより、集電体を共有する２つの電池セル１００のユニットを構成してもよい。製造方法の具体例については、後で説明する。
　以上のように、本実施の形態に係る発電要素１０では、全ての電池セル１００が並列接続されており、直列接続された電池セルが含まれていない。このため、電池１の充放電時に、電池セル１００の容量ばらつきなどに起因する充放電状態の不均一が発生しにくくなる。このため、複数の電池セル１００の一部が過充電または過放電になるおそれを大幅に小さくすることができ、電池１の信頼性を高めることができる。
　［２．絶縁層］
　次に、電極絶縁層２１および対極絶縁層２２について説明する。
　電極絶縁層２１は、第一絶縁部材の一例であり、図１に示されるように、側面１１において電極層１１０を覆っている。具体的には、電極絶縁層２１は、側面１１において電極集電体１１１および電極活物質層１１２を完全に覆っている。
　図５は、本実施の形態に係る発電要素１０の側面１１と側面１１に設けられた電極絶縁層２１および対極端子３１との位置関係を示す側面図である。図５には、発電要素１０の円柱側面のｘ軸負側の半分が模式的に図示されている。なお、図５では、側面１１に表れる各層の端面に対して、図１の断面に示される各層の網掛けと同じ網掛けを付している。これは、後述する図６についても同様である。
　図５の（ａ）は、発電要素１０の側面図であり、側面１１を正面から見た平面図である。図５の（ｂ）は、図５の（ａ）の側面１１と側面１１に設けられた電極絶縁層２１とを示している。つまり、図５の（ｂ）は、対極端子３１を透視して図１の電池１をｘ軸の負側から見たときの側面図である。なお、図５の（ｃ）は、ｘ軸負側の電池１の側面図であり、外側対極集電体４１、外側電極集電体４２および絶縁層５０の図示は省略されている。
　図５の（ｂ）に示されるように、電極絶縁層２１は、側面１１において、複数の電池セル１００の各々の電極層１１０を覆っている。電極絶縁層２１は、複数の電池セル１００の各々の対極層１２０の少なくとも一部を覆っていない。このため、電極絶縁層２１は、側面１１の平面視において、ストライプ形状を有する。
　このとき、電極絶縁層２１は、隣り合う２つの電池セル１００の電極層１１０を連続的に覆っている。具体的には、電極絶縁層２１は、隣り合う２つの電池セル１００の一方の対極層１２０の一部から、隣り合う２つの電池セル１００の他方の対極層１２０の一部までを連続的に覆っている。
　このように、電極絶縁層２１は、側面１１において、対極層１２０の一部と固体電解質層１３０とを覆っている。具体的には、側面１１を平面視した場合に、電極絶縁層２１の輪郭は、対極層１２０の対極活物質層１２２に重なっている。これにより、電極絶縁層２１の製造ばらつきによって幅（ｚ軸方向の長さ）が変動したとしても、電極層１１０を露出させるおそれが低くなる。このため、電極絶縁層２１を覆うように形成される対極端子３１を介して電極層１１０と対極層１２０とが短絡するのを抑制することができる。また、粉体状の材料で形成されている対極活物質層１２２の端面は、非常に微細な凹凸が存在する。このため、電極絶縁層２１が当該凹凸に入り込むことで、電極絶縁層２１の密着強度が向上し、絶縁信頼性が向上する。なお、電極絶縁層２１は、対極活物質層１２２の全てを覆っていてもよい。つまり、電極絶縁層２１の輪郭は、対極活物質層１２２と対極集電体１２１との境界に重なっていてもよい。
　図５の（ｂ）に示されるように、電極絶縁層２１は、ストライプ形状の部分のｙ軸方向における両端部において、ｚ軸方向に沿って延びるように設けられている。つまり、電極絶縁層２１の形状は、側面１１の平面視において、はしご形状である。
　対極絶縁層２２は、第二絶縁部材の一例であり、図１に示されるように、側面１２において対極層１２０を覆っている。具体的には、対極絶縁層２２は、側面１２において対極集電体１２１および対極活物質層１２２を完全に覆っている。
　図６は、本実施の形態に係る発電要素１０の側面１２と側面１２に設けられた対極絶縁層２２との位置関係を示す側面図である。図６には、発電要素１０の円柱側面のｘ軸正側の半分が模式的に図示されている。図６の（ａ）は、発電要素１０の側面図であり、側面１２を正面から見た平面図である。図６の（ｂ）は、図６の（ａ）の側面１２と側面１２に設けられた対極絶縁層２２とを示している。つまり、図６の（ｂ）は、電極端子３２を透視して図１の電池１をｘ軸の正側から見たときの側面図である。なお、図６の（ｃ）は、ｘ軸正側の電池１の側面図であり、外側対極集電体４１、外側電極集電体４２および絶縁層５０の図示は省略されている。
　図６の（ｂ）に示されるように、対極絶縁層２２は、側面１２において、複数の電池セル１００の各々の対極層１２０を覆っている。対極絶縁層２２は、複数の電池セル１００の各々の電極層１１０の少なくとも一部を覆っていない。このため、対極絶縁層２２は、側面１２の平面視において、ストライプ形状を有する。
　このとき、対極絶縁層２２は、隣り合う２つの電池セル１００の対極層１２０を連続的に覆っている。具体的には、対極絶縁層２２は、隣り合う２つの電池セル１００の一方の電極層１１０の一部から、隣り合う２つの電池セル１００の他方の電極層１１０一部までを連続的に覆っている。
　このように、対極絶縁層２２は、側面１２において、電極層１１０の一部と固体電解質層１３０とを覆っている。具体的には、側面１２を平面視した場合に、対極絶縁層２２の輪郭は、電極層１１０の電極活物質層１１２に重なっている。これにより、対極絶縁層２２の製造ばらつきによって幅（ｚ軸方向の長さ）が変動したとしても、対極層１２０を露出させるおそれが低くなる。このため、対極絶縁層２２を覆うように形成される電極端子３２を介して対極層１２０と電極層１１０とが短絡するのを抑制することができる。また、粉体状の材料で形成されている電極活物質層１１２の端面は、非常に微細な凹凸が存在する。このため、対極絶縁層２２が当該凹凸に入り込むことで、対極絶縁層２２の密着強度が向上し、絶縁信頼性が向上する。なお、対極絶縁層２２は、電極活物質層１１２の全てを覆っていてもよい。つまり、対極絶縁層２２の輪郭は、電極活物質層１１２と電極集電体１１１との境界に重なっていてもよい。
　図６の（ｂ）に示されるように、対極絶縁層２２は、ストライプ形状の部分のｙ軸方向における両端部において、ｚ軸方向に沿って延びるように設けられている。つまり、対極絶縁層２２の形状は、側面１２の平面視において、はしご形状である。
　電極絶縁層２１および対極絶縁層２２はそれぞれ、電気的に絶縁性を有する絶縁材料を用いて形成されている。例えば、電極絶縁層２１および対極絶縁層２２はそれぞれ、樹脂を含む。樹脂は、例えばエポキシ系の樹脂であるが、これに限定されない。なお、絶縁材料として無機材料が用いられてもよい。使用可能な絶縁材料としては、柔軟性、ガスバリア性、耐衝撃性、耐熱性などの様々な特性を基に選定される。電極絶縁層２１および対極絶縁層２２は、互いに同じ材料を用いて形成される。つまり、電極絶縁層２１および対極絶縁層２２は、一体的に形成されており、区別できなくてもよい。なお、電極絶縁層２１および対極絶縁層２２は、異なる材料を用いて形成されてもよい。
　［３．端子］
　次に、対極端子３１および電極端子３２について説明する。
　対極端子３１は、第一端子電極の一例であり、図１に示されるように、側面１１および電極絶縁層２１を覆い、対極層１２０と電気的に接続されている。具体的には、対極端子３１は、電極絶縁層２１と、側面１１のうち電極絶縁層２１に覆われていない部分とを覆っている。
　側面１１のうち電極絶縁層２１に覆われていない部分には、図５の（ｂ）に示されるように、対極集電体１２１の端面と、対極活物質層１２２の端面の一部とが露出している。このため、対極端子３１は、対極集電体１２１および対極活物質層１２２の各々の端面に接触し、対極層１２０と電気的に接続される。対極端子３１が対極活物質層１２２の端面の凹凸に入り込むことで、対極端子３１の密着強度が向上し、電気的な接続の信頼性が向上する。
　対極端子３１は、複数の電池セル１００の各々の対極層１２０と電気的に接続されている。つまり、対極端子３１は、各電池セル１００を電気的に並列接続する機能の一部を担っている。図１に示されるように、対極端子３１は、積層方向において側面１１のほぼ全体を一括して覆っている。また、図２に示されるように、平面視では、対極端子３１は、発電要素１０の円柱側面の４分の１程度を覆っている。なお、対極端子３１の大きさは、電極端子３２に接触しないのであれば、特に限定されない。本実施の形態では、対極層１２０が正極であるので、対極端子３１は、電池１の正極取り出し電極として機能する。
　電極端子３２は、第二端子電極の一例であり、図１に示されるように、側面１２および対極絶縁層２２を覆い、電極層１１０と電気的に接続されている。具体的には、電極端子３２は、対極絶縁層２２と、側面１２のうち対極絶縁層２２に覆われていない部分とを覆っている。
　側面１２のうち対極絶縁層２２に覆われていない部分には、図６の（ｂ）に示されるように、電極集電体１１１の端面と、電極活物質層１１２の端面の一部とが露出している。このため、電極端子３２は、電極集電体１１１および電極活物質層１１２の各々の端面に接触し、電極層１１０と電気的に接続される。電極端子３２が電極活物質層１１２の端面の凹凸に入り込むことで、電極端子３２の密着強度が向上し、電気的な接続の信頼性が向上する。
　電極端子３２は、複数の電池セル１００の各々の電極層１１０と電気的に接続されている。つまり、電極端子３２は、各電池セル１００を電気的に並列接続する機能の一部を担っている。図１に示されるように、電極端子３２は、積層方向において側面１２のほぼ全体を一括して覆っている。また、図２に示されるように、平面視では、電極端子３２は、発電要素１０の円柱側面の４分の１程度を覆っている。なお、電極端子３２の大きさは、対極端子３１に接触しないのであれば、特に限定されない。本実施の形態では、電極層１１０が負極であるので、電極端子３２は、電池１の負極取り出し電極として機能する。
　対極端子３１および電極端子３２は、導電性を有する樹脂材料などを用いて形成されている。あるいは、対極端子３１および電極端子３２は、半田などの金属材料を用いて形成されていてもよい。使用可能な導電性の材料としては、柔軟性、ガスバリア性、耐衝撃性、耐熱性、半田濡れ性などの様々な特性を基に選定される。対極端子３１および電極端子３２は、互いに同じ材料を用いて形成されるが、異なる材料を用いて形成されてもよい。
　以上のように、対極端子３１および電極端子３２はそれぞれ、電池１の正極取り出し電極または負極取り出し電極としても機能するだけでなく、複数の電池セル１００の並列接続の機能を担う。図１に示されるように、対極端子３１および電極端子３２はそれぞれ、発電要素１０の側面１１および１２を密着して覆うように形成されるので、これらの体積を小さくすることができる。つまり、従来用いられていた集電用のタブ電極に比べて、端子電極の体積が小さくなるので、電池１の体積あたりのエネルギー密度を向上させることができる。
　［４．外側集電体］
　次に、外側対極集電体４１および外側電極集電体４２について説明する。
　外側対極集電体４１は、発電要素１０の主面１５に配置されている。図１に示されるように、外側対極集電体４１は、主面１５の上方に配置された平板部４１ａと、主面１５から外方に延設された延設部４１ｂと、を有する。なお、「外方」とは、平面視において、発電要素１０の中心から離れる方向である。
　平板部４１ａは、主面１５の平面視において、主面１５と重なる部分である。延設部４１ｂは、第一延設部の一例であり、平面視において、主面１５には重ならない部分である。延設部４１ｂは、平板部４１ａと一体的に構成されている。
　延設部４１ｂは、平板部４１ａに対して屈曲しており、対極端子３１に接触している。これにより、対極端子３１と外側対極集電体４１とが電気的に接続される。つまり、外側対極集電体４１は、対極端子３１を介して複数の電池セル１００の各々の対極層１２０と電気的に接続されている。
　本実施の形態では、発電要素１０の主面１５は、電極集電体１１１の主面である。このため、外側対極集電体４１の平板部４１ａと主面１５との間には絶縁層５０が設けられている。これにより、外側対極集電体４１と電極層１１０との短絡の発生を抑制することができる。
　図２に示されるように、平板部４１ａの平面視形状は、円形であり、発電要素１０の略全体を覆っている。延設部４１ｂは、平板部４１ａの外周の一部から突出した舌片状の部分であり、対極端子３１側に屈曲されて対極端子３１に接触している。
　外側電極集電体４２は、外側対極集電体４１と同様の構成を有する。具体的には、外側電極集電体４２は、発電要素１０の主面１６に配置されている。図１に示されるように、外側電極集電体４２は、主面１６の下方に配置された平板部４２ａと、主面１６から外方に延設された延設部４２ｂと、を有する。
　平板部４２ａは、主面１６の平面視において、主面１６と重なる部分である。延設部４２ｂは、第二延設部の一例であり、平面視において、主面１６には重ならない部分である。延設部４２ｂは、平板部４２ａと一体的に構成されている。
　延設部４２ｂは、平板部４２ａに対して屈曲しており、電極端子３２に接触している。これにより、電極端子３２と外側電極集電体４２とが電気的に接続される。つまり、外側電極集電体４２は、電極端子３２を介して複数の電池セル１００の各々の電極層１１０と電気的に接続されている。
　本実施の形態では、発電要素１０の主面１６は、電極集電体１１１の主面である。このため、外側電極集電体４２の平板部４２ａと主面１６とは直接接触している。これにより、接触面積が大きくなるので、接続抵抗が小さくなり、電池１の大電流特性を高めることができる。
　平板部４２ａの平面視形状は、円形であり、発電要素１０の略全体を覆っている。延設部４２ｂは、平板部４２ａの外周の一部から突出した舌片状の部分であり、電極端子３２側に屈曲されて電極端子３２に接触している。図２に示されるように、延設部４２ｂは、平面視において、延設部４１ｂと延設部４２ｂとを結ぶ線上に、発電要素１０の中心が位置するように配置されている。延設部４１ｂと延設部４２ｂとの距離を離すことができ、短絡の発生を抑制することができる。
　外側対極集電体４１および外側電極集電体４２はそれぞれ、板状または箔状の金属部材である。金属部材に含まれる金属としては、例えば、Ａｌ、Ｆｅ、ＳＵＳ、Ｎｉ、Ｃｕなどである。外側対極集電体４１および外側電極集電体４２は、同じ材料を用いて形成されていてもよく、異なる材料を用いて形成されていてもよい。
　［５．絶縁層］
　次に、絶縁層５０について説明する。
　絶縁層５０は、外側対極集電体４１と発電要素１０の主面１５との間に位置している。絶縁層５０は、外側対極集電体４１と、発電要素１０の主面１５を形成する電極集電体１１１との電気的な絶縁を確保するために設けられている。例えば、絶縁層５０は、主面１５の全体を覆っている。
　絶縁層５０は、例えば樹脂フィルムなどの公知の絶縁部材である。例えば、絶縁層５０は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）フィルム、ポリイミドフィルムなどである。絶縁層５０は、金属酸化物を含んでいてもよい。また、絶縁層５０の表面には、発電要素１０または外側対極集電体４１への密着性を向上させるための粘着層が設けられてもよい。粘着層は、例えばアクリル樹脂などを用いて形成される。
　［６．適用例］
　続いて、本実施の形態に係る電池１の適用例について説明する。電池１は、例えばコイン型電池またはラミネート型電池に適用される。
　［６－１．コイン型電池］
　図７は、本実施の形態に係る電池１を備えるコイン型電池２０１の断面図である。コイン型電池２０１は、ボタン電池とも称される。図７に示されるように、コイン型電池２０１は、電池１と、封口板２１１と、外装缶２１２と、ガスケット２２０と、を備える。
　電池１は、外装缶２１２の内部に収容され、封口板２１１によって蓋をされる。封口板２１１および外装缶２１２はそれぞれ、金属などの導電性材料を用いて形成されている。封口板２１１は、電池１の外側対極集電体４１接触している。外装缶２１２は、電池１の外側電極集電体４２に接触している。つまり、封口板２１１および外装缶２１２はそれぞれ、電池１の正極および負極として機能する。ガスケット２２０は、外装缶２１２と封口板２１１との電気的な接触を絶縁し、電池１を外装缶２１２内に封入する部材である。
　このように、本実施の形態によれば、複数の電池セル１００を含む電池１を備えるコイン型電池２０１が実現される。コイン型電池２０１の短絡リスクを抑えながら、高容量化および長期信頼性が実現される。
　［６－２．ラミネート型電池］
　図８は、本実施の形態に係る電池１を備えるラミネート型電池３０１の断面図である。図８に示されるように、ラミネート型電池３０１は、電池１と、対極外部端子３１１と、電極外部端子３１２と、外装体３２０と、を備える。
　電池１には、対極外部端子３１１および電極外部端子３１２が接続されている。電池１は、外装体３２０によって封止されている。
　対極外部端子３１１および電極外部端子３１２はそれぞれ、電池１の正極および負極の外部への取り出し電極である。対極外部端子３１１および電極外部端子３１２の各々は、一部が外装体３２０の外部に引き出されている。
　対極外部端子３１１は、外側対極集電体４１と接触している。これにより、対極外部端子３１１は、外側対極集電体４１および対極端子３１を介して、発電要素１０の複数の電池セル１００の対極層１２０に電気的に接続されている。
　電極外部端子３１２は、外側電極集電体４２と接触している。これにより、電極外部端子３１２は、外側電極集電体４２および電極端子３２を介して、発電要素１０の複数の電池セル１００の電極層１１０に電気的に接続されている。
　対極外部端子３１１および電極外部端子３１２はそれぞれ、板状または箔状の金属部材である。金属部材に含まれる金属としては、例えば、Ａｌ、Ｆｅ、ＳＵＳ、Ｎｉ、Ｃｕなどである。対極外部端子３１１および電極外部端子３１２は、同じ材料を用いて形成されていてもよく、異なる材料を用いて形成されていてもよい。
　外装体３２０は、２枚のラミネートフィルム３２１および３２２を含んでいる。２枚のラミネートフィルム３２１および３２２は、間に電池１を挟んで封止している。２枚のラミネートフィルム３２１および３２２はそれぞれ、公知のラミネートフィルム材料を用いることができる。なお、外装体３２０は、１枚のラミネートフィルムを折り曲げることによって形成されてもよい。
　このように、本実施の形態によれば、複数の電池セル１００を含む電池１を備えるラミネート型電池３０１が実現される。ラミネート型電池３０１の短絡リスクを抑えながら、高容量化および長期信頼性が実現される。
　また、外装体３２０は、金属缶、または、樹脂材料を用いて形成された箱体であってもよい。この場合、対極外部端子３１１および電極外部端子３１２はそれぞれ、棒状の金属材料であってもよい。
　なお、ラミネート型電池３０１では、発電要素１０の平面視形状は、円形でなくてもよい。例えば、発電要素１０の平面視形状は、矩形、正方形、六角形または八角形などの多角形であってもよく、楕円形であってもよい。
　［７．変形例］
　続いて、実施の形態の変形例について説明する。
　実施の形態では、複数の電池セル１００の全てが電気的に並列に接続されている例を示した。これに対して、本変形例では、複数の電池セル１００の一部が電気的に直列に接続されている。
　［７－１．変形例１］
　まず、変形例１に係る電池ついて説明する。
　図９は、変形例１に係る電池４０１の断面構成を示す断面図である。図９に示される電池４０１は、３直列２並列の接続関係を有する６つの電池セル１００を含む発電要素４１０を備える。ここで、「Ａ直列Ｂ並列」は、直列接続されたＡ個の電池セルからなる積層体をＢ個並列に接続することを意味する。すなわち、「３直列２並列」の発電要素４１０では、電池セル１００が３つずつ電気的に直列に接続されて２つの直列積層体４１１および４１２を構成している。２つの直列積層体４１１および４１２はそれぞれ、互いに並列に接続されている。なお、図１に示される発電要素１０は、「１直列６並列」の発電要素とみなすことができる。
　直列積層体４１１に含まれる３つの電池セル１００は、各々を構成する各層の並び順が互いに同じである。すなわち、直列積層体４１１に含まれる３つの電池セル１００のいずれにおいても、上方（ｚ軸の正方向）に向かって、対極集電体１２１、対極活物質層１２２、固体電解質層１３０、電極活物質層１１２および電極集電体１１１の順で各層が並んでいる。隣り合う２つの電池セル１００の電極集電体１１１と対極集電体１２１とが直接接触している。
　直列積層体４１２に含まれる３つの電池セル１００は、各々を構成する各層の並び順が互いに同じである。この並び順は、直列積層体４１１に含まれる電池セル１００内の層の並び順とは逆順である。すなわち、直列積層体４１２に含まれる３つの電池セル１００のいずれにおいても、上方（ｚ軸の正方向）に向かって、電極集電体１１１、電極活物質層１１２、固体電解質層１３０、対極活物質層１２２および対極集電体１２１の順で各層が並んでいる。隣り合う２つの電池セル１００の電極集電体１１１と対極集電体１２１とが直接接触している。なお、直列積層体４１１および４１２において、互いに接触する電極集電体１１１および対極集電体１２１は、１枚の集電体であってもよい。
　直列積層体４１１の最下層の対極集電体１２１と直列積層体４１２の最上層の対極集電体１２１とは、互いに共有されている。これにより、２つの直列積層体４１１および４１２の対極同士が電気的に接続される。
　本変形例では、電池４０１は、電極絶縁層４２１と、対極絶縁層４２２と、対極端子４３１と、電極端子４３２と、を備える。
　電極絶縁層４２１は、側面１１において、電極層１１０を覆っている。具体的には、電極絶縁層４２１は、２つの直列積層体４１１および４１２で共有される中央の対極集電体１２１、および、当該中央の対極集電体１２１の両面に位置する対極活物質層１２２の一部を除いたその他の部分を覆っている。具体的には、電極絶縁層４２１は、直列積層体４１１の最上層から、中央の対極集電体１２１の上面側の対極活物質層１２２の一部までを連続的に覆っている。さらに、電極絶縁層４２１は、直列積層体４１２の最下層から、中央の対極集電体１２１の下面側の対極活物質層１２２の一部までを連続的に覆っている。
　本変形例では、対極端子４３１は、電極絶縁層４２１と、側面１１のうち、電極絶縁層４２１に覆われていない部分とを覆っている。具体的には、対極端子４３１は、中央の対極集電体１２１に接触し、電気的に接続されている。これにより、対極端子４３１と電極層１１０とが短絡するのを抑制しながら、対極集電体１２１への電気的な接続を確保することができる。
　対極絶縁層４２２は、側面１２において、対極層１２０を覆っている。具体的には、対極絶縁層４２２は、直列積層体４１１の最上層に位置する電極層１１０の少なくとも一部、および、直列積層体４１２の最下層に位置する電極層１１０の少なくとも一部を除いたその他の部分を覆っている。具体的には、対極絶縁層４２２は、直列積層体４１１の最上層に位置する電極層１１０の電極活物質層１１２の一部から、直列積層体４１２の最下層位置する電極層１１０の電極活物質層１１２の一部までを連続的に覆っている。対極絶縁層４２２は、最上層および最下層の各々の電極集電体１１１を覆っていない。
　本変形例では、電極端子４３２は、対極絶縁層４２２と、側面１２のうち、対極絶縁層４２２に覆われていない部分とを覆っている。具体的には、電極端子４３２は、最上層および最下層の各々の電極集電体１１１に接触し、電気的に接続されている。これにより、電極端子４３２と対極層１２０とが短絡するのを抑制しながら、電極集電体１１１への電気的な接続を確保することができる。
　以上のように、直列に接続された電池セル１００を含む電池４０１においても、発電要素４１０の側面を利用した電極取り出しおよび電気的な接続を行うことができる。実施の形態に係る電池１と同様に、絶縁層の密着強度を高めることができ、電池４０１の信頼性を高めることができる。
　［７－２．変形例２］
　まず、変形例２に係る電池ついて説明する。
　図１０は、変形例２に係る電池５０１の断面構成を示す断面図である。図１０に示される電池５０１は、２並列３直列の接続関係を有する６つの電池セル１００を含む発電要素５１０を備える。ここで、「Ａ並列Ｂ直列」は、並列接続されたＡ個の電池セルからなる積層体をＢ個直列に接続することを意味する。すなわち、「２並列３直列」の発電要素５１０では、電池セル１００が２つずつ電気的に並列に接続されて３つの並列積層体５１１、５１２および５１３を構成している。３つの並列積層体５１１、５１２および５１３はそれぞれ、互いに直列に接続されている。
　並列積層体５１１に含まれる２つの電池セル１００は、各々を構成する各層の並び順が互いに逆順である。２つの電池セル１００は、積層方向における中央で対極集電体１２１を共有している。並列積層体５１２および５１３も、並列積層体５１１と同様の構成を有する。
　本変形例では、電池５０１は、電極絶縁層５２１と、対極絶縁層５２２と、対極端子５３１ａおよび５３１ｂと、電極端子５３２ａおよび５３２ｂと、絶縁層５５１および５５２と、を備える。
　電極絶縁層５２１は、側面１１において、電極層１１０を覆っている。電極絶縁層５２１は、実施の形態に係る電極絶縁層２１と同様に、側面１１において、複数の電極層１１０の全ておよび複数の固体電解質層１３０の全てを覆っている。電極絶縁層５２１は、複数の対極層１２０の各々の対極集電体１２１と対極活物質層１２２の一部とを露出させている。なお、電極絶縁層５２１は、側面１１において絶縁層５５１および５５２の一部も覆っているが、これに限定されない。
　対極絶縁層５２２は、側面１２において、対極層１２０を覆っている。対極絶縁層５２２は、実施の形態に係る対極絶縁層５２２と同様に、複数の対極層１２０の全ておよび複数の固体電解質層１３０の全てを覆っている。対極絶縁層５２２は、複数の電極層１１０の各々の電極集電体１１１と電極活物質層１１２の一部とを露出させている。なお、対極絶縁層５２２は、側面１２において絶縁層５５１および５５２の一部も覆っているが、これに限定されない。
　対極端子５３１ａおよび５３１ｂはそれぞれ、電極絶縁層５２１と、側面１１のうち、電極絶縁層５２１に覆われていない部分とを覆っている。具体的には、対極端子５３１ａは、並列積層体５１１の対極集電体１２１に接触し、電気的に接続されている。対極端子５３１ｂは、並列積層体５１２および５１３の各々の対極集電体１２１に接触し、電気的に接続されている。対極端子５３１ａと対極端子５３１ｂとは、互いに接触しておらず、電気的に絶縁されている。外側対極集電体４１は、対極端子５３１ａに接続され、対極端子５３１ｂには接続されていない。これにより、対極端子５３１ａおよび５３１ｂと電極層１１０とが短絡するのを抑制しながら、各並列積層体の直列接続を行うことができる。
　電極端子５３２ａおよび５３２ｂはそれぞれ、対極絶縁層５２２と、側面１２のうち、対極絶縁層５２２に覆われていない部分とを覆っている。具体的には、電極端子５３２ａは、並列積層体５１１および５１２の各々の電極集電体１１１に接触し、電気的に接続されている。電極端子５３２ｂは、並列積層体５１３の電極集電体１１１に接触し、電気的に接続されている。電極端子５３２ａと電極端子５３２ｂとは、互いに接触しておらず、電気的に絶縁されている。外側電極集電体４２は、電極端子５３２ｂに接続され、電極端子５３２ａには接続されていない。これにより、電極端子５３２ａおよび５３２ｂと対極層１２０とが短絡するのを抑制しながら、各並列積層体の直列接続を行うことができる。
　絶縁層５５１および５５２はそれぞれ、隣り合う２つの並列積層体の間に配置されている。絶縁層５５１および５５２は、並列積層体間の電気的な接続が電極端子および対極端子を介して行われるように、並列積層体同士が接触しないように設けられている。絶縁層５５１および５５２は、例えば、絶縁層５０と同じ材料を用いて形成される。あるいは、アクリル樹脂などの粘着性の樹脂材料を用いて形成されてもよい。
　以上のように、直列に接続された電池セル１００を含む電池５０１においても、発電要素５１０の側面を利用した電極取り出しおよび電気的な接続を行うことができる。実施の形態に係る電池１と同様に、絶縁層の密着強度を高めることができ、電池５０１の信頼性を高めることができる。
　［８．製造方法］
　続いて、実施の形態および変形例に係る電池の製造方法について、図１１Ａから図１１Ｈを用いて説明する。図１１Ａ～図１１Ｈはそれぞれ、実施の形態または変形例に係る電池の製造方法の一工程を示す断面図である。
　まず、対極材料を溶媒と共に練り込んだペースト状の塗料を準備する。この塗料を対極集電体１２１の両面に塗工する。対極材料は、対極活物質層１２２を構成する材料である。これにより、図１１Ａに示されるように、対極集電体１２１を共有する２つの対極層１２０が形成される。なお、電極集電体１１１を共有する構成の場合は、電極集電体１１１および電極材料を用いて同様の手法により形成することができる。ここで、電極材料は、電極活物質層１１２を構成する材料である。
　次に、塗工された塗料を覆うように固体電解質材料を対極活物質層１２２の主面に塗工し、乾燥する。固体電解質材料は、固体電解質層１３０を構成する材料である。これにより、図１１Ｂに示されるように、固体電解質層１３０が形成される。
　次に、電極材料を溶媒と共に練り込んだペースト状の塗料を準備する。この塗料を固体電解質層１３０の主面に塗工する。これにより、図１１Ｃに示されるように、電極活物質層１１２が形成される。なお、対極材料、電極材料および固体電解質材料はそれぞれ、溶剤を含まない材料で準備されてもよい。
　電極活物質層１１２、対極活物質層１２２および固体電解質層１３０の形成のための塗工方法は、例えばスクリーン印刷法、ダイコート法、スプレー法、グラビア印刷法などが用いられるが、これらに限定されるものではない。
　次に、電極集電体１１１を一方の電極活物質層１１２上に貼り合わせるように積層する。これにより、図１１Ｄに示されるように、積層ユニット６１０が得られる。
　次に、積層ユニット６１０を３つ、電極活物質層１１２と電極集電体１１１とが接するように積層する。さらに、電極活物質層１１２上に電極集電体１１１を接するように積層する。これにより、図１１Ｅに示されるように、中間積層体６２０が得られる。
　次に、中間積層体６２０を所望の電池サイズになるように端部を切断処理する。これにより、図１１Ｆに示されるように、複数の電池セル１００の積層体である発電要素１０が得られる。端部切断処理を行うことで電極活物質層１１２、対極活物質層１２２、固体電解質層１３０、電極集電体１１１、および対極集電体１２１は、平面視にて、突出部なく同じ面積を有することが可能となる。これにより、短絡のリスクを抑制し、信頼性を向上しつつ、電池容量を最大化することが可能となる。端部切断処理は、例えば、刃物、レーザーまたはジェットなどによって行われる。
　次に、図１１Ｇに示されるように、発電要素１０の側面１１および１２に電極絶縁層２１および対極絶縁層２２を形成する。絶縁層は、例えば、絶縁材料を塗工し、硬化させることによって形成される。具体的には、形成方法は、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、スプレー法、ディスペンサー法などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
　このとき、電極絶縁層２１の塗布端部は、対極活物質層１２２の端面にあることが重要である。粉体状の材料で形成されている対極活物質層１２２の端面は、非常に微細な凹凸が存在する。このため、電極絶縁層２１の密着強度が向上し、絶縁信頼性が向上するためである。
　同様に、対極絶縁層２２の塗布端部は、電極活物質層１１２の端面にあることが重要である。粉体状の材料で形成されている電極活物質層１１２の端面は、非常に微細な凹凸が存在する。このため、対極絶縁層２２の密着強度が向上し、絶縁信頼性が向上するためである。
　次に、図１１Ｈに示されるように、発電要素１０の側面に対極端子３１および電極端子３２をそれぞれ、電極絶縁層２１または対極絶縁層２２を被覆するように形成する。端子は、例えば、導電材料を塗工し、硬化させることによって形成される。具体的には、形成方法は、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、スプレー法、ディスペンサー法などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
　このとき、電極端子３２の発電要素１０に対する接触面の塗布端部は、電極活物質層１１２の端面にあることが重要である。粉体状の材料で形成されている電極活物質層１１２の端面は、非常に微細な凹凸が存在する。このため、電極端子３２の密着強度が向上し、特性の長期信頼性が向上するためである。
　同様に、対極端子３１の発電要素１０に対する接触面の塗布端部は、対極活物質層１２２の端面にあることが重要である。粉体状の材料で形成されている対極活物質層１２２の端面は、非常に微細な凹凸が存在する。このため、対極端子３１の密着強度が向上し、特性の長期信頼性が向上するためである。
　次に、絶縁層５０、外側対極集電体４１、外側電極集電体４２を積層することで、図１に示される電池１が得られる。
　以上の製造方法により、例えば、上述の電池１が製造されうる。
　なお、製造方法は、上述した例に限定されない。集電体の片面のみに塗工を行ってもよい。また、電池セル１００の積層順序を適宜調整することにより、図９または図１０に示される電池４０１または５０１を製造することが可能である。
　（他の実施の形態）
　以上、１つまた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、および、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の範囲内に含まれる。
　例えば、発電要素１０に含まれる電池セル１００の個数は、特に限定されない。また、少なくとも２つの電池セル１００が並列に接続されていれば、電池セル１００の接続関係における直列数および並列数は、特に限定されない。
　また、上記の実施の形態では、隣り合う２つの電極セルが集電体を共有する例を説明したが、集電体は共有されていなくてもよい。具体的には、図３Ａに示される電池セル１００Ａを複数個、隣り合わせて積層されてもよい。この場合、同極性の２枚の集電体が重ね合わされる。このとき、２枚の集電体は、直接接触して重ね合わされてもよく、導電性物質を介して、または、接着材料を介して重ね合わされてもよい。
　また、例えば、電極端子および対極端子の各々の最表面に対して、めっき、印刷、はんだ付けなどの方法によって、外部電極が形成されてもよい。電池が外部電極を備えることにより、電池の実装性を更に高めることができる。
　また、上記の実施の形態では、各電池が対極端子３１および電極端子３２の両方を備える例を示したが、一方のみを備えてもよい。つまり、電池の正極および負極の一方の電極取り出しは、タブ電極によって行われてもよい。
　また、例えば、延設部４１ｂおよび４２ｂは、平面視において、円形の主面１５の中心を基準に１８０度反対側の位置に設けられているが、これに限定されない。延設部４１ｂおよび４２ｂと主面１５の中心とがなす角度が９０度または９０度未満であってもよい。また、延設部４１ｂおよび４２ｂの少なくとも一方は、複数個設けられていてもよい。
　また、上記の各実施の形態は、請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
　本開示は、例えば、電子機器、電気器具装置および電気車両などの電池として利用することができる。
１、４０１、５０１　電池
１０、４１０、５１０　発電要素
１１、１２　側面
１５、１６　主面
２１、４２１、５２１　電極絶縁層
２２、４２２、５２２　対極絶縁層
３１、４３１、５３１ａ、５３１ｂ　対極端子
３２、４３２、５３２ａ、５３２ｂ　電極端子
４１　外側対極集電体
４１ａ、４２ａ　平板部
４１ｂ、４２ｂ　延設部
４２　外側電極集電体
５０、５５１、５５２　絶縁層
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ　電池セル
１１０、１１０Ｃ　電極層
１１１　電極集電体
１１２　電極活物質層
１２０、１２０Ｂ　対極層
１２１　対極集電体
１２２　対極活物質層
１３０　固体電解質層
２０１　コイン型電池
２１１　封口板
２１２　外装缶
２２０　ガスケット
３０１　ラミネート型電池
３１１　対極外部端子
３１２　電極外部端子
３２０　外装体
３２１、３２２　ラミネートフィルム
４１１、４１２　直列積層体
５１１、５１２、５１３　並列積層体
６１０　積層ユニット
６２０　中間積層体

Claims (16)

  1. 　電極層、対極層、および、前記電極層と前記対極層との間に位置する固体電解質層、をそれぞれが含む複数の電池セルを有し、前記複数の電池セルが積層された発電要素と、
    　前記発電要素の第一側面において、前記電極層を覆う第一絶縁部材と、
    　前記第一側面および前記第一絶縁部材を覆い、前記対極層と電気的に接続された第一端子電極と、
    を備え、
    　前記複数の電池セルの少なくとも一部は、並列接続され、
    　前記第一絶縁部材は、前記第一側面において、前記発電要素の積層方向に沿って前記電極層から前記対極層の一部までを覆う、
    　電池。
  2. 　前記対極層は、
    　　対極集電体と、
    　　前記対極集電体と前記固体電解質層との間に位置する対極活物質層と、を有し、
    　前記第一絶縁部材は、前記電極層から前記対極活物質層の少なくとも一部までを覆い、前記対極集電体を覆わない、
    　請求項１に記載の電池。
  3. 　前記対極集電体の厚みは、２０μｍ以下である、
    　請求項２に記載の電池。
  4. 　前記発電要素の第一主面に配置された外側対極集電体をさらに備え、
    　前記外側対極集電体は、前記第一主面から外方に延設された第一延設部を有し、
    　前記第一延設部は、前記第一端子電極に接続されている、
    　請求項１から３のいずれか１項に記載の電池。
  5. 　前記外側対極集電体と前記第一主面との間に位置する絶縁層をさらに備える、
    　請求項４に記載の電池。
  6. 　前記電極層、前記対極層および前記固体電解質層は、平面視において、各々の輪郭が一致している、
    　請求項１から５のいずれか一項に記載の電池。
  7. 　前記発電要素の第二側面において、前記対極層を覆う第二絶縁部材と、
    　前記第二側面および前記第二絶縁部材を覆い、前記電極層と電気的に接続された第二端子電極と、
    をさらに備え、
    　前記第二絶縁部材は、前記第二側面において、前記発電要素の積層方向に沿って前記対極層から前記電極層の一部までを覆う、
    　請求項１から６のいずれか一項に記載の電池。
  8. 　前記電極層は、
    　　電極集電体と、
    　　前記電極集電体と前記固体電解質層との間に位置する電極活物質層と、を有し、
    　前記第二絶縁部材は、前記対極層から前記電極活物質層の少なくとも一部までを覆い、前記電極集電体を覆わない、
    　請求項７に記載の電池。
  9. 　前記電極集電体の厚みは、２０μｍ以下である、
    　請求項８に記載の電池。
  10. 　前記発電要素の第二主面に配置された外側電極集電体をさらに備え、
    　前記外側電極集電体は、前記第二主面から外方に延設された第二延設部を有し、
    　前記第二延設部は、前記第二端子電極に接続されている、
    　請求項７から９のいずれか１項に記載の電池。
  11. 　前記発電要素の形状は、円柱形状であり、
    　前記第一側面および前記第二側面はそれぞれ、円柱側面の互いに異なる部分である、
    　請求項７から１０のいずれか一項に記載の電池。
  12. 　前記複数の電池セルの全ては、並列接続されている、
    　請求項１から１１のいずれか一項に記載の電池。
  13. 　前記複数の電池セルの一部は、直列接続されている、
    　請求項１から１１のいずれか一項に記載の電池。
  14. 　前記固体電解質層は、リチウムイオン伝導性を有する固体電解質を含む、
    　請求項１から１３のいずれか一項に記載の電池。
  15. 　前記電池は、コイン型電池を構成する、
    　請求項１から１４のいずれか一項に記載の電池。
  16. 　前記電池は、ラミネートフィルムで封止されている、
    　請求項１から１４のいずれか一項に記載の電池。
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