WO2023058295A1 - 電池および電池の製造方法 - Google Patents

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WO2023058295A1
WO2023058295A1 PCT/JP2022/027919 JP2022027919W WO2023058295A1 WO 2023058295 A1 WO2023058295 A1 WO 2023058295A1 JP 2022027919 W JP2022027919 W JP 2022027919W WO 2023058295 A1 WO2023058295 A1 WO 2023058295A1
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power generation
current collector
region
counter electrode
layer
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PCT/JP2022/027919
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和義 本田
浩一 平野
英一 古賀
一裕 森岡
覚 河瀬
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パナソニックIpマネジメント株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0561Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of inorganic materials only
    • H01M10/0562Solid materials
    • HELECTRICITY
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    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058Construction or manufacture
    • H01M10/0585Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • HELECTRICITY
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    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64Carriers or collectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/584Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present disclosure relates to a battery and a method of manufacturing a battery.
  • stacked batteries such as all-solid-state batteries in which electrodes and solid electrolyte layers are stacked are known.
  • Patent Document 1 discloses that a plurality of unit cells stacked so as to be electrically connected in series are electrically connected in parallel at the end faces.
  • Patent Document 2 discloses projecting current collectors in order to electrically connect a plurality of unit cells stacked so as to be electrically connected in series in parallel at the end faces.
  • the present disclosure provides a battery with improved energy density, large current characteristics, and reliability, and a method for manufacturing the battery.
  • a battery includes a power generation element having a structure in which a plurality of power generation layers and a plurality of current collectors are stacked, Each of the plurality of power generation layers has an electrode layer, a counter electrode layer, and a solid electrolyte layer positioned between the electrode layer and the counter electrode layer,
  • the plurality of current collectors includes a counter electrode current collector electrically connected to the counter electrode layer and an electrode current collector electrically connected to the electrode layer,
  • the plurality of power generation layers are laminated so as to be electrically connected in parallel, adjacent power generation layers are laminated via at least one current collector of the plurality of current collectors, and the power generation each power generation layer of the element is sandwiched between two adjacent current collectors of the plurality of current collectors;
  • a side surface of the power generation element includes: a first region in which each of the power generation layers is not receded from a current collector adjacent to each of the power generation layers among the plurality of current collectors; each of the power generation layers includes a second region in which a
  • a method for manufacturing a battery according to an aspect of the present disclosure includes a structure in which an electrode layer, a counter electrode layer, and an electrode layer having a solid electrolyte layer positioned between the electrode layer and the counter electrode layer, and a current collector are laminated.
  • the second step includes connecting the plurality of unit cells in parallel a step, wherein each power generation layer of the plurality of unit cells is not receded from a current collector adjacent to each power generation layer among the current collectors of the plurality of unit cells on the side surface of the power generation element; 1 region, and a second region in which each of the power generation layers recedes from the current collector adjacent to each of the power generation layers among the current collectors of the plurality of unit cells to form a recess.
  • an insulating member covering the electrode layer and an electrode current collector electrically connected to the electrode layer; covering the second region and the insulating member;
  • a conductive member is electrically connected to at least one major surface of the electrically connected counter electrode current collector.
  • the energy density, large current characteristics and reliability of the battery can be improved.
  • FIG. 1 is a side view of a battery according to Embodiment 1.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view of a battery according to Embodiment 1.
  • FIG. 2B is another cross-sectional view of the battery according to Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a top view of the battery according to Embodiment 1.
  • FIG. 4 is a side view of a battery according to Modification 1 of Embodiment 1.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view of a battery according to Modification 1 of Embodiment 1.
  • FIG. 5B is another cross-sectional view of the battery according to Modification 1 of Embodiment 1.
  • FIG. 6A is a cross-sectional view of a battery according to Modification 2 of Embodiment 1.
  • FIG. 6B is another cross-sectional view of the battery according to Modification 2 of Embodiment 1.
  • FIG. 7A is a cross-sectional view of a battery according to Modification 3 of Embodiment 1.
  • FIG. 7B is another cross-sectional view of the battery according to Modification 3 of Embodiment 1.
  • FIG. 8A is a cross-sectional view of a battery according to Modification 4 of Embodiment 1.
  • FIG. 8B is another cross-sectional view of the battery according to Modification 4 of Embodiment 1.
  • FIG. 9A is a cross-sectional view of a battery according to Modification 5 of Embodiment 1.
  • FIG. 9B is another cross-sectional view of the battery according to Modification 5 of Embodiment 1.
  • FIG. 9A is a cross-sectional view of a battery according to Modification 5 of Embodiment 1.
  • FIG. 10 is a side view of a battery according to Modification 6 of Embodiment 1.
  • FIG. 11 is a side view of a battery according to Modification 7 of Embodiment 1.
  • FIG. 12 is a side view of a battery according to Modification 8 of Embodiment 1.
  • FIG. 13 is a side view of a battery according to Modification 9 of Embodiment 1.
  • FIG. 14A is a cross-sectional view of a battery according to Modification 10 of Embodiment 1.
  • FIG. 14B is another cross-sectional view of the battery according to Modification 10 of Embodiment 1.
  • FIG. 15 is a side view of a battery according to Modification 11 of Embodiment 1.
  • FIG. 16A is a cross-sectional view of a battery according to Modification 12 of Embodiment 1.
  • FIG. 16B is another cross-sectional view of the battery according to Modification 12 of Embodiment 1.
  • FIG. 17A is a cross-sectional view of a battery according to Modification 13 of Embodiment 1.
  • FIG. 17B is another cross-sectional view of the battery according to Modification 13 of Embodiment 1.
  • FIG. 18A is a cross-sectional view of a battery according to Modification 14 of Embodiment 1.
  • FIG. 18B is another cross-sectional view of the battery according to Modification 14 of Embodiment 1.
  • FIG. 19A is a cross-sectional view of a battery according to Embodiment 2.
  • FIG. 19B is another cross-sectional view of the battery according to Embodiment 2.
  • FIG. 20A is a cross-sectional view of a battery according to Modification 1 of Embodiment 2.
  • FIG. 20B is another cross-sectional view of the battery according to Modification 1 of Embodiment 2.
  • FIG. 21 is a side view of a battery according to Modification 2 of Embodiment 2.
  • FIG. 22A is a cross-sectional view of a battery according to Modification 2 of Embodiment 2.
  • FIG. 22B is another cross-sectional view of the battery according to Modification 2 of Embodiment 2.
  • FIG. 23 is a side view of a battery according to Modification 3 of Embodiment 2.
  • FIG. 24A is a cross-sectional view of a battery according to Modification 4 of Embodiment 2.
  • FIG. 24B is another cross-sectional view of the battery according to Modification 4 of Embodiment 2.
  • FIG. FIG. 25 is a flow chart showing an example of a method for manufacturing a battery according to the embodiment or modification.
  • FIG. 26A is a cross-sectional view of an example of a unit cell according to an embodiment or modification; 26B is a cross-sectional view of another example of the unit cell according to the embodiment or modification;
  • FIG. 26C is a cross-sectional view of another example of the unit cell according to the embodiment or modification; FIG.
  • a battery according to an aspect of the present disclosure includes a power generation element having a structure in which a plurality of power generation layers and a plurality of current collectors are laminated, and each of the plurality of power generation layers includes an electrode layer, a counter electrode layer and the It has a solid electrolyte layer positioned between an electrode layer and the counter electrode layer, and the plurality of current collectors include a counter electrode current collector electrically connected to the counter electrode layer and and an electrode current collector to be connected, wherein the plurality of power generation layers are stacked so as to be electrically connected in parallel, and adjacent power generation layers include at least one current collector of the plurality of current collectors.
  • each power generation layer of the power generation element is sandwiched between two adjacent current collectors of the plurality of current collectors, and the side surface of the power generation element , a first region of the plurality of current collectors that is not receded from a current collector adjacent to each of the power generation layers; and each of the power generation layers adjacent to each of the power generation layers of the plurality of current collectors.
  • an insulating member covering the electrode layer and the electrode current collector in the second region; the second region and the electrode current collector; a conductive member covering the insulating member and electrically connected to at least one main surface of the counter electrode current collector.
  • a conductive member such as a terminal for extracting current can be connected in the recess to the main surface of the current collector on the recess side. Therefore, compared to the case where the terminal is connected to the side surface of the current collector, the connection area between the terminal and the current collector can be increased, and the resistance of the connection portion can be reduced, so that the large current characteristics of the battery can be improved. can be done.
  • the increased connection area between the terminal and the current collector increases the mechanical connection strength between the terminal and the current collector, thereby enhancing the reliability of the battery.
  • a conductive member such as a terminal for extracting current can be connected in the recess to the main surface of the current collector on the recess side. Therefore, compared to the case where the terminal is connected to the side surface of the current collector, the connection area between the terminal and the current collector can be increased, and the resistance of the connection portion can be reduced, so that the large current characteristics of the battery can be improved. can be done.
  • the increased connection area between the terminal and the current collector increases the mechanical connection strength between the terminal and the current collector, thereby enhancing the reliability of the battery.
  • the current collector protrudes from the side surface of the power generation layer.
  • the power generation layer does not recede in the first region
  • the current collector and the power generation layer are laminated at the tip of the current collector protruding in the second region. Normally, when the current collector protrudes, the protruding portion of the current collector moves in the stacking direction and is easily deformed. This makes it easier to maintain a constant interval between the current collectors. Therefore, it is possible to prevent the current collectors from contacting each other and short-circuiting each other, and from close discharge short-circuiting during the manufacturing process and during use of the battery, and the reliability of the battery can be improved.
  • the power generation layer recedes only in the second region of the first region and the second region on the side surface of the power generation element, the region where the power generation layer recedes can be reduced, and the energy density of the battery is increased. be able to.
  • the insulating member covers the electrode layer in the second region, it is possible to suppress the occurrence of a short circuit between the counter electrode layer and the electrode layer via the conductive member.
  • the plurality of power generation layers so as to be electrically connected in parallel, a large-capacity battery can be realized.
  • the same poles of each layer are electrically connected by a terminal connected to the current collector.
  • the first regions may be positioned so as to sandwich the second region from both sides in a direction perpendicular to the stacking direction of the power generation elements.
  • the current collector protruding in the second region is supported by the power generation layers in the first region on both sides, so that the current collector is likely to be in a taut state, and the interval between the current collectors in the second region is increased. easier to maintain.
  • the recesses formed by retreating the power generation layers may be arranged along the stacking direction of the power generation elements.
  • the recesses in the second region can be formed by collectively processing them, making it easier to form the second region.
  • the maximum depth of the recess may be greater than the width of the recess in the stacking direction of the power generating elements.
  • the connection area between the terminal and the current collector can be increased, and the large current characteristics of the battery can be improved.
  • the second regions may be separated by the first regions.
  • the width of each of the separated second regions becomes smaller, so that the current collectors protruding in the second regions are more difficult to move, and the intervals between the current collectors are more likely to be kept constant.
  • the length of the second region in the direction perpendicular to the stacking direction of the power generating elements may be longer than the length of the first region in the direction perpendicular to the stacking direction of the power generating elements. good.
  • the connection area between the current collector and the terminal can be increased, so the large current characteristics of the battery can be improved.
  • the conductive member may cover both main surfaces of the current collector adjacent to the recess.
  • connection area between the conductive member and the current collector can be increased, so that the large-current characteristics of the battery can be improved, and the mechanical connection strength between the terminal and the current collector can be increased to improve the reliability of the battery. can.
  • the second region may further include an insulating member that covers each of the power generation layers.
  • the side surface of the power generation layer in the second region is covered with the insulating member, it is possible to suppress the collapse of the material and the occurrence of a short circuit on the side surface of each layer of the power generation layer.
  • the counter electrode layer may recede from the electrode layer.
  • the counter electrode layer can be retracted to form a concave portion while the electrode layer is protected by the insulating member, so that the manufacturing process can be simplified.
  • the insulating member may further cover at least part of the solid electrolyte layer in the second region.
  • the insulating member so as to partially cover the solid electrolyte layer, even if there is variation in the size of the insulating member, the electrode layer is prevented from being exposed without being covered by the insulating member. be able to. Further, since the solid electrolyte layer is generally made of a powdery material, its side surfaces have very fine irregularities. Therefore, the adhesion strength of the insulating member is improved, and the insulation reliability is improved.
  • the insulating member may further cover the first region.
  • the first region is also covered with the insulating member, it is possible to suppress the collapse of the material and the occurrence of a short circuit on the side surface of each layer of the power generation layer also in the first region.
  • a method for manufacturing a battery according to an aspect of the present disclosure includes a structure in which an electrode layer, a counter electrode layer, an electrode layer having a solid electrolyte layer positioned between the electrode layer and the counter electrode layer, and a current collector are laminated. and a second step of forming a power generation element by stacking the plurality of unit cells, wherein the second step includes parallelizing the plurality of unit cells
  • each power generation layer of the plurality of unit cells is receded from a current collector adjacent to each power generation layer among the current collectors of the plurality of unit cells on the side surface of the power generation element.
  • each of the power generation layers is recessed by retreating more than the current collector adjacent to each of the power generation layers among the current collectors of the plurality of unit cells;
  • an insulating member covering the electrode layer and an electrode current collector electrically connected to the electrode layer; covering the second region and the insulating member; and forming the counter electrode
  • a conductive member is electrically connected to at least one major surface of the counter current collector that is electrically connected to the layer.
  • a conductive member such as a terminal for extracting current can be connected in the recess to the main surface of the current collector on the recess side. Therefore, compared to the case where the terminal is connected to the side surface of the current collector, the connection area between the terminal and the current collector can be increased, and the resistance of the connection part can be reduced. can increase In addition, the increased connection area between the terminal and the current collector increases the mechanical connection strength between the terminal and the current collector, thereby enhancing the reliability of the manufactured battery.
  • the current collector protrudes from the side surface of the power generation layer.
  • the current collector and the power generation layer are stacked at the position of the tip of the current collector that protrudes in the second region. .
  • the protruding portion of the current collector moves in the stacking direction and is easily deformed. This makes it easier to maintain a constant interval between the current collectors. Therefore, during the manufacturing process of the battery and the use of the manufactured battery, the current collectors are prevented from contacting each other and short-circuiting, and close discharge short-circuiting is suppressed, and the reliability of the manufactured battery is improved. be able to.
  • the power generation layer recedes only in the second region of the first region and the second region on the side surface of the power generation element, the region where the power generation layer recedes can be reduced, and the energy of the manufactured battery can be reduced. Density can be increased.
  • the insulating member covers the electrode layer in the second region, it is possible to suppress the occurrence of a short circuit between the counter electrode layer and the electrode layer via the conductive member.
  • the plurality of power generation layers so as to be electrically connected in parallel, a large-capacity battery can be realized.
  • the same poles of each layer are electrically connected by a terminal connected to the current collector.
  • the recess may be formed so that the first region sandwiches the second region from both sides in a direction perpendicular to the stacking direction of the power generating elements.
  • the protruding current collector in the formed second region is supported by the power generation layers in the first regions on both sides, so that the current collector is likely to be in a taut state, and the current collector in the second region Intervals are easier to maintain.
  • the concave portions may be formed by partial cutting, polishing, sandblasting, brushing, etching, laser irradiation, or plasma irradiation of each of the power generation layers.
  • a battery according to another aspect of the present disclosure includes a power generation element having a structure in which a plurality of power generation layers and a plurality of current collectors are laminated, and each of the plurality of power generation layers includes an electrode layer, a counter electrode layer and a solid electrolyte layer positioned between the electrode layer and the counter electrode layer, wherein adjacent power generation layers among the plurality of power generation layers are at least one collector among the plurality of current collectors; Each power generation layer of the power generation element is sandwiched between adjacent current collectors of the plurality of current collectors, and the side surface of the power generation element is such that each of the power generation layers a first region not recessed from a current collector adjacent to each of the power generation layers among the plurality of current collectors; and each of the power generation layers adjacent to each of the power generation layers among the plurality of current collectors. and a second region in which recesses are formed by retreating from the current collector.
  • a conductive member such as a terminal for extracting current can be connected in the recess to the main surface of the current collector on the recess side. Therefore, compared to the case where the terminal is connected to the side surface of the current collector, the connection area between the terminal and the current collector can be increased, and the resistance of the connection portion can be reduced, so that the large current characteristics of the battery can be improved. can be done.
  • the increased connection area between the terminal and the current collector increases the mechanical connection strength between the terminal and the current collector, thereby enhancing the reliability of the battery.
  • the current collector protrudes from the side surface of the power generation layer.
  • the power generation layer does not recede in the first region
  • the current collector and the power generation layer are laminated at the tip of the current collector protruding in the second region. Normally, when the current collector protrudes, the protruding portion of the current collector moves in the stacking direction and is easily deformed. This makes it easier to maintain a constant interval between the current collectors. Therefore, it is possible to prevent the current collectors from contacting each other and short-circuiting each other, and from close discharge short-circuiting during the manufacturing process and during use of the battery, and the reliability of the battery can be improved.
  • the power generation layer recedes only in the second region of the first region and the second region on the side surface of the power generation element, the region where the power generation layer recedes can be reduced, and the energy density of the battery is increased. be able to.
  • the first regions may be positioned so as to sandwich the second region from both sides in a direction perpendicular to the stacking direction of the power generation elements.
  • the current collector protruding in the second region is supported by the power generation layers in the first region on both sides, so that the current collector is likely to be in a taut state, and the interval between the current collectors in the second region is increased. easier to maintain.
  • the recesses formed by retreating the power generation layers may be arranged along the stacking direction of the power generation elements.
  • the recesses in the second region can be formed by collectively processing them, making it easier to form the second region.
  • the maximum depth of the recess may be greater than the width of the recess in the stacking direction of the power generating elements.
  • the connection area between the terminal and the current collector can be increased, and the large current characteristics of the battery can be improved.
  • the second regions may be separated by the first regions.
  • the width of each of the separated second regions becomes smaller, so that the current collectors protruding in the second regions are more difficult to move, and the intervals between the current collectors are more likely to be kept constant.
  • the length of the second region in the direction perpendicular to the stacking direction of the power generating elements may be longer than the length of the first region in the direction perpendicular to the stacking direction of the power generating elements. good.
  • the connection area between the current collector and the terminal can be increased, so the large current characteristics of the battery can be improved.
  • the plurality of power generation layers may be laminated so as to be electrically connected in parallel.
  • the same poles of each layer are electrically connected by a terminal connected to the current collector.
  • the plurality of power generation layers may be laminated so as to be electrically connected in series.
  • the voltage of each power generation layer can be individually monitored by terminals connected to the current collector.
  • the battery may further include a conductive member electrically connected to at least one main surface of a current collector adjacent to the recess among the plurality of current collectors in the second region. good.
  • a conductive member having an increased connection area with the current collector can be used as a terminal or the like by being electrically connected to the main surface of the current collector.
  • the conductive member may cover both main surfaces of the current collector adjacent to the recess.
  • connection area between the conductive member and the current collector can be increased, so that the large-current characteristics of the battery can be improved, and the mechanical connection strength between the terminal and the current collector can be increased to improve the reliability of the battery. can.
  • the battery may further include an insulating member that covers each of the power generation layers in the second region.
  • the side surface of the power generation layer in the second region is covered with the insulating member, it is possible to suppress the collapse of the material and the occurrence of a short circuit on the side surface of each layer of the power generation layer.
  • the plurality of current collectors includes a counter electrode current collector electrically connected to the counter electrode layer and an electrode current collector electrically connected to the electrode layer, and the battery In the second region, an insulating member covering the electrode layer and the electrode current collector, and an insulating member covering the second region and the insulating member and electrically connected to at least one main surface of the counter electrode current collector A conductive member may further be provided.
  • the insulating member covers the electrode layer in the second region, so it is possible to suppress the occurrence of a short circuit between the counter electrode layer and the electrode layer via the conductive member.
  • the counter electrode layer may recede from the electrode layer.
  • the counter electrode layer can be retracted to form a concave portion while the electrode layer is protected by the insulating member, so that the manufacturing process can be simplified.
  • the insulating member may further cover at least part of the solid electrolyte layer in the second region.
  • the insulating member so as to partially cover the solid electrolyte layer, even if there is variation in the size of the insulating member, the electrode layer is prevented from being exposed without being covered by the insulating member. be able to. Further, since the solid electrolyte layer is generally made of a powdery material, its side surfaces have very fine irregularities. Therefore, the adhesion strength of the insulating member is improved, and the insulation reliability is improved.
  • the insulating member covers the electrode layer of each power generation layer and the counter electrode current collector electrically connected to the electrode layer of each power generation layer in the second region, and the conductive member may be electrically connected to the counter electrode current collector electrically connected to the counter electrode layer of each power generation layer.
  • the conductive member can be used for parallel connection of multiple power generation layers. Since the conductive member can be brought into close contact with the second region and the insulating member, the volume of the portion involved in parallel connection can be reduced. Therefore, the energy density of the battery can be increased.
  • the insulating member may further cover the first region.
  • the first region is also covered with the insulating member, it is possible to suppress the collapse of the material and the occurrence of a short circuit on the side surface of each layer of the power generation layer also in the first region.
  • an electrode layer having an electrode layer, a counter electrode layer, and a solid electrolyte layer positioned between the electrode layer and the counter electrode layer, and a current collector are laminated.
  • a second step of forming a power generation element in which the plurality of unit cells are stacked wherein the second step includes: , a first region in which each power generation layer of the plurality of unit cells is not receded from a current collector adjacent to each power generation layer among the current collectors of the plurality of unit cells; forming a second region in which a concave portion is formed by retreating from a current collector adjacent to each of the power generation layers among the current collectors of the plurality of unit cells.
  • a conductive member such as a terminal for extracting current can be connected in the recess to the main surface of the current collector on the recess side. Therefore, compared to the case where the terminal is connected to the side surface of the current collector, the connection area between the terminal and the current collector can be increased, and the resistance of the connection part can be reduced. can increase In addition, the increased connection area between the terminal and the current collector increases the mechanical connection strength between the terminal and the current collector, thereby enhancing the reliability of the manufactured battery.
  • the current collector protrudes from the side surface of the power generation layer.
  • the current collector and the power generation layer are stacked at the position of the tip of the current collector that protrudes in the second region. .
  • the protruding portion of the current collector moves in the stacking direction and is easily deformed. This makes it easier to maintain a constant interval between the current collectors. Therefore, during the manufacturing process of the battery and the use of the manufactured battery, the current collectors are prevented from contacting each other and short-circuiting, and close discharge short-circuiting is suppressed, and the reliability of the manufactured battery is improved. be able to.
  • the power generation layer recedes only in the second region of the first region and the second region on the side surface of the power generation element, the region where the power generation layer recedes can be reduced, and the energy of the manufactured battery can be reduced. Density can be increased.
  • the recess may be formed so that the first region sandwiches the second region from both sides in a direction perpendicular to the stacking direction of the power generation elements.
  • the protruding current collector in the formed second region is supported by the power generation layers in the first regions on both sides, so that the current collector is likely to be in a taut state, and the current collector in the second region Intervals are easier to maintain.
  • the concave portions may be formed by partial cutting, polishing, sandblasting, brushing, etching, laser irradiation, or plasma irradiation of each of the power generation layers.
  • a conductive member electrically connected to at least one main surface of a current collector adjacent to the recess among the current collectors of the plurality of unit cells is provided.
  • a third step of forming may be further included.
  • a conductive member that can increase the connection area with the current collector is formed by being electrically connected to the main surface of the current collector, and the conductive member can be used as a terminal or the like.
  • 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 the y-axis respectively correspond to the directions parallel to the first side of the rectangle and the second side orthogonal to the first side.
  • the z-axis coincides with the stacking direction of the multiple power generation layers included in the power generation element.
  • the "laminating direction" of the power generation element corresponds to the normal direction of the main surfaces of the current collector and the power generation layer.
  • the term “planar view” means when viewed from a direction perpendicular to the main surface of the power generation element or the power generation layer, unless otherwise specified.
  • plane view of a certain surface such as “plane view of the side surface”
  • 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 side view of the battery according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 1 is a plan view of a side surface 11, which will be described later, viewed from the front, that is, a plan view of the side surface 11.
  • FIG. 2A and 2B are cross-sectional views of the battery according to Embodiment 1.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view at a position where a retraction region 92, which will be described later, is cut.
  • FIG. 2A shows a cross section along line IIA-IIA in FIG.
  • FIG. 2B is a cross-sectional view at a position where a continuous region 91, which will be described later, is cut.
  • FIG. 2B shows a cross section along line IIB-IIB in FIG. 3 is a top view of the battery according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 the side surfaces (end surfaces) of the layers appearing on the side surface 11 are hatched in the same manner as the layers shown in the cross sections of FIGS. 2A and 2B. This is the same for each side view to be described later.
  • the battery 1 includes a power generating element 10, a counter electrode terminal 31, and an electrode terminal 32.
  • Each of the counter electrode terminal 31 and the electrode terminal 32 is an example of a conductive member.
  • the battery 1 is, for example, an all-solid battery.
  • the power generation element 10 has a structure in which a plurality of power generation layers 100 and a plurality of current collectors 200 are laminated along the thickness direction of the power generation layers 100 .
  • the plan view shape of the power generation element 10 is, for example, a rectangle. That is, the shape of the power generation element 10 is a flat rectangular parallelepiped.
  • flat means that the thickness (that is, the length in the z-axis direction) is shorter than each side (that is, each length in the x-axis direction and the y-axis direction) or the maximum width of the main surface.
  • the plan view shape of the power generation element 10 may be a square, a hexagon, an octagon, or another polygon, or may be a circle, an ellipse, or the like.
  • the power generation element 10 includes four side surfaces 11, 12, 13 and 14 and two main surfaces 15 and 16.
  • the side surfaces 11 and 12 face each other and are parallel to each other.
  • the side surfaces 11 and 12 are side surfaces including the long sides of the main surface 15 respectively.
  • the side surfaces 13 and 14 face each other and are parallel to each other.
  • the side surfaces 13 and 14 are side surfaces including the short sides of the main surface 15 respectively.
  • the main surface 15 and the main surface 16 are facing each other and 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 . Both main surfaces 15 and 16 are flat surfaces.
  • the power generation element 10 has multiple power generation layers 100 and multiple current collectors 200 .
  • the power generation layer 100 is the minimum configuration of the power generation portion of the battery, and is also called a unit cell. In some cases, the power generation layer 100 and the current collector 200 connected to the power generation layer 100 are collectively referred to as a unit cell.
  • a plurality of power generation layers 100 are laminated so as to be electrically connected in parallel. In this embodiment, the plurality of power generation layers 100 are stacked such that all the power generation layers 100 of the power generation element 10 are electrically connected in parallel.
  • the number of power generation layers 100 included in the power generation element 10 is eight, but the number is not limited to this.
  • the number of power generation layers 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 power generation layers 100 includes an electrode layer 110, a counter electrode layer 120, and a solid electrolyte layer 130. Electrode layer 110 and counter electrode layer 120 each contain an active material and are also referred to as an electrode active material layer and a counter electrode active material layer. In each of the plurality of power generation layers 100, an electrode layer 110, a solid electrolyte layer 130, and a counter electrode layer 120 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 power generation layer 100 .
  • the counter electrode layer 120 is the other of the positive electrode layer and the negative electrode layer of the power generation layer 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 power generation layers 100 are substantially the same. In two adjacent power generation layers 100, the order of arrangement of each layer constituting the power generation layer 100 is reversed. That is, the plurality of power generation layers 100 are stacked along the z-axis while the order of the layers constituting the power generation layers 100 alternates. Thereby, the plurality of power generation layers 100 are laminated so as to be electrically connected in parallel. In the present embodiment, since the number of power generation layers 100 is an even number, the bottom layer and the top layer of power generation element 10 are layers of the same polarity.
  • Two power generation layers 100 adjacent to each other among the plurality of power generation layers 100 are laminated via at least one current collector 200 among the plurality of current collectors 200, and each power generation layer 100 of the power generation element 10 is , are sandwiched between two adjacent current collectors 200 among the plurality of current collectors 200 .
  • all adjacent pairs of power generation layers 100 among the plurality of power generation layers 100 are laminated via one current collector 200, but two or more current collectors 200 are stacked. It may be laminated via the body 200 .
  • the two current collectors 200 are joined using, for example, a conductive adhesive, solder, or direct welding.
  • the plurality of current collectors 200 includes electrode current collectors 210 electrically connected to the electrode layer 110 and counter electrode current collectors 220 electrically connected to the counter electrode layer 120 .
  • the electrode layer 110 is laminated on at least one main surface of the electrode current collector 210 without the solid electrolyte layer 130 interposed therebetween.
  • the counter electrode layer 120 is laminated on at least one main surface of the counter electrode current collector 220 without the solid electrolyte layer 130 interposed therebetween.
  • the current collector 200 is a conductive foil-shaped, plate-shaped, or mesh-shaped member.
  • the current collector 200 may be, for example, a conductive thin film.
  • materials that constitute the current collector 200 include metals such as stainless steel (SUS), aluminum (Al), copper (Cu), and nickel (Ni).
  • SUS stainless steel
  • Al aluminum
  • Cu copper
  • Ni nickel
  • the electrode current collector 210 and the counter electrode current collector 220 in the plurality of current collectors 200 may be formed using different materials.
  • the thickness of the current collector 200 is, for example, 5 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, but is not limited to this.
  • the electrode layer 110 is in contact with the main surface of the electrode current collector 210 .
  • the electrode current collector 210 may include a current collector layer, which is a layer containing a conductive material and provided in a portion in contact with the electrode layer 110 .
  • the main surface of the counter electrode current collector 220 is in contact with the counter electrode layer 120 .
  • the counter electrode current collector 220 may include a current collector layer which is a layer containing a conductive material provided in a portion in contact with the counter electrode layer 120 .
  • the electrode layer 110 is arranged on the main surface of the electrode current collector 210 on the counter electrode layer 120 side.
  • the electrode layer 110 contains, for example, a negative electrode active material as an electrode material.
  • the electrode layer 110 is arranged to face the counter electrode layer 120 .
  • a negative electrode active material contained in the electrode layer 110 for example, 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 agent such as acetylene black or a binding binder such as polyvinylidene fluoride may be used.
  • the electrode layer 110 is produced by coating the main surface of the electrode current collector 210 with a paste-like paint in which the material contained in the electrode layer 110 is kneaded together with a solvent and drying it. In order to increase the density of the electrode layer 110, the electrode current collector 210 (also referred to as an electrode plate) coated with the electrode layer 110 may be pressed after drying.
  • the thickness of the electrode layer 110 is, for example, 5 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less, but is not limited thereto.
  • the counter electrode layer 120 is arranged on the main surface of the counter electrode current collector 220 on the electrode layer 110 side.
  • the counter electrode layer 120 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 layer 120 contains, for example, a positive electrode active material.
  • Examples of the positive electrode active material contained in the counter electrode layer 120 include lithium cobaltate composite oxide (LCO), lithium nickelate composite oxide (LNO), lithium manganate composite oxide (LMO), and lithium-manganese-nickel.
  • Positive electrode active materials such as composite oxides (LMNO), lithium-manganese-cobalt composite oxides (LMCO), lithium-nickel-cobalt composite oxides (LNCO), lithium-nickel-manganese-cobalt composite oxides (LNMCO) can be used.
  • 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 agent such as acetylene black or a binding binder such as polyvinylidene fluoride may be used.
  • the counter electrode layer 120 is produced by applying a paste-like paint in which the material contained in the counter electrode layer 120 is kneaded together with a solvent onto the main surface of the counter electrode current collector 220 and drying it. In order to increase the density of the counter electrode layer 120, after drying, the counter electrode current collector 220 (also referred to as a counter electrode plate) coated with the counter electrode layer 120 may be pressed.
  • the thickness of the counter electrode layer 120 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 layer 110 and the counter electrode layer 120 . Solid electrolyte layer 130 is in contact with each of electrode layer 110 and counter electrode layer 120 . 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 layer 110, the counter electrode layer 120 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 layer 110, the counter electrode layer 120 and the solid electrolyte layer 130 may be combined and smoothly curved.
  • the electrode layer 110, the solid electrolyte layer 130, and the counter electrode layer 120 have the same shape and size, and their contours match.
  • the end surface of the counter electrode current collector 220 on the side surface 11 side and the end surface of the electrode current collector 210 on the side surface 11 side are aligned when viewed from the z-axis direction. there is The same applies to the end surfaces of the counter electrode current collector 220 and the electrode current collector 210 on the side surface 12 side.
  • each of the plurality of current collectors 200 has the same shape and size, and their contours match.
  • Sides 11 and 12 each include a continuous region 91 and a recessed region 92 .
  • the continuous area 91 is an example of the first area.
  • the receding area 92 is an example of the second area.
  • a continuous region 91 is a region in which each power generation layer 100 does not recede further than the current collectors 200 adjacent to each power generation layer 100 among the plurality of current collectors 200 on the side surfaces 11 and 12 . That is, in the continuous region 91 , when focusing on one power generation layer 100 , the one power generation layer 100 does not recede from the current collector 200 adjacent to the one power generation layer 100 .
  • the continuous region 91 for example, when viewed from the z-axis direction, the side surfaces of each of the plurality of power generation layers 100, specifically, the electrode layers 110, the solid electrolyte layers 130, and the counter electrode layers 120 of each of the plurality of power generation layers 100 and the side surfaces of the plurality of current collectors 200 are aligned.
  • the side surfaces of the plurality of power generation layers 100 and the side surfaces of the plurality of current collectors 200 form continuous flat surfaces and are flush with each other.
  • the continuous region 91 is a region including, for example, the ends of the side faces 11 and 12 in the direction perpendicular to the stacking direction of the power generating elements 10 .
  • the power generation layer 100 is arranged on the current collectors 200 adjacent to each other at the ridgeline portions of the power generation elements 10, and contact between the current collectors 200 at the ridgeline portions of the power generation elements 10 that are greatly affected by external force is suppressed.
  • the receding region 92 is formed by recesses 20 formed by each power generation layer 100 receding more than the current collectors 200 adjacent to each power generation layer 100 among the plurality of current collectors 200 on the side surfaces 11 and 12 . It is an area where That is, in the receding region 92 , when focusing on one power generation layer 100 , the one power generation layer 100 recedes from the current collector 200 adjacent to the one power generation layer 100 . In the receding region 92 , each of the plurality of power generation layers 100 recedes from the current collector 200 to form a plurality of recesses 20 . Specifically, the power generation layer 100 is receded from both the electrode current collector 210 and the counter electrode current collector 220 adjacent to both sides of the power generation layer 100 in the stacking direction.
  • the side surfaces of the power generation layers 100 are located inside the side surfaces of the current collectors 200 when viewed from the z-axis direction. That is, in the receding region 92 , each of the plurality of current collectors 200 protrudes from each of the plurality of power generation layers 100 .
  • the electrode current collector 210 and the counter electrode current collector 220 adjacent to both sides of the power generation layer 100 in the stacking direction both protrude from the power generation layer 100 .
  • the plurality of recesses 20 formed by receding the power generation layers 100 are arranged along the stacking direction (z-axis direction) of the power generation elements 10 . This makes it easier to form the recessed region 92 .
  • the continuous region 91 and the recessed region 92 are adjacent to each other in a direction perpendicular to the stacking direction of the power generation elements 10 .
  • the continuous areas 91 are positioned so as to sandwich the receding area 92 from both sides in the direction perpendicular to the stacking direction of the power generation elements 10 . That is, the receding regions 92 are arranged so as to separate the continuous regions 91 . Therefore, the recess 20 is a space surrounded by the power generation layer 100 in the continuous region 91 and the current collector 200 in the recessed region 92 .
  • the length of the receding region 92 in the direction perpendicular to the stacking direction of the power generating elements 10 is longer than the length of the continuous region 91 in the direction perpendicular to the stacking direction of the power generating elements 10.
  • the contact area between the current collector 200 and the terminal can be increased in the receding region 92, so that the large current characteristics of the battery 1 can be enhanced.
  • the length of the continuous region 91 and the receding region 92 in the direction perpendicular to the stacking direction may be referred to as "width".
  • the width of the continuous region 91 and/or the recessed region 92 is equal to the width of the separated continuous region 91 and/or recessed region 92. It is the total width of the region 92 .
  • each recess 20 for example, the main surface of the current collector 200 adjacent to the corresponding receding power generation layer 100 on the recess 20 side is exposed. Thereby, the counter electrode terminal 31 or the electrode terminal 32 can be electrically connected in the recess 20 .
  • the electrode layer 110 or the counter electrode layer 120 may cover the main surface of the current collector 200 on the concave portion 20 side.
  • the thickness of the electrode layer 110 or the counter electrode layer 120 in this case is, for example, one-fifth or less of the thickness of the electrode layer 110 or the counter electrode layer 120 where the recesses 20 are not formed.
  • the concave portion 20 is, for example, a stepped concave portion, but is not limited to this, and may be a concave portion having a tapered shape or a concave portion having a curved surface.
  • the maximum depth of the recesses 20 is, for example, greater than the thickness of each corresponding power generation layer 100, that is, the width of the recesses 20 in the stacking direction.
  • the maximum depth of the recess 20 may be 4.5 times or more the thickness of the current collector 200 adjacent to the recess 20 .
  • the connection area is 10 times or more. can be ensured.
  • the maximum depth of the recess 20 may be nine times or more the thickness of the current collector 200 adjacent to the recess 20 . A connection area of 10 times or more is ensured when one main surface and a side surface of the current collector 200 are connected to the terminal, compared to the case where only the side portion of the current collector 200 is connected to the terminal. can be done.
  • the side surfaces 13 and 14 do not include the receding region 92 and are composed of only the continuous region 91, for example.
  • the structure of the side surface 11 and the side surface 12 is not limited to the case where the side surface 11 and the side surface 12 are in a facing positional relationship.
  • side 11 and side 12 structures may be formed on two sides in adjacent (orthogonal) relationship, such as side 11 and side 13. FIG.
  • the counter electrode terminal 31 and the electrode terminal 32 respectively cover the main surface of the current collector 200 adjacent to each power generation layer 100 and are electrically connected to the main surface of the current collector 200 .
  • the counter electrode terminal 31 and the electrode terminal 32 are in contact with the main surface of the current collector 200, for example.
  • the counter electrode terminal 31 covers the main surface of the counter electrode current collector 220 protruding adjacent to the recess 20 on the side of the recess 20 in the receding region 92 on the side surface 11 , and the counter electrode current collector 220 is electrically connected to the recess 20 . It is connected to the.
  • the electrode terminal 32 covers the major surface of the electrode current collector 210 protruding adjacent to the recess 20 on the side of the recess 20 in the recessed region 92 of the side surface 12 and is electrically connected to the electrode current collector 210 . .
  • the counter electrode terminal 31 functions as an extraction electrode for the counter electrode layer 120
  • the electrode terminal 32 functions as an extraction electrode for the electrode layer 110 .
  • the entire battery 1 can be connected in parallel.
  • the counter electrode terminal 31 may be connected to either the upper or lower main surface of the counter electrode current collector 220 .
  • the electrode terminal 32 may be connected to either the upper or lower main surface of the electrode current collector 210 .
  • connection area between the counter electrode terminal 31 and the counter electrode current collector 220 and the connection area between the electrode terminal 32 and the electrode current collector 210 are reduced. connection area can be increased.
  • the counter electrode terminal 31 is arranged inside the recess 20 so as to be separated from the side surface of the power generation layer 100 .
  • the counter electrode terminal 31 may be in contact with the counter electrode layer 120 as long as it is not in contact with the electrode layer 110 in the power generation layer 100 , and may be in contact with the counter electrode layer 120 and the solid electrolyte layer 130 .
  • the electrode terminal 32 is arranged inside the recess 20 so as to be separated from the side surface of the power generation layer 100 .
  • the electrode terminal 32 may be in contact with the electrode layer 110 as long as it is not in contact with the counter electrode layer 120 in the power generation layer 100 , and may be in contact with the electrode layer 110 and the solid electrolyte layer 130 .
  • the counter electrode terminal 31 and the electrode terminal 32 are not connected to the main surfaces 15 and 16 of the power generation element 10, but may be connected to the main surfaces 15 and 16, for example.
  • the counter electrode terminal 31 and the electrode terminal 32 are, for example, foil leads made of metal such as nickel, stainless steel, aluminum or copper.
  • a method of connecting the counter electrode terminal 31 and the electrode terminal 32 to the current collector 200 is not particularly limited, and a construction method such as adhesion or welding can be used, for example. When bonding, for example, solder, a conductive adhesive, a conductive adhesive tape, or the like is used.
  • the counter electrode terminal 31 and the electrode terminal 32 are made of the same material, but may be made of different materials.
  • side surface 11 and side surface 12 include continuous region 91 and recessed region 92 . Accordingly, in the receding region 92 , a terminal (for example, the counter electrode terminal 31 and the electrode terminal 32 ) for extracting current can be connected to the major surface of the current collector 200 on the concave portion 20 side. Therefore, compared to the case where the terminal is connected to the side surface of the current collector 200, the connection area between the terminal and the current collector 200 can be increased, and the resistance of the connection portion can be reduced, so that large current characteristics can be improved. can be done. In addition, the increased connection area between the terminal and the current collector 200 enhances the mechanical connection strength between the terminal and the current collector 200, and the reliability of the battery 1 can be enhanced.
  • the current collector 200 protrudes from the side surface of the power generation layer 100 in the receding region 92 .
  • the continuous region 91 has the current collector 200, the electrode layer 110, the counter electrode layer 120, and the solid electrolyte layer 130, the side faces of which are aligned at the position of the tip of the current collector 200 that protrudes in the receding region 92.
  • the power generation layer 100 is laminated and arranged. Normally, when the current collector 200 protrudes, the protruding portion of the current collector 200 moves in the stacking direction and is easily deformed. The current collectors 200 are supported and difficult to move, and the interval between the current collectors 200 can be easily maintained constant.
  • the current collectors 200 can be prevented from contacting each other and short-circuiting, and from being close to each other and discharging and short-circuiting, and reliability can be improved.
  • the receding region 92 is sandwiched between the continuous regions 91 from both sides, the current collector 200 in the receding region 92 is supported by the power generation layer 100 in the continuous regions 91 on both sides. , and the distance between the current collectors 200 is more likely to be maintained in the receding region 92 .
  • the region where the power generation layer 100 recedes can be reduced, and the energy density can be increased. can be enhanced.
  • Modification 1 Next, Modification 1 of Embodiment 1 will be described. In addition, in the following description of Modified Example 1, differences from Embodiment 1 will be mainly described, and descriptions of common points will be omitted or simplified. The same applies to modifications after modification 2, which will be described below. In the description of each modification, the differences from Embodiment 1 and each modification will be mainly described, and the common points will be described. Omit or simplify.
  • FIG. 4 is a side view of a battery according to Modification 1 of Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 4 is a plan view when the side surface 11 is viewed from the front.
  • 5A and 5B are cross-sectional views of a battery according to Modification 1 of Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 5A like FIG. 2A, is a cross-sectional view at a position where the recessed region 92 is cut.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view at a position where the continuous region 91 is cut, similarly to FIG. 2B.
  • the battery 1a according to this modification differs from the battery 1 according to Embodiment 1 in that an insulating member 40 is further provided.
  • the insulating member 40 covers at least part of the side surface of each power generation layer 100 in the receding region 92 and is in contact with the side surface of the power generation layer 100 .
  • the insulating member 40 is, for example, an insulating layer having insulating properties.
  • the insulating member 40 is positioned inside the recess 20 in the receding region 92 and completely covers the side surface of each power generation layer 100. As shown in FIG. That is, the side surface of the power generation layer 100 is not exposed in the recess 20 . Insulating member 40 collectively covers side surfaces of electrode layer 110 , solid electrolyte layer 130 and counter electrode layer 120 in recessed region 92 .
  • the insulating member 40 By covering the side surface of the power generation layer 100 with the insulating member 40 in this way, it is possible to suppress the collapse of materials and the occurrence of short circuits on the side surfaces of the electrode layer 110 , the solid electrolyte layer 130 and the counter electrode layer 120 .
  • the insulating member 40 covers part of the main surface of the current collector 200 adjacent to the recess 20 in the recessed region 92 . Specifically, the insulating member 40 continuously covers the side surface of the power generation layer 100 and the main surface of the current collector 200 in the recess 20, and is in contact with the side surface of the power generation layer 100 and the main surface of the current collector 200. ing.
  • the insulating member 40 is formed using an electrically insulating material.
  • the insulating member 40 is formed, for example, by applying an insulating paste containing an insulating material.
  • the insulating member 40 contains resin, for example. Insulating member 40 containing a resin can increase the impact resistance of battery 1a and alleviate the stress applied to battery 1a due to temperature change and expansion/contraction during charge/discharge of battery 1a.
  • 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 counter electrode terminal 31 and the electrode terminal 32 are arranged separately from the insulating member 40 inside the recess 20 . At least one of the counter electrode terminal 31 and the electrode terminal 32 may be in contact with the insulating member 40 .
  • FIG. 6A and 6B are cross-sectional views of a battery according to Modification 2 of Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 6A like FIG. 2A, is a cross-sectional view at a position where the recessed region 92 is cut.
  • FIG. 6B is a cross-sectional view at a position where the continuous region 91 is cut, like FIG. 2B.
  • each conductive As shown in FIGS. 6A and 6B, in the battery 1b according to the present modification, in comparison with the battery 1a according to the first modification of the first embodiment, instead of the counter electrode terminal 31 and the electrode terminal 32, each conductive The difference is that a counter electrode terminal 31b and an electrode terminal 32b, which are examples of members, are provided. The counter electrode terminal 31b and the electrode terminal 32b are different in the place of contact with the power generation element 10 compared to the counter electrode terminal 31 and the electrode terminal 32 .
  • the counter electrode terminal 31b covers both main surfaces of the counter electrode current collector 220 protruding adjacent to the recess 20 in the recessed region 92 on the side surface 11, and is electrically connected to both main surfaces of the counter electrode current collector 220. It is The counter electrode terminal 31 b also covers the side surface of the counter electrode current collector 220 protruding adjacent to the recess 20 . The counter electrode terminal 31 b continuously covers one main surface, side surfaces and the other main surface of the counter electrode current collector 220 protruding adjacent to the recess 20 . The counter electrode terminal 31b is, for example, in contact with both main surfaces and side surfaces of the counter electrode current collector 220 protruding adjacent to the recess 20 . In addition, the counter electrode terminal 31 b is in contact with the insulating member 40 covering the side surface of the power generation layer 100 within the recess 20 and separated from the power generation layer 100 via the insulating member 40 .
  • the electrode terminal 32b covers both major surfaces of the electrode current collector 210 protruding adjacent to the recess 20 in the recessed region 92 on the side surface 12, and is electrically connected to both major surfaces of the electrode current collector 210. It is The electrode terminal 32 b also covers the side surface of the electrode current collector 210 that protrudes adjacent to the recess 20 . The electrode terminal 32 b continuously covers one main surface, side surfaces and the other main surface of the electrode current collector 210 protruding adjacent to the recess 20 . The electrode terminals 32b are, for example, in contact with both main surfaces and side surfaces of the electrode current collector 210 protruding adjacent to the recess 20 . Further, the electrode terminal 32b is in contact with the insulating member 40 covering the side surface of the power generation layer 100 inside the recess 20, and separated from the power generation layer 100 via the insulating member 40. As shown in FIG.
  • the terminals for extracting current are electrically connected to the main surfaces on both sides of the current collector 200 protruding in the receding region 92, whereby the connection between the terminals and the current collector 200 is achieved. Since the area can be increased, the large current characteristics can be improved, and the mechanical connection strength between the terminal and the current collector can be increased to improve the reliability.
  • FIG. 7A and 7B are cross-sectional views of a battery according to Modification 3 of Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 7A like FIG. 2A, is a cross-sectional view at a position where the recessed region 92 is cut.
  • FIG. 7B is a cross-sectional view at a position where the continuous region 91 is cut, like FIG. 2B.
  • the battery 1c according to the present modification differs from the battery 1 according to Embodiment 1 in that an electrode insulating member 41 and a counter electrode insulating member 42, which are examples of insulating members, are added. They are different in that they are further prepared.
  • the electrode insulating member 41 and the counter electrode insulating member 42 have different contact locations with the power generation element 10 compared to the insulating member 40 described above.
  • the electrode insulating member 41 covers the electrode current collector 210 and the electrode layer 110 and is in contact with the electrode current collector 210 and the electrode layer 110 in the recessed region 92 on the side surface 11 . Specifically, the electrode insulating member 41 covers the electrode layer 110 of each power generation layer 100 and each electrode current collector 210 included in the plurality of current collectors 200 in the recessed region 92 on the side surface 11 . The electrode insulating member 41 covers both main surfaces and side surfaces of the electrode current collector 210 protruding adjacent to the recess 20 in the recessed region 92 on the side surface 11 . The electrode insulating member 41 continuously covers the electrode current collector 210 and one or two electrode layers 110 adjacent to the electrode current collector 210 .
  • the electrode insulating member 41 is not in contact with the counter electrode current collector 220, for example.
  • the electrode insulating member 41 completely covers the electrode current collector 210 and the electrode layer 110 in the recess 20, for example. That is, the electrode current collector 210 and the electrode layer 110 are not exposed in the concave portion 20 . It should be noted that part of the electrode current collector 210 and the electrode layer 110 may be exposed in the concave portion 20 .
  • the electrode insulating member 41 covers at least part of the solid electrolyte layer 130 in the receding region 92 on the side surface 11 . Therefore, the electrode insulating member 41 extends from at least part of the solid electrolyte layer 130 of one of the two adjacent power generation layers 100 to at least part of the solid electrolyte layer 130 of the other power generation layer 100. continuously covered. As a result, even if the width (the length in the z-axis direction) varies due to manufacturing variations of the electrode insulating member 41, the possibility of exposing the electrode layer 110 is reduced. Therefore, contact between the counter electrode terminal 31 and the electrode current collector 210 and the electrode layer 110 to cause a short circuit is suppressed.
  • the side surface of the solid electrolyte layer 130 made of a powdery material has very fine unevenness. For this reason, the electrode insulating member 41 enters into the unevenness, so that the adhesion strength of the electrode insulating member 41 is improved, and the insulation reliability is improved.
  • the electrode insulating member 41 may further cover at least a portion of the counter electrode layer 120 in the receding region 92 on the side surface 11 . Further, the electrode insulating member 41 has a striped shape in plan view with respect to the side surface 11 .
  • the counter electrode insulating member 42 covers the counter electrode current collector 220 and the counter electrode layer 120 and is in contact with the counter electrode current collector 220 and the counter electrode layer 120 in the recessed region 92 on the side surface 12 . Specifically, the counter electrode insulating member 42 covers the counter electrode layer 120 of each power generating layer 100 and each counter electrode current collector 220 included in the plurality of current collectors 200 in the recessed region 92 on the side surface 12 . Counter electrode insulating member 42 covers both major surfaces and side surfaces of counter electrode current collector 220 protruding adjacent recess 20 in recessed region 92 on side surface 12 . The counter electrode insulating member 42 continuously covers the counter electrode current collector 220 and the one or two counter electrode layers 120 adjacent to the counter electrode current collector 220 .
  • the counter electrode insulating member 42 is not in contact with the electrode current collector 210, for example.
  • the counter electrode insulating member 42 completely covers the counter electrode current collector 220 and the counter electrode layer 120 in the recess 20 . That is, the counter electrode current collector 220 and the counter electrode layer 120 are not exposed in the concave portion 20 . In addition, part of the counter electrode current collector 220 and the counter electrode layer 120 may be exposed in the concave portion 20 .
  • the counter electrode insulating member 42 covers at least part of the solid electrolyte layer 130 in the recessed region 92 on the side surface 12 . Therefore, the counter electrode insulating member 42 extends from at least part of the solid electrolyte layer 130 of one of the two adjacent power generation layers 100 to at least part of the solid electrolyte layer 130 of the other power generation layer 100. continuously covered. This provides the same effect as when the electrode insulating member 41 covers the solid electrolyte layer 130 .
  • the counter electrode insulating member 42 may further cover at least a portion of the electrode layer 110 in the receding region 92 on the side surface 12 .
  • the counter electrode insulating member 42 has a striped shape in plan view with respect to the side surface 12 .
  • the electrode current collector 210 and the electrode layer 110 are covered with the electrode insulating member 41 in the receding region 92 of the side surface 11 where the counter electrode terminal 31 is connected to the counter electrode current collector 220, and the counter electrode terminal 31 contact with the electrode current collector 210 and the electrode layer 110 to prevent a short circuit.
  • the counter electrode current collector 220 and the counter electrode layer 120 are covered with the counter electrode insulating member 42 in the receding region 92 of the side surface 12 where the electrode terminal 32 is connected to the electrode current collector 210, and the electrode terminal 32 and the counter electrode A short circuit due to contact between the current collector 220 and the counter electrode layer 120 is suppressed. This improves the reliability of the battery 1c.
  • FIG. 8A and 8B are cross-sectional views of a battery according to Modification 4 of Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 8A like FIG. 2A, is a cross-sectional view at a position where the recessed region 92 is cut.
  • FIG. 8B is a cross-sectional view at a position where the continuous region 91 is cut, like FIG. 2B.
  • the counter electrode terminal 31 d and the electrode terminal 32 d are arranged differently from the counter electrode terminal 31 and the electrode terminal 32 .
  • the counter electrode terminal 31d covers both main surfaces of the counter electrode current collector 220 protruding adjacent to the recess 20 in the recessed region 92 on the side surface 11, and is electrically connected to both main surfaces of the counter electrode current collector 220. It is The counter electrode terminal 31 d also covers the side surface of the counter electrode current collector 220 protruding adjacent to the recess 20 . The counter electrode terminal 31 d continuously covers one main surface, side surfaces and the other main surface of the counter electrode current collector 220 protruding adjacent to the recess 20 . The counter electrode terminal 31 d is, for example, in contact with both main surfaces and side surfaces of the counter electrode current collector 220 protruding adjacent to the recess 20 .
  • the counter electrode terminal 31 d is in contact with the counter electrode layer 120 within the recess 20 .
  • the counter electrode terminal 31 d covers both main surfaces of the counter electrode current collector 220 over the entire depth of the recess 20 .
  • the connection area between the counter electrode terminal 31d and the counter electrode current collector 220 can be increased, so that the large current characteristics of the battery 1d can be improved.
  • the electrode terminals 32d cover both major surfaces of the electrode current collector 210 protruding adjacent to the recess 20 in the recessed region 92 on the side surface 12, and are electrically connected to both major surfaces of the electrode current collector 210. It is The electrode terminal 32 d also covers the side surface of the electrode current collector 210 protruding adjacent to the recess 20 . The electrode terminal 32 d continuously covers one main surface, side surfaces and the other main surface of the electrode current collector 210 protruding adjacent to the recess 20 . The electrode terminals 32 d are, for example, in contact with both main surfaces and side surfaces of the electrode current collector 210 protruding adjacent to the recess 20 .
  • the electrode terminal 32 d is in contact with the electrode layer 110 within the recess 20 .
  • the electrode terminal 32d covers both main surfaces of the electrode current collector 210 over the entire area of the recess 20 in the depth direction. As a result, the connection area between the electrode terminal 32d and the electrode current collector 210 can be increased, so that the large current characteristics of the battery 1d can be improved.
  • FIG. 9A and 9B are cross-sectional views of a battery according to Modification 5 of Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 9A like FIG. 2A, is a cross-sectional view at a position where the recessed region 92 is cut.
  • FIG. 9B is a cross-sectional view at a position where the continuous region 91 is cut, like FIG. 2B.
  • each conductive As shown in FIGS. 9A and 9B, in the battery 1e according to the present modification, in comparison with the battery 1c according to the third modification of the first embodiment, instead of the counter electrode terminal 31 and the electrode terminal 32, each conductive The difference is that a counter electrode terminal 31e and an electrode terminal 32e, which are examples of members, are provided.
  • the counter electrode terminal 31 e and the electrode terminal 32 e are arranged differently from the counter electrode terminal 31 and the electrode terminal 32 .
  • the counter electrode terminal 31 e covers the recessed region 92 and the electrode insulating member 41 on the side surface 11 and is electrically connected to the counter electrode layer 120 and the counter electrode current collector 220 . Specifically, the counter electrode terminal 31 e covers the electrode insulating member 41 and a portion of the receding region 92 on the side surface 11 that is not covered with the electrode insulating member 41 .
  • the counter electrode terminal 31 e enters the interior of each recess 20 , and extends to the main surface and side surfaces of the counter electrode current collector 220 and the counter electrode layer 120 in the recessed regions 92 of the side surface 11 that are not covered with the electrode insulating member 41 . It is in contact with the side surfaces and electrically connected to the main surfaces on both sides of the counter electrode current collector 220 and the side surfaces of the counter electrode layer 120 . Since the counter electrode layer 120 is made of a powdery material, it has very fine irregularities like the solid electrolyte layer 130 . By inserting the counter electrode terminal 31e into the unevenness of the side surface of the counter electrode layer 120, the adhesion strength of the counter electrode terminal 31e is improved, and the reliability of electrical connection is improved.
  • the counter electrode terminal 31 e is electrically connected to each counter electrode layer 120 of the plurality of power generation layers 100 . That is, the counter electrode terminal 31e has a part of the function of electrically connecting the power generation layers 100 in parallel.
  • the counter electrode terminal 31 e collectively covers the recessed region 92 over substantially the entire region in the stacking direction of the power generating element 10 in the recessed region 92 .
  • the top layer and the bottom layer are the counter electrode current collectors 220, respectively.
  • counter electrode terminal 31e covers from the outside a portion of the main surface of counter electrode current collector 220 positioned on each of the uppermost and lowermost layers.
  • the counter electrode terminal 31e is strong against an external force in the z-axis direction, and detachment is suppressed.
  • the connection area between the counter electrode terminal 31e and the counter electrode current collector 220 is increased, the connection resistance between the counter electrode terminal 31 and the counter electrode current collector 220 is reduced, and large current characteristics can be improved.
  • the electrode terminal 32 e covers the recessed region 92 and the counter electrode insulating member 42 on the side surface 12 and is electrically connected to the electrode layer 110 and the electrode current collector 210 . Specifically, the electrode terminal 32 e covers the counter electrode insulating member 42 and the portion of the receding region 92 on the side surface 12 that is not covered with the counter electrode insulating member 42 .
  • the electrode terminal 32e enters the interior of each recess 20, and extends to the main surface and side surfaces of the electrode current collector 210 and the electrode layer 110 in the recessed regions 92 of the side surface 12 that are not covered with the counter electrode insulating member 42. It is in contact with the side surfaces and electrically connected to both main surfaces of the electrode current collector 210 and the side surfaces of the electrode layer 110 . Since the electrode layer 110 is made of a powdery material, it has very fine unevenness like the solid electrolyte layer 130 . Since the electrode terminal 32e enters the unevenness of the side surface of the electrode layer 110, the adhesion strength of the electrode terminal 32e is improved, and the reliability of electrical connection is improved.
  • the electrode terminal 32 e is electrically connected to each electrode layer 110 of the plurality of power generation layers 100 .
  • the electrode terminal 32e has a part of the function of electrically connecting the power generation layers 100 in parallel.
  • the electrode terminal 32e collectively covers the recessed area 92 over substantially the entire area in the stacking direction of the power generation element 10 in the recessed area 92 .
  • the counter electrode terminal 31e and the electrode terminal 32e are formed using a conductive resin material or the like. Alternatively, the counter electrode terminal 31e and the electrode terminal 32e 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 31e and the electrode terminal 32e are made of the same material, but may be made of different materials.
  • An external electrode may be formed on the counter electrode terminal 31e and the electrode terminal 32e by other methods such as plating, printing, or soldering. By forming the external electrodes, for example, the mountability of the battery 1e can be improved.
  • each of the counter electrode terminal 31e and the electrode terminal 32e not only functions as an extraction electrode of the battery 1e, but also has the function of connecting the plurality of power generation layers 100 in parallel. Since the counter electrode terminal 31e and the electrode terminal 32e are formed so as to cover the receding region 92 in close contact with each other, their volumes can be reduced. That is, since the volume of the terminal can be reduced, the volumetric energy density of the battery 1e can be improved.
  • FIG. 10 is a side view of a battery according to Modification 6 of Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 10 is a plan view of the side surface 11 viewed from the front.
  • the battery 1f according to the present modification differs from the battery 1a according to the first modification of the first embodiment in that the receding regions 92 are separated into a plurality of segments by the continuous regions 91. differ.
  • a portion of the continuous region 91 is arranged so as to separate the receding region 92.
  • the recessed region 92 is separated in two by a continuous region 91 on the lateral surface 11 . That is, on the side surface 11 , each power generation layer 100 is recessed from the current collector 200 adjacent to each power generation layer 100 at a plurality of locations, and a plurality of recesses 20 are formed for each power generation layer 100 .
  • Each of the plurality of separated receding regions 92 is sandwiched between the continuous regions 91 from both sides in the direction perpendicular to the stacking direction of the power generation elements 10 .
  • a cross-sectional structure obtained by cutting each of the separated receding regions 92 is, for example, the same as the cross-sectional structure of the battery 1a shown in FIG. 5A.
  • the width of each of the separated receding regions 92 is reduced by separating the receding regions 92, so that the current collector 200 protruding in the receding regions 92 becomes more difficult to move.
  • the intervals between the current collectors 200 are more likely to be kept constant. Therefore, during the manufacturing process of the battery 1f and during the use of the battery 1f, contact between the current collectors 200 to cause a short circuit is further suppressed, and reliability can be improved.
  • the side surface 12 may also have a plurality of recessed areas 92 as in the case of the side surface 11 .
  • FIG. 11 is a side view of a battery according to Modification 7 of Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 11 is a plan view of the side surface 11 viewed from the front.
  • the battery 1g according to the present modification differs from the battery 1f according to the sixth modification of the first embodiment in that the number of separated receding regions 92 is large.
  • the receding regions 92 are separated into three or more, specifically five, on the side surface 11. In this way, the number of the separated receding regions 92 increases from that of the battery 1f, and the width of each separated receding region 92 is further reduced. further suppressed.
  • the side surface 12 may also have three or more recessed areas 92 as in the case of the side surface 11 .
  • FIG. 12 is a side view of a battery according to Modification 8 of Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 12 is a plan view when the side surface 11 is viewed from the front.
  • the battery 1h according to the present modification differs from the battery 1e according to the fifth modification of the first embodiment in that the receding region 92 is separated into a plurality of pieces.
  • the receding regions 92 are separated into three or more, specifically five, on the side surface 11.
  • a cross-sectional structure obtained by cutting each of the separated receding regions 92 is, for example, the same as the cross-sectional structure of the battery 1e shown in FIG. 9A.
  • the side surface 12 may also have three or more recessed areas 92 as in the case of the side surface 11 .
  • FIG. 13 is a side view of a battery according to Modification 9 of Embodiment 1.
  • FIG. 13 is a plan view when the side surface 11 is viewed from the front.
  • the battery 1i according to the present modification has a counter electrode terminal 31 in one of the plurality of separated receding regions 92, unlike the battery 1f according to the sixth modification of the first embodiment. , and the electrode terminal 32 is connected to the other one.
  • the plurality of separated recessed regions 92 on the side surface 11 include recessed regions 92a to which the counter electrode terminals 31 are connected and recessed regions 92b to which the electrode terminals 32 are connected.
  • a cross-sectional structure obtained by cutting the recessed region 92a is, for example, the same as the cross-sectional structure of the recessed region 92 on the side surface 11 side of the battery 1a shown in FIG. 5A.
  • the cross-sectional structure obtained by cutting the recessed region 92b is the same as, for example, the cross-sectional structure of the recessed region 92 on the side surface 12 side of the battery 1a shown in FIG. 5A.
  • both the counter electrode terminal 31 and the electrode terminal 32 are connected to one side surface 11, so that the bipolar terminals can be formed on the same surface. Therefore, for example, when the battery 1i is mounted on a substrate or the like, electrical connection between the substrate and the battery 1i can be easily formed.
  • FIG. 14A and 14B are cross-sectional views of a battery according to Modification 10 of Embodiment 1.
  • FIG. 14A like FIG. 2A, is a cross-sectional view at a position where the recessed region 92 is cut.
  • FIG. 14B is a cross-sectional view at a position where the continuous region 91 is cut, similarly to FIG. 2B.
  • the battery 1j according to this modification further includes a continuous region insulating member 43, which is an example of an insulating member, in comparison with the battery 1e according to the fifth modification of the first embodiment. They differ in terms of preparation.
  • the continuous area insulating member 43 covers and contacts the continuous area 91 on the side surfaces 11 and 12 .
  • the continuous area insulating member 43 covers all of the continuous areas 91 on the side surfaces 11 and 12, for example.
  • the continuous area insulating member 43 covers the end portions of the main surface 15 and the main surface 16 .
  • the continuous area insulating member 43 may cover the side surfaces 13 and 14 .
  • the continuous region insulating member 43 is made of the same material as the electrode insulating member 41 and the counter electrode insulating member 42, for example.
  • the continuous region insulating member 43 and the electrode insulating member 41, as well as the continuous region insulating member 43 and the counter electrode insulating member 42, may be integrally formed insulating members.
  • the electrode insulating member 41 , the counter electrode insulating member 42 and the continuous region insulating member 43 may be insulating members integrally formed so as to surround the outer periphery of the power generating element 10 .
  • FIG. 15 is a side view of a battery according to Modification 11 of Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 15 is a plan view when the side surface 11 is viewed from the front.
  • a battery 1k according to the present modification has a plurality of recessed regions 92 and a plurality of separated recessed regions, as compared with the battery 1j according to the tenth modification of the first embodiment. 92 are connected to the counter electrode terminals 31e.
  • the continuous area insulating member 43 covers not only the continuous areas 91 arranged at both ends of the side surface 11, but also the continuous areas 91 sandwiched between the receding areas 92.
  • the counter electrode terminal 31 e collectively covers the electrode insulating member 41 , the continuous area insulating member 43 , and the portion of the side surface 11 not covered by the electrode insulating member 41 and the continuous area insulating member 43 .
  • the continuous region insulating member 43 is also arranged between the continuous region 91 sandwiched between the receding regions 92 and the counter electrode terminal 31e.
  • the counter electrode terminal 31e is in contact with the main surface and side surfaces on both sides of the counter electrode current collector 220 and the side surface of the counter electrode layer 120 at a portion of the side surface 11 that is not covered with the electrode insulating member 41 and the continuous region insulating member 43, It is electrically connected to the counter electrode current collector 220 and the counter electrode layer 120 .
  • the counter electrode terminal 31e is also arranged at a position covering the continuous region insulating member 43 covering the continuous region 91, and the counter electrode terminals 31e connected to the plurality of separated receding regions 92 are connected to each other. That is, one counter electrode terminal 31e is electrically connected to the counter electrode layer 120 of each of the plurality of power generation layers 100 in each of the plurality of separated receding regions 92 .
  • the counter electrode terminals 31e connected to the separated recessed region 92 can be collectively formed. This facilitates the formation of the counter electrode terminal 31e and the extraction of current using the counter electrode terminal 31e.
  • the side surface 12 may also have a configuration in which the recessed regions 92 are separated and the electrode terminals 32e connected to each of the plurality of separated recessed regions 92 are connected.
  • FIG. 16A and 16B are cross-sectional views of a battery according to Modification 12 of Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 16A like FIG. 2A, is a cross-sectional view at a position where the recessed region 92 is cut.
  • FIG. 16B is a cross-sectional view at a position where the continuous region 91 is cut, like FIG. 2B.
  • electrode collector 210 and counter electrode collector 210 and counter electrode collector As shown in FIGS. 16A and 16B, in battery 1m according to the present modification, electrode collector 210 and counter electrode collector 210 and counter electrode collector The difference is that only one of the electric bodies 220 protrudes.
  • the power generation layer 100 recedes more than only the counter electrode current collector 220 of the electrode current collector 210 and the counter electrode current collector 220 adjacent to both sides of the power generation layer 100.
  • a concave portion 21 is formed as a result.
  • the electrode current collector 210 is recessed more than the counter electrode current collector 220, and when viewed from the z-axis direction, the side surface of the electrode current collector 210 and the power generation layer 100 are separated from each other. matches the sides. Therefore, the counter electrode current collector 220 protrudes from the electrode current collector 210 and the power generation layer 100 in the recessed region 92 on the side surface 11 .
  • the projecting counter electrode current collector 220 is covered with the counter electrode terminal 31e and electrically connected to the counter electrode terminal 31e. In this way, since the electrode current collector 210 does not protrude in the receding region 92 on the side surface 11, short-circuiting due to contact between the electrode current collector 210 and the counter electrode current collector 220 during the manufacturing process or the like is suppressed. .
  • the power generation layer 100 recedes more than only the electrode current collector 210 of the electrode current collector 210 and the counter electrode current collector 220 adjacent to both sides of the power generation layer 100 . 22 are formed.
  • the counter electrode current collector 220 is recessed from the electrode current collector 210, and when viewed from the z-axis direction, the side surface of the counter electrode current collector 220 and the power generation layer 100 are separated. matches the sides. Therefore, the electrode current collector 210 protrudes from the counter electrode current collector 220 and the power generation layer 100 in the recessed region 92 on the side surface 12 .
  • the projecting electrode current collector 210 is covered with the electrode terminal 32e and electrically connected to the electrode terminal 32e. In this way, since the counter electrode current collector 220 does not protrude in the receding region 92 on the side surface 12, short-circuiting caused by contact between the electrode current collector 210 and the counter electrode current collector 220 during the manufacturing process or the like is suppressed. .
  • the electrode insulating member 41 covers the electrode current collector 210 and the electrode layer 110 and is in contact with the electrode current collector 210 and the electrode layer 110 in the recessed region 92 on the side surface 11 . Specifically, the electrode insulating member 41 continuously covers the side surface of the electrode current collector 210 and the side surface of one or two electrode layers 110 adjacent to the electrode current collector 210 in the recessed region 92 on the side surface 11 . ing. In the battery 1m, the side surface of the electrode current collector 210 and the side surface of the power generation layer 100 are flush with each other, so that the electrode insulating member 41 can be easily formed. In addition, since the electrode current collector 210 does not protrude from the electrode insulating member 41, short-circuiting due to contact between the electrode current collector 210 and the counter electrode current collector 220 is suppressed.
  • the counter electrode insulating member 42 covers the counter electrode current collector 220 and the counter electrode layer 120 and is in contact with the counter electrode current collector 220 and the counter electrode layer 120 in the recessed region 92 on the side surface 12 . Specifically, the counter electrode insulating member 42 continuously covers the sides of the counter electrode current collector 220 and one or two sides of the counter electrode layer 120 adjacent to the counter electrode current collector 220 in the recessed regions 92 on the side surfaces 12 . ing. In the battery 1m, since the side surface of the counter electrode current collector 220 and the side surface of the power generation layer 100 are flush with each other, the counter electrode insulating member 42 can be easily formed. In addition, since the counter electrode current collector 220 does not protrude from the counter electrode insulating member 42, contact between the electrode current collector 210 and the counter electrode current collector 220 to cause a short circuit is suppressed.
  • FIG. 17A and 17B are cross-sectional views of a battery according to Modification 13 of Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 17A like FIG. 2A, is a cross-sectional view at a position where the recessed region 92 is cut.
  • FIG. 17B is a cross-sectional view at a position where the continuous region 91 is cut, like FIG. 2B.
  • electrode layer 110 in power generation layer 100 As shown in FIGS. 17A and 17B, in battery 1n according to the present modification, electrode layer 110 in power generation layer 100, electrode layer 110, The difference is that part of the counter electrode layer 120 and the solid electrolyte layer 130 is recessed from the current collector 200 .
  • counter electrode layer 120 and solid electrolyte layer 130 of power generation layer 100 are adjacent to both sides of power generation layer 100, electrode current collector 210 and counter electrode current collector 220.
  • a concave portion 21n is formed so as to recede further than the concave portion 21n. Therefore, the counter electrode layer 120 is recessed from the electrode layer 110 in the recessed region 92 on the side surface 11 .
  • counter electrode layer 120 is wholly recessed from electrode current collector 210 and counter electrode current collector 220 .
  • At least a portion of the solid electrolyte layer 130 is recessed from the electrode current collector 210 and the counter electrode current collector 220 in the recessed region 92 on the side surface 11 .
  • the portion of the side surface of the solid electrolyte layer 130 that is not covered with the electrode insulating member 41 is inclined with respect to the z-axis direction.
  • the electrode layer 110 and the solid electrolyte layer 130 of the power generation layer 100 are recessed from the electrode current collector 210 and the counter electrode current collector 220 adjacent to both sides of the power generation layer 100.
  • a concave portion 22n is formed. Therefore, the electrode layer 110 is recessed from the counter electrode layer 120 in the recessed region 92 on the side surface 12 .
  • electrode layer 110 is wholly recessed from electrode current collector 210 and counter electrode current collector 220 .
  • at least a portion of the solid electrolyte layer 130 is recessed from the electrode current collector 210 and the counter electrode current collector 220 in the recessed region 92 on the side surface 12 .
  • the portion of the side surface of the solid electrolyte layer 130 that is not covered with the counter electrode insulating member 42 is inclined with respect to the z-axis direction.
  • the electrode insulating member 41 covers the electrode current collector 210 and the electrode layer 110 and is in contact with the electrode current collector 210 and the electrode layer 110 in the recessed region 92 on the side surface 11 . Specifically, the electrode insulating member 41 continuously covers the side surface of the electrode current collector 210 and the side surface of one or two electrode layers 110 adjacent to the electrode current collector 210 in the recessed region 92 on the side surface 11 . ing.
  • the counter electrode insulating member 42 covers the counter electrode current collector 220 and the counter electrode layer 120 and is in contact with the counter electrode current collector 220 and the counter electrode layer 120 in the recessed region 92 on the side surface 12 . Specifically, the counter electrode insulating member 42 continuously covers the sides of the counter electrode current collector 220 and one or two sides of the counter electrode layer 120 adjacent to the counter electrode current collector 220 in the recessed regions 92 on the side surfaces 12 . ing.
  • electrode layer 110 for example, after forming electrode insulating member 41 and counter electrode insulating member 42 on side surface 11 and side surface 12, respectively, side surface 11 and side surface 12 are treated in various ways to form electrode layer 110, counter electrode layer 120, and solid electrolyte layer. 130 is retracted to relatively protrude the current collector 200, the electrode insulating member 41 and the counter electrode insulating member 42 are partly shaved, and the electrode insulating member 41 and the counter electrode insulating member 42 are slightly reduced in thickness. , the electrode layer 110 and the counter electrode layer 120 made of the powder material recede at a higher speed than the current collector 200 . As a result, a cross-sectional shape as shown in FIG. 17A is formed. Therefore, since the electrode insulating member 41 and the counter electrode insulating member 42 can be formed on the flat side surfaces 11 and 12 before the recesses 21n and 22n are formed, the manufacturing process can be simplified.
  • FIG. 18A and 18B are cross-sectional views of a battery according to Modification 14 of Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 18A like FIG. 2A, is a cross-sectional view at a position where the recessed region 92 is cut.
  • FIG. 18B is a cross-sectional view at a position where the continuous region 91 is cut, similarly to FIG. 2B.
  • the battery 1p according to this modification differs from the battery 1m according to modification 12 of Embodiment 1 in that a sealing member 70 is further provided.
  • the sealing member 70 exposes at least a portion of each of the counter electrode terminal 31 e and the electrode terminal 32 e and seals the power generating element 10 .
  • the sealing member 70 is provided, for example, so that the power generation element 10, the electrode insulating member 41, the counter electrode insulating member 42, and the continuous region insulating member 43 are not exposed.
  • the sealing member 70 is formed using, for example, an electrically insulating material.
  • a generally known battery sealing member material such as a sealing agent can be used.
  • a resin material can be used as the insulating material.
  • the insulating material may be a material that is insulating and does not have ionic conductivity.
  • the insulating material may be at least one of epoxy resin, acrylic resin, polyimide resin, and silsesquioxane.
  • the sealing member 70 may contain a plurality of different insulating materials.
  • the sealing member 70 may have a multilayer structure. Each layer of the multilayer structure may be formed using different materials and have different properties.
  • the sealing member 70 may contain a particulate metal oxide material.
  • metal oxide materials silicon oxide, aluminum oxide, titanium oxide, zinc oxide, cerium oxide, iron oxide, tungsten oxide, zirconium oxide, calcium oxide, zeolite, glass, and the like can be used.
  • the sealing member 70 may be formed using a resin material in which a plurality of particles made of a metal oxide material are dispersed.
  • the particle size of the metal oxide material is, for example, equal to or less than the interval between the current collectors 200 .
  • the particle shape of the metal oxide material is, for example, spherical, ellipsoidal, or rod-like, but is not limited thereto.
  • the sealing member 70 By providing the sealing member 70, the reliability of the battery 1p can be improved in various aspects such as mechanical strength, short circuit prevention, and moisture resistance.
  • Embodiment 2 Next, Embodiment 2 will be described.
  • differences from Embodiment 1 and each modification of Embodiment 1 will be mainly described, and description of common points will be omitted or simplified.
  • FIG. 19A and 19B are cross-sectional views of a battery according to Embodiment 2.
  • FIG. 19A like FIG. 2A, is a cross-sectional view at a position where the recessed region 92 is cut.
  • FIG. 19B is a cross-sectional view at a position where the continuous region 91 is cut, like FIG. 2B.
  • battery 2 includes power generation element 50 instead of power generation element 10 and counter electrode terminal 31 and electrode terminals 32 are replaced with connection terminals 33, which are an example of a conductive member.
  • the power generation element 50 has a plurality of power generation layers 100 and a plurality of current collectors 200 like the power generation element 10 .
  • each power generation layer 100 of the plurality of power generation layers 100 is laminated with at least one current collector 200 out of the plurality of current collectors 200 interposed therebetween. is sandwiched between two adjacent current collectors 200 out of the current collectors 200 of .
  • the power generation element 50 differs from the power generation element 10 in that a plurality of power generation layers 100 are laminated so as to be electrically connected in series.
  • the configuration of the power generation element 50 is the same as that of the power generation element 10 except for the order in which the layers constituting the power generation layer 100 are arranged.
  • the plurality of power generation layers 100 are stacked along the z-axis such that the layers constituting the power generation layers 100 are arranged in the same order. Thereby, the plurality of power generation layers 100 are laminated so as to be electrically connected in series.
  • the current collectors 200 other than the topmost and bottommost current collectors 200 have the electrode layer 110 laminated on one main surface without the solid electrolyte layer 130 interposed therebetween.
  • the counter electrode layer 120 is laminated on the other main surface without the solid electrolyte layer 130 interposed therebetween and is in contact.
  • the current collectors 200 other than the uppermost and lowermost current collectors 200 have one main surface electrically connected to the electrode layer 110 and the other main surface.
  • the power generation element 50 includes four side surfaces corresponding to the four side surfaces 11 , 12 , 13 and 14 of the power generation element 10 and two main surfaces corresponding to the two main surfaces 15 and 16 of the power generation element 10 .
  • power generation element 50 includes side surface 51 corresponding to side surface 11 of power generation element 10 and side surface 52 corresponding to side surface 12 of power generation element 10 .
  • the side surfaces 51 and 52 of the power generation element 50 include a continuous region 91 and a recessed region 92, similar to the power generation element 10.
  • connection terminals 33 cover the main surface of the current collector 200 adjacent to each power generation layer 100 and are electrically connected to the main surface of the current collector 200 .
  • the connection terminal 33 is in contact with the main surface of the current collector 200, for example.
  • the connection terminal 33 covers the main surface of only one current collector 200 of the two adjacent current collectors 200 in the recessed region 92 on the side surface 51 .
  • current collectors 200 connected to the connection terminals 33 and current collectors 200 not connected to the connection terminals 33 are alternately arranged along the z-axis direction.
  • connection terminal 33 covers the main surface of only one current collector 200 of the two adjacent current collectors 200 in the recessed region 92 on the side surface 52 .
  • current collectors 200 connected to the connection terminals 33 and current collectors 200 not connected to the connection terminals 33 are alternately arranged along the z-axis direction.
  • the number of connecting terminals 33 to be connected can be reduced in the receding regions 92 on the side surfaces 51 and 52 . It becomes easy to form the connection terminal 33 when connecting the connection terminal 33 to the .
  • the current collector 200 connected to the connection terminal 33 in the recessed area 92 on the side surface 51 is not connected to the connection terminal 33 in the recessed area 92 on the side surface 52 .
  • the current collector 200 connected to the connection terminal 33 in the recessed area 92 on the side surface 52 is not connected to the connection terminal 33 in the recessed area 92 on the side surface 51 . That is, one connection terminal 33 is connected to one current collector 200 .
  • connection terminal 33 can be used to monitor the state of each power generation layer 100 by measuring the potential of the connection terminal 33, so that, for example, overcharge and overdischarge can be prevented.
  • the variation in the state of charge can be reduced by using the connection terminal 33 for charging and discharging the individual power generation layers 100.
  • connection terminal 33 is formed, for example, with the same material and method as those exemplified in the description of the counter electrode terminal 31 and the electrode terminal 32 .
  • side surfaces 51 and side surfaces 52 include continuous region 91 and recessed region 92. Therefore, similarly to battery 1 according to the first embodiment, connection terminals 33 and converging regions are formed.
  • the contact area with the current collector 200 can be increased to improve the large current characteristics, and the contact between the current collectors 200 can be suppressed, thereby improving the reliability.
  • the power generation layer 100 recedes only in the receding region 92 of the continuous region 91 and the receding region 92, so that the energy density of the battery 2 can be increased.
  • FIG. 20A and 20B are cross-sectional views of a battery according to Modification 1 of Embodiment 2.
  • FIG. FIG. 20A like FIG. 2A, is a cross-sectional view at a position where the recessed region 92 is cut.
  • FIG. 20B is a cross-sectional view at a position where the continuous region 91 is cut, like FIG. 2B.
  • battery 2a according to the present modification differs from battery 2 according to Embodiment 2 in that only side surface 51 of side surface 51 and side surface 52 has a continuous region 91 and a receding region. 92 is included.
  • the side surface 51 includes a continuous area 91 and a recessed area 92.
  • the main surface of each of the plurality of current collectors 200 is covered with the connection terminal 33 and electrically connected to the connection terminal 33 .
  • the side surface 52 includes only the continuous area 91 out of the continuous area 91 and the recessed area 92. Therefore, the connection terminals 33 are not connected to the plurality of current collectors 200 on the side surfaces 52 .
  • FIG. 21 is a side view of a battery according to Modification 2 of Embodiment 2.
  • FIG. 21 is a plan view of the side surface 51 viewed from the front.
  • 22A and 22B are cross-sectional views of a battery according to Modification 2 of Embodiment 2.
  • FIG. FIG. 22A like FIG. 2A, is a cross-sectional view at a position where the recessed region 92 is cut.
  • FIG. 22B is a cross-sectional view at a position where the continuous region 91 is cut, similarly to FIG. 2B.
  • the battery 2b according to this modification differs from the battery 2a according to the first modification of the second embodiment in that an insulating member 44 is further provided.
  • the insulating member 44 collectively covers the continuous area 91 and the recessed area 92 . Specifically, the insulating member 44 covers the side surface of each power generation layer 100 and is in contact with the side surface of each power generation layer 100 in the recessed region 92 of the side surface 51 .
  • the insulating member 44 is, for example, an insulating layer having insulating properties. In battery 2 b , insulating member 44 is positioned inside recess 20 in recessed region 92 and completely covers the side surface of each power generation layer 100 . That is, the side surface of the power generation layer 100 is not exposed in the recess 20 . Also, the insulating member 44 covers the continuous regions 91 on the side surfaces 51 and 52 and is in contact with the continuous regions 91 . The insulating member 44 covers all of the continuous regions 91 on the side surfaces 51 and 52 . The insulating member 44 also covers the ends of the upper and lower main surfaces of the power generation element 50 .
  • the insulating member 44 may cover side surfaces of the power generation element 50 other than the side surfaces 51 and 52 .
  • the insulating member 44 is formed, for example, using the materials and methods exemplified in the description of the insulating member 40 above.
  • connection terminals 33 are arranged along the z-axis direction.
  • the insulating member 44 covers the continuous region 91 and the recessed region 92, thereby suppressing collapse and short-circuiting of the material on the side surface of the power generation layer 100.
  • FIG. 23 is a side view of a battery according to Modification 3 of Embodiment 2.
  • FIG. FIG. 23 is a plan view of the side surface 51 viewed from the front.
  • the battery 2c according to the present modification differs from the battery 2b according to the second modification of the second embodiment in the arrangement of the connection terminals 33 with respect to the side surface 51 in a plan view.
  • connection terminals 33 are arranged in a direction inclined with respect to the z-axis direction.
  • the connection terminals 33 are arranged so as not to overlap each other when viewed from the z-axis direction, for example. By displacing the adjacent connection terminals 33 in this way from the direction along the z-axis direction, the connection terminals 33 are less likely to come into contact with each other, and short circuits can be suppressed.
  • connection terminals 33 are arranged so as not to overlap with each other when viewed from the z-axis direction, the connection terminals 33 are inclined with respect to the z-axis direction as shown in FIG. may be arranged at random positions without lining up along the
  • FIG. 24A and 24B are cross-sectional views of a battery according to Modification 4 of Embodiment 2.
  • FIG. FIG. 24A like FIG. 2A, is a cross-sectional view at a position where the recessed region 92 is cut.
  • FIG. 24B is a cross-sectional view at a position where the continuous region 91 is cut, similarly to FIG. 2B.
  • a battery 2d according to this modification differs from the battery 2a according to modification 1 of Embodiment 2 in that a sealing member 70 is further provided.
  • the sealing member 70 exposes at least a portion of the connection terminal 33 and seals the power generating element 50.
  • the sealing member 70 is provided, for example, so that the power generation element 50 is not exposed.
  • the sealing member 70 By providing the sealing member 70, the reliability of the battery 2d can be improved in various aspects such as mechanical strength, short-circuit prevention, and moisture resistance.
  • the battery manufacturing method includes, for example, a first step, a second step, and a third step.
  • a plurality of unit cells each having a structure in which the power generation layer 100 and the current collector 200 are laminated are prepared.
  • the power generation element 10 or 50 is formed by stacking the plurality of unit cells prepared in the first step.
  • each power generation layer 100 of a plurality of unit cells is placed on the side surface of the power generation element 10 or 50 from the current collector 200 adjacent to each power generation layer 100 among the current collectors 200 of the plurality of unit cells.
  • a conductive member is formed to cover at least one major surface of the current collectors 200 adjacent to the recesses 20 among the current collectors 200 of the plurality of unit cells.
  • FIG. 25 is a flow chart showing an example of a method for manufacturing a battery according to each embodiment or modification.
  • FIG. 25 shows an example of a method of manufacturing the battery 1p shown in FIGS. 18A and 18B as a representative of the batteries according to each embodiment and each modification. It should be noted that batteries other than the battery 1p according to each embodiment or modification can also be manufactured by appropriately applying each step described below. In manufacturing the battery according to each embodiment or each modification, some steps may be omitted from among the steps shown in FIG. 25 .
  • step S11 corresponds to the first step
  • steps S12 and S13 correspond to the second step
  • step S15 corresponds to the third step.
  • step S11 a plurality of unit cells each having a structure in which the power generation layer 100 and the current collector 200 are laminated are prepared.
  • step S12 the plurality of formed unit cells are stacked to form the power generating element 10 (step S12).
  • Power generation layer 100 includes electrode layer 110 , counter electrode layer 120 arranged to face electrode layer 110 , and solid electrolyte layer 130 positioned between electrode layer 110 and counter electrode layer 120 , as described above.
  • 26A to 26C are cross-sectional views of examples of unit cells, respectively.
  • the unit cell 100a has one power generation layer 100 and two current collectors 200. As shown in FIG. In the unit cell 100 a , the power generation layer 100 is arranged between two current collectors 200 and the power generation layer 100 is in contact with each of the two current collectors 200 . Specifically, the electrode layer 110 of the power generation layer 100 is in contact with one of the two current collectors 200 , and the counter electrode layer 120 of the power generation layer 100 is in contact with the other of the two current collectors 200 .
  • each of the unit cells 100b and 100c has one power generation layer 100 and one current collector 200.
  • each of the unit cells 100b and 100c has one power generation layer 100 and one current collector 200.
  • the current collector 200 is arranged on the electrode layer 110 side of the power generation layer 100 so as to face the power generation layer 100 and is in contact with the electrode layer 110 .
  • the main surface of the counter electrode layer 120 of the power generation layer 100 opposite to the solid electrolyte layer 130 side is exposed.
  • the current collector 200 is arranged on the counter electrode layer 120 side of the power generation layer 100 so as to face the power generation layer 100 and is in contact with the counter electrode layer 120 .
  • the main surface of the electrode layer 110 of the power generation layer 100 opposite to the solid electrolyte layer 130 side is exposed.
  • step S12 for example, at least one type of unit cell out of the unit cells 100a, 100b, and 100c is prepared according to the laminated structure of the power generation elements.
  • the power generation element 10 for example, one unit cell 100a, a plurality of unit cells 100b, and a plurality of unit cells 100c are prepared. Then, the unit cell 100a is placed in the bottom layer, and the unit cells 100b and 100c are alternately stacked upward. At this time, the unit cell 100b is stacked upside down from the direction shown in FIG. 26B. Thereby, a laminated structure of the power generation element 10 is formed.
  • the method of forming the power generation element 10 is not limited to this.
  • the unit cell 100a may be arranged in the uppermost layer.
  • the unit cell 100a may be arranged at a position different from both the top layer and the bottom layer.
  • a plurality of unit cells 100a may be used.
  • a unit cell unit in which the power generation layer 100 is laminated on both main surfaces of the current collector 200 is formed, and the formed units are laminated.
  • a unit cell composed of the power generation layer 100 without the current collector 200 may be used as the unit cell.
  • the side surface of the power generating element 10 may be flattened. For example, by collectively cutting the end portions of the stack of a plurality of unit cells along the stacking direction, it is possible to form the power generating element 10 in which each side surface formed as a cut surface is flat. As a result, the area of each layer can be made uniform without being affected by variations in the coating area of each layer. Therefore, the variation in battery capacity is reduced, and the accuracy of battery capacity is improved.
  • the cutting process is performed by, for example, a knife, laser or jet.
  • the power generation element 50 when forming the power generation element 50, it can be formed by stacking a plurality of unit cells in the same direction in which each layer of the power generation layer 100 is arranged.
  • step S13 recesses 20 are formed in each power generation layer 100 (step S13). As a result, continuous regions 91 and recessed regions 92 are formed on the side surfaces 11 and 12 of the power generation element 10 .
  • step S13 recesses 20 are formed by performing a retreating process for retreating part of the side surface of the power generation layer 100, and the current collector 200 adjacent to the power generation layer 100 protrudes. Further, recesses 20 are formed in a part of the side surface of the power generation layer 100 other than the ends in the direction perpendicular to the stacking direction of the power generation element 10 so that the continuous region 91 sandwiches the receding region 92 from both sides in the direction perpendicular to the stacking direction of the power generation element 10 .
  • the concave portions 20 are formed by polishing, sandblasting, brushing, etching, laser irradiation, or plasma irradiation of each power generation layer 100 .
  • protective members are provided on the side surfaces 11 and 12 other than the locations where the recesses 20 are formed, and only desired locations are retracted.
  • the power generation element 10 is obtained in which the continuous region 91 and the recessed region 92 are formed on the side surfaces 11 and 12 .
  • the difference in processing speed between the current collector 200 and the power generation layer 100 is used to retreat the power generation layer 100 that is easily scraped.
  • the power generation layer 100 is recessed by etching under the condition that the etching rate of the current collector 200 is lower than the etching rate of each layer of the power generation layer 100 .
  • the power generation layer 100 is recessed by performing irradiation processing under the condition that the processing speed of the current collector 200 is lower than the processing speed of each layer of the power generation layer 100.
  • the electrode insulating member 41 and the continuous area insulating member 43 are formed on the side surface 11 of the power generating element 10, and the counter electrode insulating member 42 and the continuous area insulating member 43 are formed on the side surface 12 of the power generating element 10 (step S14).
  • the electrode insulating member 41, the counter electrode insulating member 42, and the continuous area insulating member 43 are formed, for example, by coating and curing a resin material having fluidity. Coating is performed by an inkjet method, a spray method, a screen printing method, a gravure printing method, or the like. Curing is performed by drying, heating, light irradiation, or the like, depending on the resin material used.
  • the electrode insulating member 41 and the continuous region insulating member 43 are formed by collectively coating the same resin material, and the counter electrode insulating member 42 and the continuous region insulating member 43 are collectively coated with the same resin material. formed by The electrode insulating member 41, the counter electrode insulating member 42, and the continuous region insulating member 43 may be formed by applying the same resin material all at once.
  • the regions where the insulating members should not be formed are formed so that the portions connected to the counter electrode terminal 31e and the electrode terminal 32e are not insulated.
  • a protective member may be formed by masking with a tape or the like or resist treatment. By removing the protective member after forming the electrode insulating member 41, the counter electrode insulating member 42, and the continuous region insulating member 43, the electrical conductivity of the connecting portion with the terminal can be ensured.
  • steps S13 and S14 may be interchanged.
  • the electrode insulating member 41, the counter electrode insulating member 42, and the continuous region insulating member 43 are formed first, and then the recessing process is performed to obtain the electrode insulating member 41, the counter electrode insulating member 42, and the continuous region insulating member 43.
  • the continuous area insulating member 43 also functions as a protective member.
  • a counter electrode terminal 31e is formed on the side surface 11 of the power generation element 10, and an electrode terminal 32e is formed on the side surface 12 of the power generation element 10 (step S15). Specifically, in the recessed region 92 on the side surface 11, a counter electrode terminal 31e electrically connected to the main surface of the counter electrode current collector 220 adjacent to the recess 20 is formed. An electrode terminal 32e electrically connected to the main surface of the adjacent electrode current collector 210 is formed.
  • a conductive resin is applied so as to cover the electrode insulating member 41 and the continuous area insulating member 43, and the portion of the side surface 11 not covered by the electrode insulating member 41 and the continuous area insulating member 43, and cured. , to form a counter electrode terminal 31e.
  • the counter electrode terminal 31 e is electrically connected to the main surface of each counter electrode current collector 220 of the power generating element 10 .
  • a conductive resin is applied so as to cover the counter electrode insulating member 42 and the continuous region insulating member 43, and the portion of the side surface 12 not covered by the counter electrode insulating member 42 and the continuous region insulating member 43, and cured. , forming an electrode terminal 32e.
  • the electrode terminal 32 e is electrically connected to the main surface of each electrode current collector 210 of the power generation element 10 .
  • the counter electrode terminal 31e and the electrode terminal 32e may be formed by, for example, printing, plating, vapor deposition, sputtering, welding, soldering, joining, or other methods.
  • a sealing member 70 for sealing the power generation element 10 is formed (step S16).
  • a resin material having fluidity is applied to a portion where the sealing member 70 is to be formed so as to expose at least a portion of each of the counter electrode terminal 31e and the electrode terminal 32e, and is cured.
  • formed by Coating is performed by an inkjet method, a spray method, a screen printing method, a gravure printing method, or the like. Curing is performed by drying, heating, light irradiation, or the like, depending on the resin material used.
  • the battery 1p shown in FIGS. 18A and 18B can be manufactured.
  • a step of pressing the plurality of unit cells prepared in step S11 in the stacking direction may be performed individually, or after stacking the plurality of unit cells.
  • step S12 after stacking a plurality of unit cells (step S12), forming the concave portion 20 in each power generation layer 100 (step S13) is performed, but the present invention is not limited to this. .
  • step S13 before stacking a plurality of unit cells (step S12), forming recesses 20 in each power generation layer 100 (step S13) may be performed.
  • the continuous region 91 and the recessed region 92 are formed by stacking a plurality of unit cells so that the concave portions 20 of the power generation layers 100 are aligned in the stacking direction.
  • the unit cell in a predetermined region of the unit cell prepared in step S11 in a plan view, current collection of the unit cell is performed.
  • the recess 20 may be formed by a partial cut leaving only the body 200 .
  • the unit cell is divided by cutting the power generation layer 100 along the stacking direction, and cutting is stopped before the current collector 200 . By removing one of the divided power generation layers 100, it is possible to leave only the current collector 200 of the unit cell in a predetermined area in plan view.
  • the power generation element is laminated such that all of the plurality of power generation layers 100 are electrically connected in parallel or in series, but the present invention is not limited to this.
  • a plurality of units each including a plurality of power generation layers 100 stacked so as to be electrically connected in parallel may be stacked so as to be electrically connected in series.
  • a plurality of units each including a plurality of power generation layers 100 stacked so as to be electrically connected in series may be stacked so as to be electrically connected in parallel.
  • the continuous regions 91 are arranged adjacent to both sides of the receding region 92, but this is not the only option.
  • the continuous region 91 may be arranged adjacent to only one side of the recessed region 92 .
  • each recess 20 is arranged in the stacking direction in the recessed region, but the arrangement is not limited to this.
  • each recess 20 may be positioned differently when viewed from the stacking direction.
  • a conductive member such as a terminal is connected to the current collector 200 in the receding region 92, but the present invention is not limited to this.
  • the battery may not include a conductive member such as a terminal, and a terminal provided on another device or the like external to the battery may be connected to the current collector 200 at the recessed region 92 .
  • a battery according to the present disclosure can be used as a battery for various applications such as electronic equipment, electric appliances, and electric vehicles.

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Abstract

本開示の電池は、複数の発電層と、複数の集電体とが積層された構造を有する発電要素を備え、前記複数の発電層の各々は、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有し、前記複数の集電体は、前記対極層に電気的に接続される対極集電体と、前記電極層に電気的に接続される電極集電体とを含み、前記発電要素の側面は、前記各発電層が、前記複数の集電体のうち前記各発電層に隣接する集電体よりも後退していない第1領域と、前記各発電層が、前記複数の集電体のうち前記各発電層に隣接する集電体よりも後退することで凹部が形成されている第2領域と、を含み、前記第2領域において、前記電極層および前記電極集電体を覆う絶縁部材と、前記第2領域および前記絶縁部材を覆い、前記対極集電体の少なくとも一方の主面に電気的に接続された導電部材とを備える。

Description

電池および電池の製造方法
 本開示は、電池および電池の製造方法に関する。
 従来、電極と固体電解質層とが積層された全固体電池などの積層型の電池が知られている。
 特許文献1には、電気的に直列接続されるように積層された複数の単位セル同士を端面で電気的に並列に接続することが開示されている。
 特許文献2には、電気的に直列接続されるように積層された複数の単位セル同士を端面で電気的に並列に接続するために集電体を突出させることが開示されている。
特開2013-120717号公報 特開2008-198492号公報
 従来技術においては、電池のエネルギー密度、大電流特性および信頼性の更なる向上が望まれる。
 複数の単位セルが積層された電池においては、高エネルギー密度を実現しつつ、積層された各単位セルに対して利便性および信頼性の高い接続をすることが重要である。
 一方、単位セルは厚みが薄いため、単位セルの端面での接続領域が確保しにくい。
 そこで、本開示は、エネルギー密度、大電流特性および信頼性が高められた電池および電池の製造方法を提供する。
 本開示の一態様に係る電池は、複数の発電層と、複数の集電体とが積層された構造を有する発電要素を備え、
 前記複数の発電層の各々は、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有し、
 前記複数の集電体は、前記対極層に電気的に接続される対極集電体と、前記電極層に電気的に接続される電極集電体と、を含み、
 前記複数の発電層は、電気的に並列接続されるように積層され、隣り合う発電層は、前記複数の集電体のうちの少なくとも1つの集電体を介して積層され、かつ、前記発電要素の各発電層は、前記複数の集電体のうちの隣り合う2つの集電体に挟まれ、
 前記発電要素の側面は、
 前記各発電層が、前記複数の集電体のうち前記各発電層に隣接する集電体よりも後退していない第1領域と、
 前記各発電層が、前記複数の集電体のうち前記各発電層に隣接する集電体よりも後退することで凹部が形成されている第2領域と、を含み、
 前記第2領域において、前記電極層および前記電極集電体を覆う絶縁部材と、前記第2領域および前記絶縁部材を覆い、前記対極集電体の少なくとも一方の主面に電気的に接続された導電部材とを備える。
 本開示の一態様に係る電池の製造方法は、電極層、対極層および電極層と対極層との間に位置する固体電解質層を有する電極層と、集電体とが積層された構造をそれぞれが有する複数の単位セルを準備する第1ステップと、前記複数の単位セルを積層した発電要素を形成する第2ステップと、を含み、前記第2ステップは、前記複数の単位セルを並列接続するステップであり、前記発電要素の側面に、前記複数の単位セルの各発電層が、前記複数の単位セルの集電体のうち前記各発電層に隣接する集電体よりも後退していない第1領域と、前記各発電層が、前記複数の単位セルの集電体のうち前記各発電層に隣接する集電体よりも後退することで凹部が形成されている第2領域と、を形成することを含み、前記第2領域において、前記電極層および前記電極層に電気的に接続される電極集電体を覆う絶縁部材と、前記第2領域および前記絶縁部材を覆い、前記対極層に電気的に接続される対極集電体の少なくとも一方の主面に導電部材を電気的に接続する。
 本開示によれば、電池のエネルギー密度、大電流特性および信頼性を高めることができる。
図1は、実施の形態1に係る電池の側面図である。 図2Aは、実施の形態1に係る電池の断面図である。 図2Bは、実施の形態1に係る電池の別の断面図である。 図3は、実施の形態1に係る電池の上面図である。 図4は、実施の形態1の変形例1に係る電池の側面図である。 図5Aは、実施の形態1の変形例1に係る電池の断面図である。 図5Bは、実施の形態1の変形例1に係る電池の別の断面図である。 図6Aは、実施の形態1の変形例2に係る電池の断面図である。 図6Bは、実施の形態1の変形例2に係る電池の別の断面図である。 図7Aは、実施の形態1の変形例3に係る電池の断面図である。 図7Bは、実施の形態1の変形例3に係る電池の別の断面図である。 図8Aは、実施の形態1の変形例4に係る電池の断面図である。 図8Bは、実施の形態1の変形例4に係る電池の別の断面図である。 図9Aは、実施の形態1の変形例5に係る電池の断面図である。 図9Bは、実施の形態1の変形例5に係る電池の別の断面図である。 図10は、実施の形態1の変形例6に係る電池の側面図である。 図11は、実施の形態1の変形例7に係る電池の側面図である。 図12は、実施の形態1の変形例8に係る電池の側面図である。 図13は、実施の形態1の変形例9に係る電池の側面図である。 図14Aは、実施の形態1の変形例10に係る電池の断面図である。 図14Bは、実施の形態1の変形例10に係る電池の別の断面図である。 図15は、実施の形態1の変形例11に係る電池の側面図である。 図16Aは、実施の形態1の変形例12に係る電池の断面図である。 図16Bは、実施の形態1の変形例12に係る電池の別の断面図である。 図17Aは、実施の形態1の変形例13に係る電池の断面図である。 図17Bは、実施の形態1の変形例13に係る電池の別の断面図である。 図18Aは、実施の形態1の変形例14に係る電池の断面図である。 図18Bは、実施の形態1の変形例14に係る電池の別の断面図である。 図19Aは、実施の形態2に係る電池の断面図である。 図19Bは、実施の形態2に係る電池の別の断面図である。 図20Aは、実施の形態2の変形例1に係る電池の断面図である。 図20Bは、実施の形態2の変形例1に係る電池の別の断面図である。 図21は、実施の形態2の変形例2に係る電池の側面図である。 図22Aは、実施の形態2の変形例2に係る電池の断面図である。 図22Bは、実施の形態2の変形例2に係る電池の別の断面図である。 図23は、実施の形態2の変形例3に係る電池の側面図である。 図24Aは、実施の形態2の変形例4に係る電池の断面図である。 図24Bは、実施の形態2の変形例4に係る電池の別の断面図である。 図25は、実施の形態または変形例に係る電池の製造方法の一例を示すフローチャートである。 図26Aは、実施の形態または変形例に係る単位セルの一例の断面図である。 図26Bは、実施の形態または変形例に係る単位セルの別の一例の断面図である。 図26Cは、実施の形態または変形例に係る単位セルの別の一例の断面図である。
 (本開示の概要)
 本開示の一態様に係る電池は、複数の発電層と、複数の集電体とが積層された構造を有する発電要素を備え、前記複数の発電層の各々は、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有し、前記複数の集電体は、前記対極層に電気的に接続される対極集電体と、前記電極層に電気的に接続される電極集電体とを含み、前記複数の発電層は、電気的に並列接続されるように積層され、隣り合う発電層は、前記複数の集電体のうちの少なくとも1つの集電体を介して積層され、かつ、前記発電要素の各発電層は、前記複数の集電体のうちの隣り合う2つの集電体に挟まれ、前記発電要素の側面は、前記各発電層が、前記複数の集電体のうち前記各発電層に隣接する集電体よりも後退していない第1領域と、前記各発電層が、前記複数の集電体のうち前記各発電層に隣接する集電体よりも後退することで凹部が形成されている第2領域と、を含み、前記第2領域において、前記電極層および前記電極集電体を覆う絶縁部材と、前記第2領域および前記絶縁部材を覆い、前記対極集電体の少なくとも一方の主面に電気的に接続された導電部材とを備える。
 これにより、第2領域においては、集電体における凹部側の主面に、電流を取り出すための端子などの導電部材を凹部内で接続できる。よって、集電体の側面に端子を接続する場合と比べて、端子と集電体との接続面積を増大することができ、接続部分の抵抗を小さくできるため、電池の大電流特性を高めることができる。また、端子と集電体との接続面積の増大により、端子と集電体との機械的接続強度が高められ、電池の信頼性を高めることができる。
 これにより、第2領域においては、集電体における凹部側の主面に、電流を取り出すための端子などの導電部材を凹部内で接続できる。よって、集電体の側面に端子を接続する場合と比べて、端子と集電体との接続面積を増大することができ、接続部分の抵抗を小さくできるため、電池の大電流特性を高めることができる。また、端子と集電体との接続面積の増大により、端子と集電体との機械的接続強度が高められ、電池の信頼性を高めることができる。
 また、第2領域において、集電体は発電層の側面よりも突出している。一方、第1領域においては、発電層が後退していないため、第2領域において突出した集電体の先端の位置で、集電体と発電層とが積層されて配置されている。通常、集電体が突出すると、集電体の突出部分は積層方向に動いて変形しやすいが、第2領域において突出した集電体は、隣接する第1領域における発電層に支持されて動きにくくなり、集電体の間隔が一定に維持されやすくなる。よって、電池の製造工程および使用中において、集電体同士が接触して短絡すること、および、近接して放電短絡することが抑制され、電池の信頼性を高めることができる。
 また、発電要素の側面において、第1領域および第2領域のうちの第2領域のみで発電層が後退しているため、発電層が後退する領域を減らすことができ、電池のエネルギー密度を高めることができる。
 また、これにより、第2領域において絶縁部材が電極層を覆うので、導電部材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、前記複数の発電層が、電気的に並列接続されるように積層されることにより、大容量の電池を実現できる。この場合、例えば、集電体に接続される端子によって各層の同極同士が電気的に接続される。
 また、例えば、前記側面において、前記第1領域は、前記発電要素の積層方向に垂直な方向の両側から前記第2領域を挟むように位置していてもよい。
 これにより、第2領域における突出した集電体が、両側の第1領域における発電層によって支持されるため、集電体が張った状態になりやすく、第2領域において集電体の間隔がより維持されやすくなる。
 また、例えば、前記第2領域において、前記各発電層が後退して形成されている前記凹部は、前記発電要素の積層方向に沿って並んでいてもよい。
 これにより、第2領域における凹部をまとめて加工することで形成できるため、第2領域を形成しやすくなる。
 また、例えば、前記凹部の最大深さは、前記発電要素の積層方向における前記凹部の幅よりも大きくてもよい。
 これにより、端子が凹部内で集電体に接続される場合の、端子と集電体との接続面積を大きくでき、電池の大電流特性を高めることができる。
 また、例えば、前記第2領域は、前記第1領域によって分離されていてもよい。
 これにより、分離された第2領域の個々の幅が小さくなるため、第2領域において突出した集電体は、より動きにくくなり、集電体の間隔がより一定に維持されやすくなる。
 また、例えば、前記側面において、前記発電要素の積層方向に垂直な方向の前記第2領域の長さは、前記発電要素の積層方向に垂直な方向の前記第1領域の長さよりも大きくてもよい。
 これにより、第2領域において、端子が凹部内で集電体に接続される場合の、集電体と端子との接続面積を増大できるため、電池の大電流特性を高めることができる。
 また、例えば、前記導電部材は、前記凹部に隣接する集電体の両側の主面を覆っていてもよい。
 これにより、導電部材と集電体との接続面積を増大できるため、電池の大電流特性を高めることができると共に、端子と集電体との機械的接続強度を高めて電池の信頼性を向上できる。
 また、例えば、前記第2領域において、前記各発電層を覆う絶縁部材をさらに備えてもよい。
 これにより、第2領域における発電層の側面が絶縁部材で覆われるため、発電層の各層の側面における材料の崩落および短絡の発生を抑制できる。
 また、例えば、前記第2領域において、前記対極層は、前記電極層よりも後退していてもよい。
 これにより、例えば、電極層を絶縁部材で保護した状態で対極層を後退させて凹部を形成できるため、製造工程を簡素化できる。
 また、例えば、前記絶縁部材は、前記第2領域において、前記固体電解質層の少なくとも一部をさらに覆っていてもよい。
 これにより、固体電解質層の一部まで覆うように絶縁部材を形成することで、絶縁部材の大きさのばらつきがあった場合でも、電極層が絶縁部材に覆われずに露出することを抑制することができる。また、固体電解質層は一般的に粉体状の材料で形成されているので、その側面には、非常に微細な凹凸が存在する。このため、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、例えば、前記絶縁部材は、前記第1領域をさらに覆っていてもよい。
 これにより、第1領域も絶縁部材で覆われるため、第1領域においても発電層の各層の側面における材料の崩落および短絡の発生を抑制できる。
 また、本開示の一態様に係る電池の製造方法は、電極層、対極層および電極層と対極層との間に位置する固体電解質層を有する電極層と、集電体とが積層された構造をそれぞれが有する複数の単位セルを準備する第1ステップと、前記複数の単位セルを積層した発電要素を形成する第2ステップと、を含み、前記第2ステップは、前記複数の単位セルを並列接続するステップであり、前記発電要素の側面に、前記複数の単位セルの各発電層が、前記複数の単位セルの集電体のうち前記各発電層に隣接する集電体よりも後退していない第1領域と、前記各発電層が、前記複数の単位セルの集電体のうち前記各発電層に隣接する集電体よりも後退することで凹部が形成されている第2領域と、を形成することを含み、前記第2領域において、前記電極層および前記電極層に電気的に接続される電極集電体を覆う絶縁部材と、前記第2領域および前記絶縁部材を覆い、前記対極層に電気的に接続される対極集電体の少なくとも一方の主面に導電部材を電気的に接続する。
 これにより、形成された第2領域においては、集電体における凹部側の主面に、電流を取り出すための端子などの導電部材を凹部内で接続できる。よって、集電体の側面に端子を接続する場合と比べて、端子と集電体との接続面積を増大することができ、接続部分の抵抗を小さくできるため、製造される電池の大電流特性を高めることができる。また、端子と集電体との接続面積の増大により、端子と集電体との機械的接続強度が高められ、製造される電池の信頼性を高めることができる。
 また、形成された第2領域において、集電体は発電層の側面よりも突出している。一方、形成された第1領域においては、発電層が後退していないため、第2領域において突出した集電体の先端の位置で、集電体と発電層とが積層されて配置されている。通常、集電体が突出すると、集電体の突出部分は積層方向に動いて変形しやすいが、第2領域において突出した集電体は、隣接する第1領域における発電層に支持されて動きにくくなり、集電体の間隔が一定に維持されやすくなる。よって、電池の製造工程および製造される電池の使用中において、集電体同士が接触して短絡すること、および、近接して放電短絡することが抑制され、製造される電池の信頼性を高めることができる。
 また、発電要素の側面において、第1領域および第2領域のうちの第2領域のみで発電層が後退しているため、発電層が後退する領域を減らすことができ、製造される電池のエネルギー密度を高めることができる。
 また、これにより、第2領域において絶縁部材が電極層を覆うので、導電部材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、前記複数の発電層が、電気的に並列接続されるように積層されることにより、大容量の電池を実現できる。この場合、例えば、集電体に接続される端子によって各層の同極同士が電気的に接続される。
 また、例えば、前記第2ステップにおいて、前記第1領域が、前記発電要素の積層方向に垂直な方向の両側から前記第2領域を挟むように前記凹部を形成してもよい。
 これにより、形成された第2領域における突出した集電体が、両側の第1領域における発電層によって支持されるため、集電体が張った状態になりやすく、第2領域において集電体の間隔がより維持されやすくなる。
 また、例えば、前記第2ステップにおいて、前記各発電層に対する一部切断、研磨、サンドブラスト、ブラッシング、エッチング、レーザー照射またはプラズマ照射により前記凹部を形成してもよい。
 これにより、容易に凹部を形成できる。
 また、本開示の別の一態様に係る電池は、複数の発電層と、複数の集電体とが積層された構造を有する発電要素を備え、前記複数の発電層の各々は、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有し、前記複数の発電層のうちの隣り合う発電層は、前記複数の集電体のうちの少なくとも1つの集電体を介して積層され、かつ、前記発電要素の各発電層は、前記複数の集電体のうちの隣り合う集電体に挟まれ、前記発電要素の側面は、前記各発電層が、前記複数の集電体のうち前記各発電層に隣接する集電体よりも後退していない第1領域と、前記各発電層が、前記複数の集電体のうち前記各発電層に隣接する集電体よりも後退することで凹部が形成されている第2領域とを含む。
 これにより、第2領域においては、集電体における凹部側の主面に、電流を取り出すための端子などの導電部材を凹部内で接続できる。よって、集電体の側面に端子を接続する場合と比べて、端子と集電体との接続面積を増大することができ、接続部分の抵抗を小さくできるため、電池の大電流特性を高めることができる。また、端子と集電体との接続面積の増大により、端子と集電体との機械的接続強度が高められ、電池の信頼性を高めることができる。
 また、第2領域において、集電体は発電層の側面よりも突出している。一方、第1領域においては、発電層が後退していないため、第2領域において突出した集電体の先端の位置で、集電体と発電層とが積層されて配置されている。通常、集電体が突出すると、集電体の突出部分は積層方向に動いて変形しやすいが、第2領域において突出した集電体は、隣接する第1領域における発電層に支持されて動きにくくなり、集電体の間隔が一定に維持されやすくなる。よって、電池の製造工程および使用中において、集電体同士が接触して短絡すること、および、近接して放電短絡することが抑制され、電池の信頼性を高めることができる。
 また、発電要素の側面において、第1領域および第2領域のうちの第2領域のみで発電層が後退しているため、発電層が後退する領域を減らすことができ、電池のエネルギー密度を高めることができる。
 また、例えば、前記側面において、前記第1領域は、前記発電要素の積層方向に垂直な方向の両側から前記第2領域を挟むように位置していてもよい。
 これにより、第2領域における突出した集電体が、両側の第1領域における発電層によって支持されるため、集電体が張った状態になりやすく、第2領域において集電体の間隔がより維持されやすくなる。
 また、例えば、前記第2領域において、前記各発電層が後退して形成されている前記凹部は、前記発電要素の積層方向に沿って並んでいてもよい。
 これにより、第2領域における凹部をまとめて加工することで形成できるため、第2領域を形成しやすくなる。
 また、例えば、前記凹部の最大深さは、前記発電要素の積層方向における前記凹部の幅よりも大きくてもよい。
 これにより、端子が凹部内で集電体に接続される場合の、端子と集電体との接続面積を大きくでき、電池の大電流特性を高めることができる。
 また、例えば、前記第2領域は、前記第1領域によって分離されていてもよい。
 これにより、分離された第2領域の個々の幅が小さくなるため、第2領域において突出した集電体は、より動きにくくなり、集電体の間隔がより一定に維持されやすくなる。
 また、例えば、前記側面において、前記発電要素の積層方向に垂直な方向の前記第2領域の長さは、前記発電要素の積層方向に垂直な方向の前記第1領域の長さよりも大きくてもよい。
 これにより、第2領域において、端子が凹部内で集電体に接続される場合の、集電体と端子との接続面積を増大できるため、電池の大電流特性を高めることができる。
 また、例えば、前記複数の発電層は、電気的に並列接続されるように積層されていてもよい。
 これにより、大容量の電池を実現できる。この場合、例えば、集電体に接続される端子によって各層の同極同士が電気的に接続される。
 また、例えば、前記複数の発電層は、電気的に直列接続されるように積層されていてもよい。
 これにより、高電圧の電池を実現できる。この場合、例えば、集電体に接続される端子によって各発電層の電圧を個々に監視できる。
 また、例えば、前記電池は、前記第2領域において、前記複数の集電体のうち前記凹部に隣接する集電体の少なくとも一方の主面に電気的に接続された導電部材をさらに備えてもよい。
 これにより、集電体の主面に電気的に接続されることで、集電体との接続面積が増大された導電部材を端子等に用いることができる。
 また、例えば、前記導電部材は、前記凹部に隣接する集電体の両側の主面を覆ってもよい。
 これにより、導電部材と集電体との接続面積を増大できるため、電池の大電流特性を高めることができると共に、端子と集電体との機械的接続強度を高めて電池の信頼性を向上できる。
 また、例えば、前記電池は、前記第2領域において、前記各発電層を覆う絶縁部材をさらに備えてもよい。
 これにより、第2領域における発電層の側面が絶縁部材で覆われるため、発電層の各層の側面における材料の崩落および短絡の発生を抑制できる。
 また、例えば、前記複数の集電体は、前記対極層に電気的に接続される対極集電体と、前記電極層に電気的に接続される電極集電体とを含み、前記電池は、前記第2領域において、前記電極層および前記電極集電体を覆う絶縁部材と、前記第2領域および前記絶縁部材を覆い、前記対極集電体の少なくとも一方の主面に電気的に接続された導電部材とをさらに備えてもよい。
 これにより、第2領域において絶縁部材が電極層を覆うので、導電部材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、例えば、前記第2領域において、前記対極層は、前記電極層よりも後退していてもよい。
 これにより、例えば、電極層を絶縁部材で保護した状態で対極層を後退させて凹部を形成できるため、製造工程を簡素化できる。
 また、例えば、前記絶縁部材は、前記第2領域において、前記固体電解質層の少なくとも一部をさらに覆ってもよい。
 これにより、固体電解質層の一部まで覆うように絶縁部材を形成することで、絶縁部材の大きさのばらつきがあった場合でも、電極層が絶縁部材に覆われずに露出することを抑制することができる。また、固体電解質層は一般的に粉体状の材料で形成されているので、その側面には、非常に微細な凹凸が存在する。このため、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、例えば、前記絶縁部材は、前記第2領域において、前記各発電層の前記電極層および前記各発電層の前記電極層に電気的に接続される前記対極集電体を覆い、前記導電部材は、前記各発電層の前記対極層に電気的に接続される前記対極集電体と電気的に接続されてもよい。
 これにより、複数の発電層の並列接続に導電部材を利用することができる。導電部材は、第2領域および絶縁部材に密着させることができるので、並列接続に関わる部分の体積を小さくすることができる。このため、電池のエネルギー密度を高めることができる。
 また、例えば、前記絶縁部材は、前記第1領域をさらに覆ってもよい。
 これにより、第1領域も絶縁部材で覆われるため、第1領域においても発電層の各層の側面における材料の崩落および短絡の発生を抑制できる。
 また、本開示の別の一態様に係る電池の製造方法は、電極層、対極層および電極層と対極層との間に位置する固体電解質層を有する電極層と、集電体とが積層された構造をそれぞれが有する複数の単位セルを準備する第1ステップと、前記複数の単位セルを積層した発電要素を形成する第2ステップとを含み、前記第2ステップは、前記発電要素の側面に、前記複数の単位セルの各発電層が、前記複数の単位セルの集電体のうち前記各発電層に隣接する集電体よりも後退していない第1領域と、前記各発電層が、前記複数の単位セルの集電体のうち前記各発電層に隣接する集電体よりも後退することで凹部が形成されている第2領域とを、形成することを含む。
 これにより、形成された第2領域においては、集電体における凹部側の主面に、電流を取り出すための端子などの導電部材を凹部内で接続できる。よって、集電体の側面に端子を接続する場合と比べて、端子と集電体との接続面積を増大することができ、接続部分の抵抗を小さくできるため、製造される電池の大電流特性を高めることができる。また、端子と集電体との接続面積の増大により、端子と集電体との機械的接続強度が高められ、製造される電池の信頼性を高めることができる。
 また、形成された第2領域において、集電体は発電層の側面よりも突出している。一方、形成された第1領域においては、発電層が後退していないため、第2領域において突出した集電体の先端の位置で、集電体と発電層とが積層されて配置されている。通常、集電体が突出すると、集電体の突出部分は積層方向に動いて変形しやすいが、第2領域において突出した集電体は、隣接する第1領域における発電層に支持されて動きにくくなり、集電体の間隔が一定に維持されやすくなる。よって、電池の製造工程および製造される電池の使用中において、集電体同士が接触して短絡すること、および、近接して放電短絡することが抑制され、製造される電池の信頼性を高めることができる。
 また、発電要素の側面において、第1領域および第2領域のうちの第2領域のみで発電層が後退しているため、発電層が後退する領域を減らすことができ、製造される電池のエネルギー密度を高めることができる。
 また、例えば、前記第2ステップにおいて、前記第1領域が、前記発電要素の積層方向に垂直な方向の両側から前記第2領域を挟むように前記凹部を形成してもよい。
 これにより、形成された第2領域における突出した集電体が、両側の第1領域における発電層によって支持されるため、集電体が張った状態になりやすく、第2領域において集電体の間隔がより維持されやすくなる。
 また、例えば、前記第2ステップにおいて、前記各発電層に対する一部切断、研磨、サンドブラスト、ブラッシング、エッチング、レーザー照射またはプラズマ照射により前記凹部を形成してもよい。
 これにより、容易に凹部を形成できる。
 また、例えば、前記製造方法は、前記第2領域において、前記複数の単位セルの集電体のうち前記凹部に隣接する集電体の少なくとも一方の主面に電気的に接続される導電部材を形成する第3ステップをさらに含んでもよい。
 これにより、集電体の主面に電気的に接続されることで、集電体との接続面積を増大できる導電部材が形成され、導電部材を端子等に用いることができる。
 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、電池の発電要素の平面視形状が矩形である場合に、当該矩形の第1辺、および、当該第1辺に直交する第2辺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発電層の積層方向に一致する。
 また、本明細書において、発電要素の「積層方向」は、集電体および発電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、発電要素または発電層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、「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1」、「第2」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1)
 まず、実施の形態1に係る電池の構成について説明する。
 図1は、実施の形態1に係る電池の側面図である。図1は、後述する側面11を正面から見た場合の、つまり側面11に対する平面視での平面図である。図2Aおよび図2Bは、実施の形態1に係る電池の断面図である。図2Aは、後述する後退領域92を切断する位置での断面図である。図2Aは、図3のIIA-IIA線における断面を表している。また、図2Bは、後述する連続領域91を切断する位置での断面図である。図2Bは、図3のIIB-IIB線における断面を表している。図3は、実施の形態1に係る電池の上面図である。なお、図1では、側面11に表れる各層の側面(端面)に対して、図2Aおよび図2B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、後述する各側面図についても同様である。
 図1から図3に示されるように、本実施の形態に係る電池1は、発電要素10と、対極端子31と、電極端子32とを備える。対極端子31および電極端子32は、それぞれ、導電部材の一例である。電池1は、例えば、全固体電池である。
 発電要素10は、複数の発電層100と、複数の集電体200とが、複数の発電層100の厚み方向に沿って積層された構造を有する。
 図3に示されるように、発電要素10の平面視形状は、例えば、矩形である。つまり、発電要素10の形状は、扁平な直方体である。ここで、扁平とは、厚み(すなわち、z軸方向の長さ)が主面の各辺(すなわち、x軸方向およびy軸方向の各々の長さ)または最大幅より短いことを意味する。発電要素10の平面視形状は、正方形、六角形または八角形などの他の多角形であってもよく、円形または楕円形などであってもよい。なお、本明細書に係る図面において、図1などの側面図ならびに図2Aおよび図2B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3に示されるように、発電要素10は、4つの側面11、12、13および14と、2つの主面15および16とを含む。
 側面11および側面12は、互いに背向しており、かつ、互いに平行である。側面11および側面12はそれぞれ、主面15の長辺を含む側面である。
 側面13および側面14は、互いに背向しており、かつ、互いに平行である。側面13および側面14はそれぞれ、主面15の短辺を含む側面である。
 主面15および主面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。主面15および16はいずれも、平坦面である。
 図1から図2Bに示されるように、発電要素10は、複数の発電層100と、複数の集電体200とを有する。発電層100は、電池の発電部の最小構成であり、単位セルとも称される。また、発電層100と発電層100に接続された集電体200とを合わせて単位セルと称する場合もある。複数の発電層100は、電気的に並列接続されるように積層されている。本実施の形態では、複数の発電層100は、発電要素10が有する全ての発電層100が電気的に並列接続されるように積層されている。図示される例では、発電要素10が有する発電層100の個数が8個であるが、これに限らない。例えば、発電要素10が有する発電層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。
 複数の発電層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および対極層120はそれぞれ、活物質を含み、電極活物質層および対極活物質層とも称される。複数の発電層100の各々では、電極層110、固体電解質層130、および対極層120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、発電層100の正極層および負極層の一方である。対極層120は、発電層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。
 複数の発電層100の構成は、互いに実質的に同一である。隣り合う2つの発電層100では、発電層100を構成する各層の並び順が逆になっている。つまり、発電層100を構成する各層の並び順が交互に入れ替わりながら、複数の発電層100は、z軸に沿って並んで積層されている。これにより、複数の発電層100は、電気的に並列接続されるように積層されている。本実施の形態では、発電層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、同極性の層になる。
 複数の発電層100のうちの互いに隣り合う2つの発電層100は、複数の集電体200のうち少なくとも1つの集電体200を介して積層され、かつ、発電要素10の各発電層100は、複数の集電体200のうちの互いに隣り合う2つの集電体200に挟まれている。図示されている例では、複数の発電層100のうちのすべての隣り合う発電層100の組は、1つの集電体200を介して積層されているが、2つまたは3つ以上の集電体200を介して積層されていてもよい。2つの集電体200を介して隣り合う発電層100が積層される場合には、2つの集電体200は、例えば、導電性接着剤、半田または直接溶接等を用いて接合される。
 複数の集電体200は、電極層110に電気的に接続される電極集電体210と、対極層120に電気的に接続される対極集電体220とを含む。電極集電体210の少なくとも一方の主面には固体電解質層130を介さずに電極層110が積層される。対極集電体220の少なくとも一方の主面には固体電解質層130を介さずに対極層120が積層される。
 発電要素10に含まれる各構成要素の詳細を説明する。
 集電体200は、導電性を有する箔状、板状または網目状の部材である。集電体200は、例えば、導電性を有する薄膜であってもよい。集電体200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。複数の集電体200における電極集電体210と対極集電体220とは、異なる材料を用いて形成されていてもよい。
 集電体200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210の主面には、電極層110が接触している。なお、電極集電体210は、電極層110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220の主面には、対極層120が接触している。なお、対極集電体220は、対極層120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。
 電極層110は、電極集電体210の、対極層120側の主面に配置されている。電極層110は、例えば、電極材料として負極活物質を含む。電極層110は、対極層120に対向して配置されている。
 電極層110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、電極層110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(LiS)および五硫化二リン(P)の混合物が用いられうる。また、電極層110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剤、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。
 電極層110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210の主面上に塗工し乾燥させることにより、電極層110が作製される。電極層110の密度を高めるために、乾燥後に、電極層110が塗工された電極集電体210(電極板とも称される)をプレスしておいてもよい。電極層110の厚みは、例えば5μm以上300μm以下であるが、これに限らない。
 対極層120は、対極集電体220の、電極層110側の主面に配置されている。対極層120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。対極層120は、例えば、正極活物質を含む。
 対極層120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、対極層120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、LiSおよびP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、対極層120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剤、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。
 対極層120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220の主面上に塗工し乾燥させることにより、対極層120が作製される。対極層120の密度を高めるために、乾燥後に、対極層120が塗工された対極集電体220(対極板とも称される)をプレスしておいてもよい。対極層120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、電極層110と対極層120との間に配置される。固体電解質層130は、電極層110と対極層120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、LiSおよびP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、電極層110、対極層120および固体電解質層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、電極層110、対極層120および固体電解質層130を合わせて滑らかに湾曲させてもよい。
 また、発電層100では、例えば、電極層110、固体電解質層130および対極層120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。
 また、本実施の形態では、発電要素10では、対極集電体220の側面11側の端面と電極集電体210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220および電極集電体210の各々の側面12側の端面においても同様である。発電要素10では、複数の集電体200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。
 側面11および側面12は、それぞれ、連続領域91と後退領域92とを含む。連続領域91は、第1領域の一例である。後退領域92は、第2領域の一例である。
 連続領域91は、側面11および側面12において、各発電層100が、複数の集電体200のうち、各発電層100に隣接する集電体200よりも後退していない領域である。つまり、連続領域91では、ある1つの発電層100に着目した場合に、当該1つの発電層100は、当該1つの発電層100に隣接する集電体200よりも後退してない。連続領域91では、例えば、z軸方向から見た場合に、複数の発電層100それぞれの側面、具体的には、複数の発電層100それぞれの電極層110、固体電解質層130および対極層120それぞれの側面と、複数の集電体200それぞれの側面とが一致している。連続領域91では、例えば、複数の発電層100それぞれの側面と、複数の集電体200それぞれの側面とは、平坦面を構成して連続し、面一である。
 また、連続領域91は、例えば、側面11および側面12の発電要素10の積層方向に垂直な方向の端部を含む領域である。これにより、発電要素10の稜線部分で隣り合う集電体200に発電層100が配置され、外力の影響が大きい発電要素10の稜線部分で集電体200同士が接触することが抑制される。
 後退領域92は、側面11および側面12において、各発電層100が、複数の集電体200のうち、各発電層100に隣接する集電体200よりも後退することで凹部20が形成されている領域である。つまり、後退領域92では、ある1つの発電層100に着目した場合に、当該1つの発電層100は、当該1つの発電層100に隣接する集電体200よりも後退している。後退領域92では、複数の発電層100のそれぞれが集電体200よりも後退して、複数の凹部20が形成されている。具体的には、発電層100は、積層方向において当該発電層100の両側に隣接する電極集電体210および対極集電体220いずれよりも後退している。後退領域92では、例えば、z軸方向から見た場合に、複数の発電層100それぞれの側面は、複数の集電体200それぞれの側面よりも内側に位置する。つまり、後退領域92では、複数の集電体200のそれぞれは、複数の発電層100それぞれよりも突出している。具体的には、積層方向において発電層100の両側に隣接する電極集電体210および対極集電体220は、いずれも、当該発電層100よりも突出している。
 また、後退領域92では、各発電層100が後退して形成されている複数の凹部20は、発電要素10の積層方向(z軸方向)に沿って並んでいる。これにより、後退領域92を形成しやすくなる。
 また、側面11および側面12において、つまり、側面11および側面12に対する平面視において、連続領域91と後退領域92とは、発電要素10の積層方向に垂直な方向で隣接する。また、側面11および側面12において、連続領域91は、発電要素10の積層方向に垂直な方向の両側から後退領域92を挟むように位置する。つまり、後退領域92は、連続領域91を分離するように配置されている。そのため、凹部20は、連続領域91における発電層100と、後退領域92における集電体200とに囲まれた空間である。
 また、側面11および側面12において、発電要素10の積層方向に垂直な方向の後退領域92の長さは、発電要素10の積層方向に垂直な方向の連続領域91の長さよりも大きい。これにより、後退領域92において、集電体200と端子との接続面積を増大できるため、電池1の大電流特性を高めることができる。以下では、連続領域91および後退領域92の積層方向に垂直な方向の長さを、「幅」と称する場合がある。なお、側面11および側面12において、連続領域91および/または後退領域92が分離されている場合には、連続領域91および/または後退領域92の幅は、分離された連続領域91および/または後退領域92の幅の総和である。
 各凹部20では、例えば、対応する後退している各発電層100に隣接する集電体200の凹部20側の主面が露出している。これにより、凹部20内において、対極端子31または電極端子32を電気的に接続することができる。なお、当該集電体200の凹部20側の主面を電極層110または対極層120が被覆していてもよい。この場合の電極層110または対極層120の厚みは、例えば、凹部20が形成されていない箇所の電極層110または対極層120の厚みの5分の1以下である。
 凹部20は、例えば、段差状の凹部であるが、これに限らず、テーパ形状を有する凹部であってもよく、湾曲した面を有する凹部であってもよい。
 凹部20の最大深さは、例えば、対応する各発電層100の厚さ、つまり、積層方向における凹部20の幅よりも大きい。これにより、対極端子31または電極端子32が凹部20内で集電体200に接続される場合の、対極端子31または電極端子32と集電体200との接続面積を大きくでき、大電流特性を高めることができる。
 また、凹部20の最大深さは、凹部20に隣接する集電体200の厚みの4.5倍以上であってもよい。これにより、集電体200の側面部分だけが端子に接続されている場合に比べて、集電体200の主面の裏表両面および側面が端子に接続される場合には10倍以上の接続面積を確保することができる。また、凹部20の最大深さは、凹部20に隣接する集電体200の厚みの9倍以上であってもよい。集電体200の側面部分だけが端子に接続されている場合に比べて、集電体200の主面の片面および側面が端子に接続される場合には10倍以上の接続面積を確保することができる。
 なお、側面13および側面14は、例えば、後退領域92を含まず、連続領域91のみで構成されるが、これに限らず、連続領域91と後退領域92とを含んでいてもよい。また、側面11および側面12の構造は、背向する位置関係にある側面11と側面12とに形成される場合に限らない。例えば、側面11および側面13など、側面11および側面12の代わりに、隣り合う(直交する)関係にある2つの側面に側面11および側面12の構造が形成されてもよい。
 後退領域92において、対極端子31および電極端子32は、それぞれ、各発電層100に隣接する集電体200の主面を覆い、当該集電体200の主面に電気的に接続されている。対極端子31および電極端子32は、例えば、集電体200の主面に接している。具体的には、対極端子31は、側面11における後退領域92において、凹部20に隣接して突出する対極集電体220の凹部20側の主面を覆い、当該対極集電体220に電気的に接続されている。電極端子32は、側面12における後退領域92において、凹部20に隣接して突出する電極集電体210の凹部20側の主面を覆い、当該電極集電体210に電気的に接続されている。これにより、対極端子31は、対極層120の取出電極として機能し、電極端子32は、電極層110の取出電極として機能する。各対極端子31を一括接続し、各電極端子32を一括接続することで、電池1全体を並列接続することができる。なお、対極端子31は、対極集電体220の上下どちらの主面に接続されてもよい。また、電極端子32は、電極集電体210の上下どちらの主面に接続されてもよい。このように、対極端子31と電極端子32とが異なる側面における後退領域92に接続されることで、対極端子31と対極集電体220との接続面積および電極端子32と電極集電体210との接続面積を増大することができる。
 対極端子31は、凹部20内において、発電層100の側面とは離間して配置される。なお、対極端子31は、発電層100における電極層110に接してなければ、対極層120に接していてもよく、対極層120および固体電解質層130に接していてもよい。
 電極端子32は、凹部20内において、発電層100の側面とは離間して配置される。なお、電極端子32は、発電層100における対極層120に接してなければ、電極層110に接していてもよく、電極層110および固体電解質層130に接していてもよい。
 また、対極端子31および電極端子32は、例えば、発電要素10の主面15および主面16には接続されないが、主面15および主面16に接続されてもよい。
 対極端子31および電極端子32は、例えば、ニッケル、ステンレス、アルミニウムまたは銅などの金属で構成される箔状のリードである。対極端子31および電極端子32と集電体200との接続方法は特に限定されるものではなく、例えば接着または溶接などの工法を用いることができる。接着する場合には、例えば、はんだ、導電性接着剤または導電性接着テープ等を用いて接着する。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、電池1では、側面11および側面12は、連続領域91と後退領域92とを含む。これにより、後退領域92においては、集電体200における凹部20側の主面に、電流を取り出すための端子(例えば、対極端子31および電極端子32)を接続できる。よって、集電体200の側面に端子を接続する場合と比べて、端子と集電体200との接続面積を増大することができ、接続部分の抵抗を小さくできるため、大電流特性を高めることができる。また、端子と集電体200との接続面積の増大により、端子と集電体200との機械的接続強度が高められ、電池1の信頼性を高めることができる。
 また、後退領域92において、集電体200は発電層100の側面よりも突出している。一方、連続領域91においては、後退領域92において突出した集電体200の先端の位置で、側面の位置が揃った集電体200と、電極層110、対極層120および固体電解質層130を有する発電層100とが積層されて配置されている。通常、集電体200が突出すると、集電体200の突出部分は積層方向に動いて変形しやすいが、後退領域92において突出した集電体200は、隣接する連続領域91における発電層100に支持されて動きにくくなり、集電体200の間隔が一定に維持されやすくなる。よって、電池1の製造工程および電池1の使用中において、集電体200同士が接触して短絡すること、および、近接して放電短絡することが抑制され、信頼性を高めることができる。特に、後退領域92が連続領域91に両側から挟まれることで、後退領域92における集電体200が、両側の連続領域91における発電層100によって支持されるため、集電体200が張った状態になりやすく、後退領域92において集電体200の間隔がより維持されやすくなる。また、側面11および側面12において、連続領域91および後退領域92のうちの後退領域92のみで発電層100が後退しているため、発電層100が後退する領域を減らすことができ、エネルギー密度を高めることができる。
 [変形例1]
 続いて、実施の形態1の変形例1について説明する。なお、以下の変形例1の説明において、実施の形態1との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。また、以下で説明する変形例2以降の変形例についても同様であり、各変形例の説明においては、実施の形態1及び各変形例との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。
 図4は、実施の形態1の変形例1に係る電池の側面図である。図4は、側面11を正面から見た場合の平面図である。図5Aおよび図5Bは、実施の形態1の変形例1に係る電池の断面図である。図5Aは、図2Aと同様に、後退領域92を切断する位置での断面図である。また、図5Bは、図2Bと同様に、連続領域91を切断する位置での断面図である。
 図4から図5Bに示されるように、本変形例に係る電池1aは、実施の形態1に係る電池1と比較して、絶縁部材40をさらに備える点で相違する。
 絶縁部材40は、後退領域92において、各発電層100の側面の少なくとも一部を覆っており、発電層100の側面に接している。絶縁部材40は、例えば、絶縁性を有する絶縁層である。電池1aにおいては、絶縁部材40は、後退領域92において、凹部20の内部に位置し、各発電層100の側面を完全に覆っている。つまり、凹部20において、発電層100の側面は露出していない。絶縁部材40は、後退領域92において、電極層110、固体電解質層130および対極層120の側面を一括して覆っている。このように、絶縁部材40が発電層100の側面を覆うことで、電極層110、固体電解質層130および対極層120の側面における材料の崩落および短絡の発生を抑制できる。
 また、絶縁部材40は、後退領域92において、凹部20に隣接する集電体200の主面の一部を覆っている。具体的には、絶縁部材40は、凹部20において、発電層100の側面と集電体200の主面とを連続して覆い、発電層100の側面と集電体200の主面とに接している。
 絶縁部材40は、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。絶縁部材40は、例えば、絶縁材料を含む絶縁ペーストの塗工により形成される。絶縁部材40は、例えば、樹脂を含む。絶縁部材40が樹脂を含むことにより、電池1aの耐衝撃性を高めること、ならびに、電池1aの温度変化および充放電時の膨張収縮に伴って電池1aに加わる応力を緩和することができる。
 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。
 対極端子31および電極端子32は、それぞれ、凹部20内において、絶縁部材40とは離間して配置される。なお、対極端子31および電極端子32の少なくとも一方は、絶縁部材40に接していてもよい。
 [変形例2]
 次に、実施の形態1の変形例2について説明する。
 図6Aおよび図6Bは、実施の形態1の変形例2に係る電池の断面図である。図6Aは、図2Aと同様に、後退領域92を切断する位置での断面図である。また、図6Bは、図2Bと同様に、連続領域91を切断する位置での断面図である。
 図6Aおよび図6Bに示されるように、本変形例に係る電池1bは、実施の形態1の変形例1に係る電池1aと比較して、対極端子31および電極端子32の代わりに、それぞれ導電部材の一例である対極端子31bおよび電極端子32bを備える点で相違する。対極端子31bおよび電極端子32bは、対極端子31および電極端子32と比べて発電要素10との接触場所が異なる。
 対極端子31bは、側面11における後退領域92において、凹部20に隣接して突出する対極集電体220の両側の主面を覆い、当該対極集電体220の両側の主面に電気的に接続されている。対極端子31bは、凹部20に隣接して突出する対極集電体220の側面も覆っている。対極端子31bは、凹部20に隣接して突出する対極集電体220の一方の主面、側面および他方の主面を連続して覆っている。対極端子31bは、例えば、凹部20に隣接して突出する対極集電体220の両側の主面および側面に接している。また、対極端子31bは、凹部20内で発電層100の側面を覆う絶縁部材40に接しており、絶縁部材40を介して発電層100と離間している。
 電極端子32bは、側面12における後退領域92において、凹部20に隣接して突出する電極集電体210の両側の主面を覆い、当該電極集電体210の両側の主面に電気的に接続されている。電極端子32bは、凹部20に隣接して突出する電極集電体210の側面も覆っている。電極端子32bは、凹部20に隣接して突出する電極集電体210の一方の主面、側面および他方の主面を連続して覆っている。電極端子32bは、例えば、凹部20に隣接して突出する電極集電体210の両側の主面および側面に接している。また、電極端子32bは、凹部20内で発電層100の側面を覆う絶縁部材40に接しており、絶縁部材40を介して発電層100と離間している。
 このように、電池1bでは、電流取り出しのための端子が、後退領域92において突出した集電体200の両側の主面に電気的に接続されることで、端子と集電体200との接続面積を増大できるため、大電流特性を高めることができると共に、端子と集電体との機械的接続強度を高めて信頼性を向上できる。
 [変形例3]
 次に、実施の形態1の変形例3について説明する。
 図7Aおよび図7Bは、実施の形態1の変形例3に係る電池の断面図である。図7Aは、図2Aと同様に、後退領域92を切断する位置での断面図である。また、図7Bは、図2Bと同様に、連続領域91を切断する位置での断面図である。
 図7Aおよび図7Bに示されるように、本変形例に係る電池1cは、実施の形態1に係る電池1と比較して、それぞれ絶縁部材の一例である電極絶縁部材41および対極絶縁部材42をさらに備える点で相違する。
 電極絶縁部材41および対極絶縁部材42は、上述の絶縁部材40と比べて、発電要素10との接触場所が異なる。
 電極絶縁部材41は、側面11における後退領域92において、電極集電体210および電極層110を覆い、電極集電体210および電極層110に接している。具体的には、電極絶縁部材41は、側面11における後退領域92において、各発電層100の電極層110および複数の集電体200に含まれる各電極集電体210を覆う。電極絶縁部材41は、側面11における後退領域92において、凹部20に隣接して突出した電極集電体210の両側の主面および側面を覆っている。電極絶縁部材41は、電極集電体210および電極集電体210に隣接する1つまたは2つの電極層110を連続的に覆っている。電極絶縁部材41は、例えば、対極集電体220に接していない。電極絶縁部材41は、例えば、凹部20において、電極集電体210および電極層110を完全に覆っている。つまり、凹部20において、電極集電体210および電極層110は露出していない。なお、凹部20において、電極集電体210および電極層110の一部が露出していてもよい。
 また、電極絶縁部材41は、側面11における後退領域92において、固体電解質層130の少なくとも一部を覆っている。そのため、電極絶縁部材41は、隣り合う2つの発電層100のうち、一方の発電層100の固体電解質層130の少なくとも一部から、他方の発電層100の固体電解質層130の少なくとも一部までを連続的に覆っている。これにより、電極絶縁部材41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、対極端子31と電極集電体210および電極層110とが接触して短絡することが抑制される。また、粉体状の材料で形成されている固体電解質層130の側面は、非常に微細な凹凸が存在する。このため、電極絶縁部材41が当該凹凸に入り込むことで、電極絶縁部材41の密着強度が向上し、絶縁信頼性が向上する。なお、電極絶縁部材41は、側面11における後退領域92において、対極層120の少なくとも一部をさらに覆っていてもよい。また、電極絶縁部材41は、側面11に対する平面視でストライプの形状を有する。
 対極絶縁部材42は、側面12における後退領域92において、対極集電体220および対極層120を覆い、対極集電体220および対極層120に接している。具体的には、対極絶縁部材42は、側面12における後退領域92において、各発電層100の対極層120および複数の集電体200に含まれる各対極集電体220を覆う。対極絶縁部材42は、側面12における後退領域92において、凹部20に隣接して突出した対極集電体220の両側の主面および側面を覆っている。対極絶縁部材42は、対極集電体220および対極集電体220に隣接する1つまたは2つの対極層120を連続的に覆っている。対極絶縁部材42は、例えば、電極集電体210に接していない。対極絶縁部材42は、例えば、凹部20において、対極集電体220および対極層120を完全に覆っている。つまり、凹部20において、対極集電体220および対極層120は露出していない。なお、凹部20において、対極集電体220および対極層120の一部が露出していてもよい。
 また、対極絶縁部材42は、側面12における後退領域92において、固体電解質層130の少なくとも一部を覆っている。そのため、対極絶縁部材42は、隣り合う2つの発電層100のうち、一方の発電層100の固体電解質層130の少なくとも一部から、他方の発電層100の固体電解質層130の少なくとも一部までを連続的に覆っている。これにより、電極絶縁部材41が固体電解質層130を覆う場合と同様の効果が得られる。なお、対極絶縁部材42は、側面12における後退領域92において、電極層110の少なくとも一部をさらに覆っていてもよい。また、対極絶縁部材42は、側面12に対する平面視でストライプの形状を有する。
 このように、電池1cでは、対極端子31が対極集電体220に接続される側面11の後退領域92において、電極集電体210および電極層110が電極絶縁部材41に覆われ、対極端子31と電極集電体210および電極層110とが接触して短絡することが抑制される。また、電池1cでは、電極端子32が電極集電体210に接続される側面12の後退領域92において、対極集電体220および対極層120が対極絶縁部材42に覆われ、電極端子32と対極集電体220および対極層120とが接触して短絡することが抑制される。これにより、電池1cの信頼性が向上する。
 [変形例4]
 次に、実施の形態1の変形例4について説明する。
 図8Aおよび図8Bは、実施の形態1の変形例4に係る電池の断面図である。図8Aは、図2Aと同様に、後退領域92を切断する位置での断面図である。また、図8Bは、図2Bと同様に、連続領域91を切断する位置での断面図である。
 図8Aおよび図8Bに示されるように、本変形例に係る電池1dは、実施の形態1の変形例3に係る電池1cと比較して、対極端子31および電極端子32の代わりに、それぞれ導電部材の一例である対極端子31dおよび電極端子32dを備える点で相違する。
 対極端子31dおよび電極端子32dは、対極端子31および電極端子32と比べて配置形態が異なる。
 対極端子31dは、側面11における後退領域92において、凹部20に隣接して突出する対極集電体220の両側の主面を覆い、当該対極集電体220の両側の主面に電気的に接続されている。対極端子31dは、凹部20に隣接して突出する対極集電体220の側面も覆っている。対極端子31dは、凹部20に隣接して突出する対極集電体220の一方の主面、側面および他方の主面を連続して覆っている。対極端子31dは、例えば、凹部20に隣接して突出する対極集電体220の両側の主面および側面に接している。また、対極端子31dは、凹部20内で対極層120に接している。つまり、対極端子31dは、凹部20の深さ方向の全域にわたって対極集電体220の両側の主面を覆っている。これにより、対極端子31dと対極集電体220との接続面積を増大できるため、電池1dの大電流特性を向上できる。
 電極端子32dは、側面12における後退領域92において、凹部20に隣接して突出する電極集電体210の両側の主面を覆い、当該電極集電体210の両側の主面に電気的に接続されている。電極端子32dは、凹部20に隣接して突出する電極集電体210の側面も覆っている。電極端子32dは、凹部20に隣接して突出する電極集電体210の一方の主面、側面および他方の主面を連続して覆っている。電極端子32dは、例えば、凹部20に隣接して突出する電極集電体210の両側の主面および側面に接している。また、電極端子32dは、凹部20内で電極層110に接している。つまり、電極端子32dは、凹部20の深さ方向の全域にわたって電極集電体210の両側の主面を覆っている。これにより、電極端子32dと電極集電体210との接続面積を増大できるため、電池1dの大電流特性を向上できる。
 [変形例5]
 次に、実施の形態1の変形例5について説明する。
 図9Aおよび図9Bは、実施の形態1の変形例5に係る電池の断面図である。図9Aは、図2Aと同様に、後退領域92を切断する位置での断面図である。また、図9Bは、図2Bと同様に、連続領域91を切断する位置での断面図である。
 図9Aおよび図9Bに示されるように、本変形例に係る電池1eは、実施の形態1の変形例3に係る電池1cと比較して、対極端子31および電極端子32の代わりに、それぞれ導電部材の一例である対極端子31eおよび電極端子32eを備える点で相違する。
 対極端子31eおよび電極端子32eは、対極端子31および電極端子32と比べて配置形態が異なる。
 対極端子31eは、側面11において、後退領域92および電極絶縁部材41を覆い、対極層120および対極集電体220に電気的に接続されている。具体的には、対極端子31eは、電極絶縁部材41と、側面11における後退領域92のうち電極絶縁部材41に覆われていない部分とを覆っている。
 対極端子31eは、各凹部20内部に入り込んで、側面11における後退領域92のうち電極絶縁部材41に覆われていない部分で、対極集電体220の両側の主面および側面ならびに対極層120の側面に接しており、対極集電体220の両側の主面および対極層120の側面に電気的に接続される。対極層120は、粉体状の材料で形成されているので、固体電解質層130と同様に、非常に微細な凹凸が存在する。対極端子31eが対極層120の側面の凹凸に入り込むことで、対極端子31e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31eは、複数の発電層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31eは、各発電層100を電気的に並列接続する機能の一部を担っている。対極端子31eは、後退領域92における発電要素10の積層方向のほぼ全域にわたって後退領域92を一括して覆っている。
 発電要素10では、最上層および最下層がそれぞれ対極集電体220である。側面11の上端および下端の各々の近傍では、対極端子31eは、最上層および最下層の各々に位置する対極集電体220の主面の一部を外側から覆っている。これにより、対極端子31eは、z軸方向からの外力などに強く、脱離が抑制される。また、対極端子31eと対極集電体220との接続面積が大きくなるので、対極端子31と対極集電体220との接続抵抗が小さくなり、大電流特性を向上させることができる。
 電極端子32eは、側面12において、後退領域92および対極絶縁部材42を覆い、電極層110および電極集電体210に電気的に接続されている。具体的には、電極端子32eは、対極絶縁部材42と、側面12における後退領域92のうち対極絶縁部材42に覆われていない部分とを覆っている。
 電極端子32eは、各凹部20内部に入り込んで、側面12における後退領域92のうち対極絶縁部材42に覆われていない部分で、電極集電体210の両側の主面および側面ならびに電極層110の側面に接しており、電極集電体210の両側の主面および電極層110の側面に電気的に接続される。電極層110は、粉体状の材料で形成されているので、固体電解質層130と同様に、非常に微細な凹凸が存在する。電極端子32eが電極層110の側面の凹凸に入り込むことで、電極端子32e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32eは、複数の発電層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32eは、各発電層100を電気的に並列接続する機能の一部を担っている。電極端子32eは、後退領域92における発電要素10の積層方向のほぼ全域にわたって後退領域92を一括して覆っている。
 対極端子31eおよび電極端子32e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31eおよび電極端子32e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31eおよび電極端子32e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。
 なお、対極端子31eおよび電極端子32eの上に、さらに、めっき、印刷またははんだ付け等のその他の方法によって、外部電極を形成してもよい。外部電極の形成によって、例えば、電池1eの実装性を向上することができる。
 以上のように、対極端子31eおよび電極端子32eはそれぞれ、電池1eの取り出し電極として機能するだけでなく、複数の発電層100の並列接続の機能を担う。対極端子31eおよび電極端子32eはそれぞれ、後退領域92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、端子の体積を小さくできるため、電池1eの体積エネルギー密度を向上させることができる。
 [変形例6]
 次に、実施の形態1の変形例6について説明する。
 図10は、実施の形態1の変形例6に係る電池の側面図である。図10は、側面11を正面から見た場合の平面図である。
 図10に示されるように、本変形例に係る電池1fは、実施の形態1の変形例1に係る電池1aと比較して、連続領域91によって後退領域92が複数に分離されている点で相違する。
 電池1fにおいては、連続領域91の一部は、後退領域92を分離するように配置される。後退領域92は、側面11において、連続領域91によって2つに分離されている。つまり、側面11において、各発電層100が複数箇所で各発電層100に隣接する集電体200よりも後退して、各発電層100に対して複数の凹部20が形成されている。複数に分離された後退領域92はそれぞれ、発電要素10の積層方向に垂直な方向において、連続領域91に両側から挟まれている。分離された後退領域92それぞれを切断した断面構造は、例えば、それぞれ図5Aに示される電池1aの断面構造と同じである。
 このように、電池1fでは、後退領域92が分離されることで、分離された後退領域92の個々の幅が小さくなるため、後退領域92において突出した集電体200は、より動きにくくなり、集電体200の間隔がより一定に維持されやすくなる。よって、電池1fの製造工程および電池1fの使用中において、集電体200同士が接触して短絡することがさらに抑制され、信頼性を高めることができる。
 なお、側面12においても、側面11と同様に後退領域92が複数に分離されていてもよい。
 [変形例7]
 次に、実施の形態1の変形例7について説明する。
 図11は、実施の形態1の変形例7に係る電池の側面図である。図11は、側面11を正面から見た場合の平面図である。
 図11に示されるように、本変形例に係る電池1gは、実施の形態1の変形例6に係る電池1fと比較して、後退領域92が分離されている数が多い点で相違する。
 電池1gにおいては、後退領域92は、側面11において、3つ以上、具体的には5つに分離されている。このように、電池1fよりも後退領域92が分離される数が増えることで、分離された後退領域92の個々の幅がさらに小さくなるため、集電体200同士が接触して短絡することがさらに抑制される。
 なお、側面12においても、側面11と同様に後退領域92が3つ以上に分離されていてもよい。
 [変形例8]
 次に、実施の形態1の変形例8について説明する。
 図12は、実施の形態1の変形例8に係る電池の側面図である。図12は、側面11を正面から見た場合の平面図である。
 図12に示されるように、本変形例に係る電池1hは、実施の形態1の変形例5に係る電池1eと比較して、後退領域92が複数に分離されている点で相違する。
 電池1hにおいては、後退領域92は、側面11において、3つ以上、具体的には5つに分離されている。分離された後退領域92それぞれを切断した断面構造は、例えば、それぞれ図9Aに示される電池1eの断面構造と同じである。
 これにより、実施の形態1の変形例5に係る電池1eと実施の形態1の変形例7に係る電池1gとの効果を組み合わせた効果が得られる。
 なお、側面12においても、側面11と同様に後退領域92が3つ以上に分離されていてもよい。
 [変形例9]
 次に、実施の形態1の変形例9について説明する。
 図13は、実施の形態1の変形例9に係る電池の側面図である。図13は、側面11を正面から見た場合の平面図である。
 図13に示されるように、本変形例に係る電池1iは、実施の形態1の変形例6に係る電池1fと比較して、複数の分離された後退領域92の1つに対極端子31が接続され、他の1つに電極端子32が接続されている点で相違する。
 電池1iにおいて、側面11における複数に分離された後退領域92は、対極端子31が接続される後退領域92aと、電極端子32が接続される後退領域92bとを含む。後退領域92aを切断した断面構造は、例えば、図5Aに示される電池1aの側面11側の後退領域92の断面構造と同じである。また、後退領域92bを切断した断面構造は、例えば、図5Aに示される電池1aの側面12側の後退領域92の断面構造と同じである。
 このように、電池1iでは、1つの側面11に、対極端子31および電極端子32の両方が接続されるため、同じ面に両極端子を形成することができる。そのため、例えば、電池1iを基板等に実装する場合、容易に基板と電池1iとの電気的接続を形成することができる。
 [変形例10]
 次に、実施の形態1の変形例10について説明する。
 図14Aおよび図14Bは、実施の形態1の変形例10に係る電池の断面図である。図14Aは、図2Aと同様に、後退領域92を切断する位置での断面図である。また、図14Bは、図2Bと同様に、連続領域91を切断する位置での断面図である。
 図14Aおよび図14Bに示されるように、本変形例に係る電池1jは、実施の形態1の変形例5に係る電池1eと比較して、絶縁部材の一例である連続領域絶縁部材43をさらに備える点で相違する。
 連続領域絶縁部材43は、側面11および側面12において、連続領域91を覆い、連続領域91に接している。連続領域絶縁部材43は、例えば、側面11および側面12における連続領域91の全てを覆う。また、連続領域絶縁部材43は、主面15および主面16の端部を覆う。また、図示されていないが、連続領域絶縁部材43は、側面13および側面14を覆っていてもよい。
 連続領域絶縁部材43は、例えば、電極絶縁部材41および対極絶縁部材42と同じ材料で形成される。連続領域絶縁部材43および電極絶縁部材41、ならびに、連続領域絶縁部材43および対極絶縁部材42は、それぞれ、一体で形成された絶縁部材であってもよい。また、電極絶縁部材41、対極絶縁部材42および連続領域絶縁部材43は、発電要素10の外周を囲むように一体で形成された絶縁部材であってもよい。
 このように、連続領域絶縁部材43が連続領域91を覆うことで、連続領域91における発電層100の側面が保護され、発電層100の側面における材料の崩落および短絡を抑制できる。
 [変形例11]
 次に、実施の形態1の変形例11について説明する。
 図15は、実施の形態1の変形例11に係る電池の側面図である。図15は、側面11を正面から見た場合の平面図である。
 図15に示されるように、本変形例に係る電池1kは、実施の形態1の変形例10に係る電池1jと比較して、後退領域92が複数に分離され、複数の分離された後退領域92のそれぞれに接続される対極端子31eが繋がっている点で相違する。
 電池1kにおいて、連続領域絶縁部材43は、側面11における両端に配置されている連続領域91だけでなく、後退領域92に挟まれた連続領域91も覆っている。
 対極端子31eは、電極絶縁部材41と、連続領域絶縁部材43と、側面11のうち電極絶縁部材41および連続領域絶縁部材43に覆われていない部分とを一括で覆っている。つまり、図示はされていないものの、後退領域92に挟まれた連続領域91と、対極端子31eとの間にも、連続領域絶縁部材43は配置されている。
 対極端子31eは、側面11のうち電極絶縁部材41および連続領域絶縁部材43に覆われていない部分で、対極集電体220の両側の主面および側面ならびに対極層120の側面に接しており、対極集電体220および対極層120と電気的に接続される。
 対極端子31eは、連続領域91を覆う連続領域絶縁部材43を覆う位置にも配置され、複数に分離された後退領域92それぞれに接続された対極端子31eが互いに繋がっている。つまり、1つの対極端子31eが、複数に分離された後退領域92それぞれにおいて、複数の発電層100の各々の対極層120と電気的に接続されている。
 このように、連続領域91を連続領域絶縁部材43が覆うことで、後退領域92が分離されている場合にも、分離された後退領域92に接続される対極端子31eを一括して形成することができ、対極端子31eの形成および対極端子31eを用いた電流取り出しが容易になる。
 なお、側面12においても、側面11と同様に、後退領域92が分離されて、複数の分離された後退領域92のそれぞれに接続される電極端子32eが繋がっている構成であってもよい。
 [変形例12]
 次に、実施の形態1の変形例12について説明する。
 図16Aおよび図16Bは、実施の形態1の変形例12に係る電池の断面図である。図16Aは、図2Aと同様に、後退領域92を切断する位置での断面図である。また、図16Bは、図2Bと同様に、連続領域91を切断する位置での断面図である。
 図16Aおよび図16Bに示されるように、本変形例に係る電池1mは、実施の形態1の変形例10に係る電池1jと比較して、後退領域92において、電極集電体210および対極集電体220のうちの一方のみが突出している点で相違する。
 電池1mにおいては、側面11における後退領域92において、発電層100は、当該発電層100の両側に隣接する電極集電体210および対極集電体220のうちの対極集電体220のみよりも後退して凹部21が形成されている。また、側面11における後退領域92において、電極集電体210は、対極集電体220よりも後退しており、z軸方向から見た場合に、電極集電体210の側面と発電層100の側面とが一致している。そのため、側面11における後退領域92において、対極集電体220は、電極集電体210および発電層100よりも突出している。突出した対極集電体220は、対極端子31eに覆われ、対極端子31eと電気的に接続されている。このように、側面11における後退領域92において、電極集電体210が突出していないため、製造工程中等に電極集電体210と対極集電体220とが接触して短絡することが抑制される。
 また、側面12における後退領域92において、発電層100は、当該発電層100の両側に隣接する電極集電体210および対極集電体220のうちの電極集電体210のみよりも後退して凹部22が形成されている。また、側面12における後退領域92において、対極集電体220は、電極集電体210よりも後退しており、z軸方向から見た場合に、対極集電体220の側面と発電層100の側面とが一致している。そのため、側面12における後退領域92において、電極集電体210は、対極集電体220および発電層100よりも突出している。突出した電極集電体210は、電極端子32eに覆われ、電極端子32eと電気的に接続されている。このように、側面12における後退領域92において、対極集電体220が突出していないため、製造工程中等に電極集電体210と対極集電体220とが接触して短絡することが抑制される。
 電極絶縁部材41は、側面11における後退領域92において、電極集電体210および電極層110を覆い、電極集電体210および電極層110に接している。具体的には、電極絶縁部材41は、側面11における後退領域92において、電極集電体210の側面および電極集電体210に隣接する1つまたは2つの電極層110の側面を連続的に覆っている。電池1mでは、電極集電体210の側面と発電層100の側面との位置が揃って面一になっているために、電極絶縁部材41を容易に形成できる。また、電極絶縁部材41から電極集電体210が突出することがないため、電極集電体210と対極集電体220とが接触して短絡することが抑制される。
 対極絶縁部材42は、側面12における後退領域92において、対極集電体220および対極層120を覆い、対極集電体220および対極層120に接している。具体的には、対極絶縁部材42は、側面12における後退領域92において、対極集電体220の側面および対極集電体220に隣接する1つまたは2つの対極層120の側面を連続的に覆っている。電池1mでは、対極集電体220の側面と発電層100の側面との位置が揃って面一になっているために、対極絶縁部材42を容易に形成できる。また、対極絶縁部材42から対極集電体220が突出することがないため、電極集電体210と対極集電体220とが接触して短絡することが抑制される。
 [変形例13]
 次に、実施の形態1の変形例13について説明する。
 図17Aおよび図17Bは、実施の形態1の変形例13に係る電池の断面図である。図17Aは、図2Aと同様に、後退領域92を切断する位置での断面図である。また、図17Bは、図2Bと同様に、連続領域91を切断する位置での断面図である。
 図17Aおよび図17Bに示されるように、本変形例に係る電池1nは、実施の形態1の変形例10に係る電池1jと比較して、後退領域92において、発電層100における電極層110、対極層120および固体電解質層130のうち一部が集電体200よりも後退している点で相違する。
 電池1nにおいては、側面11における後退領域92において、発電層100のうちの対極層120および固体電解質層130のみが、当該発電層100の両側に隣接する電極集電体210および対極集電体220よりも後退して凹部21nが形成されている。そのため、側面11における後退領域92において、対極層120は、電極層110よりも後退している。側面11における後退領域92において、対極層120の全体が、電極集電体210および対極集電体220よりも後退している。また、側面11における後退領域92において、固体電解質層130の少なくとも一部が、電極集電体210および対極集電体220よりも後退している。具体的には、固体電解質層130の側面のうち、電極絶縁部材41に覆われていない部分は、z軸方向に対して斜めに傾斜している。
 また、側面12における後退領域92において、発電層100のうちの電極層110および固体電解質層130のみが、当該発電層100の両側に隣接する電極集電体210および対極集電体220よりも後退して凹部22nが形成されている。そのため、側面12における後退領域92において、電極層110は、対極層120よりも後退している。側面12における後退領域92において、電極層110の全体が、電極集電体210および対極集電体220よりも後退している。また、側面12における後退領域92において、固体電解質層130の少なくとも一部が、電極集電体210および対極集電体220よりも後退している。具体的には、固体電解質層130の側面のうち、対極絶縁部材42に覆われていない部分は、z軸方向に対して斜めに傾斜している。
 電極絶縁部材41は、側面11における後退領域92において、電極集電体210および電極層110を覆い、電極集電体210および電極層110に接している。具体的には、電極絶縁部材41は、側面11における後退領域92において、電極集電体210の側面および電極集電体210に隣接する1つまたは2つの電極層110の側面を連続的に覆っている。
 対極絶縁部材42は、側面12における後退領域92において、対極集電体220および対極層120を覆い、対極集電体220および対極層120に接している。具体的には、対極絶縁部材42は、側面12における後退領域92において、対極集電体220の側面および対極集電体220に隣接する1つまたは2つの対極層120の側面を連続的に覆っている。
 例えば、側面11および側面12の上に電極絶縁部材41および対極絶縁部材42をそれぞれ形成した後に、側面11および側面12を様々な方法で処理して、電極層110、対極層120および固体電解質層130を後退させ、相対的に集電体200を突出させる際に、電極絶縁部材41および対極絶縁部材42の一部が削られて電極絶縁部材41および対極絶縁部材42の厚みが若干小さくなるとともに、粉体材料で構成されている電極層110および対極層120が集電体200よりも高速で後退する。その結果、図17Aに示されるような断面形状が形成される。そのため、凹部21nおよび凹部22nが形成されるまえの平坦な側面11および側面12に、電極絶縁部材41および対極絶縁部材42を形成できるため、製造工程を簡素化できる。
 [変形例14]
 次に、実施の形態1の変形例14について説明する。
 図18Aおよび図18Bは、実施の形態1の変形例14に係る電池の断面図である。図18Aは、図2Aと同様に、後退領域92を切断する位置での断面図である。また、図18Bは、図2Bと同様に、連続領域91を切断する位置での断面図である。
 図18Aおよび図18Bに示されるように、本変形例に係る電池1pは、実施の形態1の変形例12に係る電池1mと比較して、封止部材70をさらに備える点で相違する。
 封止部材70は、対極端子31eおよび電極端子32eの各々の少なくとも一部を露出させ、かつ、発電要素10を封止する。封止部材70は、例えば、発電要素10、電極絶縁部材41、対極絶縁部材42および連続領域絶縁部材43が露出しないように設けられている。
 封止部材70は、例えば、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。絶縁材料としては、例えば封止剤などの一般に公知の電池の封止部材の材料が用いられうる。絶縁材料としては、例えば、樹脂材料が用いられうる。なお、絶縁材料は、絶縁性であり、かつ、イオン伝導性を有さない材料であってもよい。例えば、絶縁材料は、エポキシ樹脂とアクリル樹脂とポリイミド樹脂とシルセスキオキサンとのうちの少なくとも1種であってもよい。
 なお、封止部材70は、複数の異なる絶縁材料を含んでもよい。例えば、封止部材70は、多層構造を有してもよい。多層構造の各層は、異なる材料を用いて形成され、異なる性質を有してもよい。
 封止部材70は、粒子状の金属酸化物材料を含んでもよい。金属酸化物材料としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化セリウム、酸化鉄、酸化タングステン、酸化ジルコニウム、酸化カルシウム、ゼオライト、ガラスなどが用いられうる。例えば、封止部材70は、金属酸化物材料からなる複数の粒子が分散された樹脂材料を用いて形成されていてもよい。
 金属酸化物材料の粒子サイズは、例えば、集電体200の間隔以下である。金属酸化物材料の粒子形状は、例えば球状、楕円球状または棒状などであるが、これに限定されない。
 封止部材70が設けられることで、電池1pの信頼性を、機械的強度、短絡防止および防湿など様々な点で向上することができる。
 (実施の形態2)
 次に、実施の形態2について説明する。なお、以下の実施の形態2の説明において、実施の形態1および実施の形態1の各変形例との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。また、以下で説明する実施の形態2の変形例1以降の変形例についても同様であり、各変形例の説明においては、実施の形態1、実施の形態2および各変形例との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。
 図19Aおよび図19Bは、実施の形態2に係る電池の断面図である。図19Aは、図2Aと同様に、後退領域92を切断する位置での断面図である。また、図19Bは、図2Bと同様に、連続領域91を切断する位置での断面図である。
 図19Aおよび図19Bに示されるように、本実施の形態に係る電池2は、実施の形態1に係る電池1と比較して、発電要素10の代わりに発電要素50を備え、また、対極端子31および電極端子32の代わりに、導電部材の一例である接続端子33を備える点で相違する。
 発電要素50は、発電要素10と同様に、複数の発電層100と、複数の集電体200とを有する。また、発電要素50において、発電要素10と同様に、複数の発電層100の各発電層100は、複数の集電体200のうち少なくとも1つの集電体200を介して積層され、かつ、複数の集電体200のうち隣り合う2つの集電体200に挟まれている。発電要素50は、複数の発電層100が電気的に直列接続されるように積層されている点で、発電要素10と異なる。発電要素50において、発電層100を構成する各層の並び順以外の構成は、発電要素10と同じである。発電要素50では、発電層100を構成する各層の並び順が同じになるように、複数の発電層100は、z軸に沿って並んで積層されている。これにより、複数の発電層100は、電気的に直列接続されるように積層されている。複数の集電体200のうち、最上部および最下部に位置する集電体200以外の集電体200は、一方の主面には固体電解質層130を介さずに電極層110が積層されて接触し、他方の主面には固体電解質層130を介さずに対極層120が積層されて接触する。つまり、複数の集電体200のうち、最上部および最下部に位置する集電体200以外の集電体200は、一方の主面が電極層110に電気的に接続され、他方の主面が対極層120に電気的に接続されるバイポーラー集電体である。
 発電要素50は、発電要素10の4つの側面11、12、13および14に対応する4つの側面と、発電要素10の2つの主面15および16に対応する2つの主面とを含む。具体的には、図19Aおよび図19Bに示されるように、発電要素50は、発電要素10の側面11に対応する側面51と、発電要素10の側面12に対応する側面52とを含む。
 発電要素50における側面51および側面52は、発電要素10と同様に、連続領域91と後退領域92とを含む。
 後退領域92において、接続端子33は、それぞれ、各発電層100に隣接する集電体200の主面を覆い、当該集電体200の主面に電気的に接続されている。接続端子33は、例えば、集電体200の主面に接している。接続端子33は、側面51における後退領域92において、隣り合う2つの集電体200のうち一方の集電体200のみの主面を覆う。側面51における後退領域92において、接続端子33に接続される集電体200と、接続端子33に接続されない集電体200とがz軸方向に沿って交互に並んでいる。
 また、接続端子33は、側面52における後退領域92において、隣り合う2つの集電体200のうち一方の集電体200のみの主面を覆う。側面52における後退領域92において、接続端子33に接続される集電体200と、接続端子33に接続されない集電体200とがz軸方向に沿って交互に並んでいる。
 このような構成により、側面51および側面52における後退領域92において、接続される接続端子33の数を減らすことができるため、接続端子33同士の接触による短絡が抑制されると共に、集電体200に接続端子33を接続する際に、接続端子33を形成しやすくなる。
 また、側面51における後退領域92において接続端子33に接続された集電体200は、側面52における後退領域92においては接続端子33に接続されない。側面52における後退領域92において接続端子33に接続された集電体200は、側面51における後退領域92においては接続端子33に接続されない。つまり、1つの集電体200には、1つの接続端子33が接続されている。
 例えば、接続端子33は、接続端子33の電位を測定することにより、各発電層100の状態の監視に用いることができるため、例えば、過充電および過放電を未然に防ぐことができる。また、各発電層100の間で充電状態にばらつきがある場合には、接続端子33を個別の発電層100の充放電に用いることで、充電状態のばらつきを低減できる。
 接続端子33は、例えば、対極端子31および電極端子32の説明で例示した材料および方法と同様の材料および方法で形成される。
 このように、本実施の形態に係る電池2においても、側面51および側面52が連続領域91と後退領域92とを含むため、実施の形態1に係る電池1と同様に、接続端子33と集電体200との接続面積を増大させて大電流特性を高めることができると共に、集電体200同士の接触が抑制され、信頼性を高めることができる。また、側面51および側面52において、連続領域91および後退領域92のうちの後退領域92のみで発電層100が後退するため、電池2のエネルギー密度を高めることができる。
 [変形例1]
 次に、実施の形態2の変形例1について説明する。
 図20Aおよび図20Bは、実施の形態2の変形例1に係る電池の断面図である。図20Aは、図2Aと同様に、後退領域92を切断する位置での断面図である。また、図20Bは、図2Bと同様に、連続領域91を切断する位置での断面図である。
 図20Aおよび図20Bに示されるように、本変形例に係る電池2aは、実施の形態2に係る電池2と比較して、側面51および側面52のうち側面51のみが連続領域91と後退領域92とを含む点で相違する。
 電池2aにおいて、側面51は、連続領域91と後退領域92とを含む。側面51における後退領域92において、複数の集電体200のそれぞれの主面が接続端子33で覆われており、接続端子33に電気的に接続されている。
 電池2aにおいて、側面52は、連続領域91および後退領域92のうち連続領域91のみを含む。そのため、側面52では、複数の集電体200に接続端子33が接続されない。
 このように、電池2aでは、接続端子33の位置が側面51側に集約されるため、電池2aを用いる場合に省スペース化しやすくなる。
 [変形例2]
 次に、実施の形態2の変形例2について説明する。
 図21は、実施の形態2の変形例2に係る電池の側面図である。図21は、側面51を正面から見た場合の平面図である。図22Aおよび図22Bは、実施の形態2の変形例2に係る電池の断面図である。図22Aは、図2Aと同様に、後退領域92を切断する位置での断面図である。また、図22Bは、図2Bと同様に、連続領域91を切断する位置での断面図である。
 図21から図22Bに示されるように、本変形例に係る電池2bは、実施の形態2の変形例1に係る電池2aと比較して、絶縁部材44をさらに備える点で相違する。
 絶縁部材44は、連続領域91と後退領域92とを一括で覆っている。具体的には、絶縁部材44は、側面51における後退領域92において、各発電層100の側面を覆っており、各発電層100の側面に接している。絶縁部材44は、例えば、絶縁性を有する絶縁層である。電池2bにおいては、絶縁部材44は、後退領域92において、凹部20の内部に位置し、各発電層100の側面を完全に覆っている。つまり、凹部20において、発電層100の側面は露出していない。また、絶縁部材44は、側面51および側面52における連続領域91を覆い、連続領域91に接している。絶縁部材44は、側面51および側面52における連続領域91の全てを覆う。また、絶縁部材44は、発電要素50の上下の主面の端部も覆っている。
 また、図示されていないが、絶縁部材44は、側面51および側面52以外の発電要素50の側面を覆っていてもよい。
 絶縁部材44は、例えば、上述の絶縁部材40の説明で例示した材料および方法を用いて形成される。
 また、図21に示されるように、側面51において、各接続端子33は、z軸方向に沿って並んでいる。
 このように、電池2bでは、絶縁部材44は、連続領域91と後退領域92とを覆うことにより、発電層100の側面における材料の崩落および短絡を抑制できる。
 [変形例3]
 次に、実施の形態2の変形例3について説明する。
 図23は、実施の形態2の変形例3に係る電池の側面図である。図23は、側面51を正面から見た場合の平面図である。
 図23に示されるように、本変形例に係る電池2cは、実施の形態2の変形例2に係る電池2bと比較して、側面51に対する平面視における接続端子33の配置が相違する。
 図23に示されるように、電池2cにおいては、側面51において、各接続端子33がz軸方向に対して傾斜した方向に沿って並んでいる。各接続端子33は、例えば、z軸方向から見た場合に、互いに重ならないように配置されている。このように隣り合う接続端子33の位置がz軸方向に沿った方向からずれて配置されることで、接続端子33同士が接触しにくくなり、短絡を抑制できる。
 なお、各接続端子33は、例えば、z軸方向から見た場合に、互いに重ならないように配置されていれば、図23に示されるように接続端子33がz軸方向に対して傾斜した方向に沿って並ばずに、ランダムな位置に配置されていてもよい。
 [変形例4]
 次に、実施の形態2の変形例4について説明する。
 図24Aおよび図24Bは、実施の形態2の変形例4に係る電池の断面図である。図24Aは、図2Aと同様に、後退領域92を切断する位置での断面図である。また、図24Bは、図2Bと同様に、連続領域91を切断する位置での断面図である。
 図24Aおよび図24Bに示されるように、本変形例に係る電池2dは、実施の形態2の変形例1に係る電池2aと比較して、封止部材70をさらに備える点で相違する。
 電池2dにおいて、封止部材70は、接続端子33の少なくとも一部を露出させ、かつ、発電要素50を封止する。封止部材70は、例えば、発電要素50が露出しないように設けられている。
 封止部材70が設けられることで、電池2dの信頼性を、機械的強度、短絡防止および防湿など様々な点で向上することができる。
 (製造方法)
 続いて、上述した各実施の形態および各変形例に係る電池の製造方法について説明する。
 各実施の形態および各変形例に係る電池の製造方法は、例えば、第1ステップと第2ステップと第3ステップとを含む。第1ステップでは、発電層100と集電体200とが積層された構造をそれぞれが有する複数の単位セルを準備する。第2ステップでは、第1ステップで準備した複数の単位セルを積層した発電要素10または50を形成する。また、第2ステップは、発電要素10または50の側面に、複数の単位セルの各発電層100が、複数の単位セルの集電体200のうち各発電層100に隣接する集電体200よりも後退していない連続領域91と、複数の単位セルの各発電層100が、複数の単位セルの集電体200のうち各発電層100に隣接する集電体200よりも後退することで凹部20が形成されている後退領域92とを形成することを含む。また、第3ステップでは、複数の単位セルの集電体200のうち凹部20に隣接する集電体200の少なくとも一方の主面を覆う導電部材を形成する。
 以下、図25から図26Cを参照しながら、各実施の形態および各変形例に係る電池の製造方法の詳細について説明する。
 図25は、各実施の形態または各変形例に係る電池の製造方法の一例を示すフローチャートである。図25は、各実施の形態および各変形例に係る電池を代表して、図18Aおよび図18Bに示される電池1pの製造方法の一例を示している。なお、電池1p以外の各実施の形態または各変形例に係る他の電池についても以下で説明する各ステップを適宜、適用することで製造することができる。各実施の形態または各変形例に係る電池の製造において、図25に示されるステップのうち省略されるステップがあってもよい。
 図25で示される例では、ステップS11が第1ステップに相当し、ステップS12およびステップS13が第2ステップに相当し、ステップS15が第3ステップに相当する。
 図25に示されるように、まず、発電層100と集電体200とが積層された構造をそれぞれが有する複数の単位セルを準備する(ステップS11)。次いで、形成した複数の単位セルを積層して発電要素10を形成する(ステップS12)。発電層100は、上述のように、電極層110と、電極層110に対向して配置される対極層120と、電極層110と対極層120との間に位置する固体電解質層130を含む。図26Aから図26Cは、それぞれ、単位セルの一例の断面図である。
 図26Aに示されるように、単位セル100aは、1つの発電層100と、2つの集電体200とを有する。単位セル100aでは、2つの集電体200の間に発電層100が配置され、発電層100は、2つの集電体200のそれぞれに接している。具体的には、発電層100の電極層110が2つの集電体200のうちの一方に接し、発電層100の対極層120が2つの集電体200のうちの他方に接する。
 また、図26Bおよび図26Cに示されるように、単位セル100bおよび単位セル100cは、それぞれ、1つの発電層100と、1つの集電体200とを有する。
 単位セル100bでは、集電体200は、発電層100の電極層110側に、発電層100と対向して配置され、電極層110に接している。単位セル100bでは、発電層100の対極層120の、固体電解質層130側とは反対側の主面は露出している。
 単位セル100cでは、集電体200は、発電層100の対極層120側に、発電層100と対向して配置され、対極層120に接している。単位セル100cでは、発電層100の電極層110の、固体電解質層130側とは反対側の主面は露出している。
 ステップS12では、例えば、このような単位セル100a、単位セル100bおよび単位セル100cのうちの少なくとも1種類の単位セルを、発電要素の積層構成にあわせて準備する。発電要素10を形成する場合、例えば、1つの単位セル100a、複数の単位セル100bおよび複数の単位セル100cを準備する。そして、最下層に単位セル100aを配置して、上方に向かって単位セル100bおよび単位セル100cを交互に積層する。このとき、単位セル100bは、図26Bに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の積層構造が形成される。
 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、単位セル100aを最上層に配置してもよい。あるいは、単位セル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、複数の単位セル100aを用いてもよい。また、1つの集電体200に対して両面塗工を行うことにより、集電体200の両側の主面に発電層100が積層された単位セルのユニットを形成し、形成したユニットを積層してもよい。また、単位セルとして、集電体200を有さない発電層100で構成される単位セルを用いてもよい。
 また、複数の単位セルを積層した後、発電要素10の側面を平坦化してもよい。例えば、複数の単位セルの積層体の端部を積層方向に沿って一括して切断することにより、切断面として形成される各側面が平坦な発電要素10を形成することができる。これにより、各層の塗工面積のばらつきの影響を受けることなく、各層の面積をそろえることができる。そのため、電池の容量ばらつきが小さくなり、電池容量の精度が向上する。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。
 また、発電要素50を形成する場合にも、発電層100の各層が並ぶ向きを同じにして複数の単位セルを積層することで形成可能である。
 次に、各発電層100に凹部20を形成する(ステップS13)。これにより、発電要素10の側面11および側面12に、連続領域91と後退領域92とが形成される。
 ステップS13では、例えば、発電層100の側面の一部を後退させる後退処理を行うことにより、凹部20が形成され、当該発電層100に隣接する集電体200が突出する。また、連続領域91が発電要素10の積層方向に垂直な方向の両側から後退領域92を挟むように、発電層100の側面における当該方向の端部以外の一部に凹部20を形成する。
 後退処理では、例えば、各発電層100に対する研磨、サンドブラスト、ブラッシング、エッチング、レーザー照射またはプラズマ照射により凹部20を形成する。後退処理では、例えば、凹部20を形成する箇所以外の側面11および側面12に保護部材を設け、所望の箇所のみを後退させる。これにより、側面11および側面12に、連続領域91と後退領域92とが形成された発電要素10が得られる。
 また、サンドブラストまたはブラッシングにより凹部20を形成する場合、例えば、集電体200と発電層100との加工速度の違いを利用して、削られやすい発電層100を後退させる。
 また、エッチングにより凹部20を形成する場合、例えば、集電体200のエッチング速度が発電層100の各層のエッチング速度より小さくなる条件でエッチングを行うことにより、発電層100を後退させる。
 また、レーザー照射またはプラズマ照射により凹部20を形成する場合、例えば、集電体200の加工速度が発電層100の各層の加工速度より小さくなる条件で照射加工を行うことにより、発電層100を後退させる。
 次に、発電要素10の側面11に電極絶縁部材41および連続領域絶縁部材43を形成し、発電要素10の側面12に対極絶縁部材42および連続領域絶縁部材43を形成する(ステップS14)。
 電極絶縁部材41、対極絶縁部材42および連続領域絶縁部材43は、例えば、流動性を有する樹脂材料を塗工して硬化させることによって形成される。塗工は、インクジェット法、スプレー法、スクリーン印刷法またはグラビア印刷法などによって行われる。硬化は、用いる樹脂材料によって、乾燥、加熱、光照射などによって行われる。例えば、電極絶縁部材41と連続領域絶縁部材43とは、一括で同じ樹脂材料を塗工することによって形成され、対極絶縁部材42と連続領域絶縁部材43とも、一括で同じ樹脂材料を塗工することによって形成される。電極絶縁部材41と対極絶縁部材42と連続領域絶縁部材43とが、一括で同じ樹脂材料を塗工することによって形成されてもよい。
 なお、電極絶縁部材41、対極絶縁部材42および連続領域絶縁部材43の形成を行う際に、対極端子31eおよび電極端子32eに接続される箇所が絶縁されないように、絶縁部材を形成すべきでない領域にテープなどによるマスキングまたはレジスト処理によって保護部材を形成する処理を行ってもよい。電極絶縁部材41、対極絶縁部材42および連続領域絶縁部材43の形成後に、保護部材を除去することで、端子との接続箇所の導電性を確保することができる。
 なお、ステップS13とステップS14とは順序が入れ替わってもよい。例えば、電池1nを形成する場合には、先に電極絶縁部材41、対極絶縁部材42および連続領域絶縁部材43を形成した後に、後退処理を行うことで、電極絶縁部材41、対極絶縁部材42および連続領域絶縁部材43が保護部材としても機能する。
 次に、発電要素10の側面11に対極端子31eを形成し、発電要素10の側面12に電極端子32eを形成する(ステップS15)。具体的には、側面11における後退領域92において、凹部20に隣接する対極集電体220の主面に電気的に接続される対極端子31eを形成し、側面12における後退領域において、凹部20に隣接する電極集電体210の主面に電気的に接続される電極端子32eを形成する。
 例えば、電極絶縁部材41および連続領域絶縁部材43と、側面11の電極絶縁部材41および連続領域絶縁部材43に覆われていない部分とを覆うように導電性樹脂を塗工して硬化させることで、対極端子31eを形成する。これにより、対極端子31eは、発電要素10の各対極集電体220の主面に電気的に接続される。また、対極絶縁部材42および連続領域絶縁部材43と、側面12の対極絶縁部材42および連続領域絶縁部材43に覆われていない部分とを覆うように導電性樹脂を塗工して硬化させることで、電極端子32eを形成する。これにより、電極端子32eは、発電要素10の各電極集電体210の主面に電気的に接続される。なお、対極端子31eおよび電極端子32eは、例えば印刷、めっき、蒸着、スパッタ、溶接、はんだ付け、接合その他の方法によって形成されてもよい。
 次に、発電要素10を封止する封止部材70を形成する(ステップS16)。封止部材70は、例えば、対極端子31eおよび電極端子32eの各々の少なくとも一部を露出させるように、流動性を有する樹脂材料を封止部材70が形成される箇所に塗工して硬化させることによって形成される。塗工は、インクジェット法、スプレー法、スクリーン印刷法またはグラビア印刷法などによって行われる。硬化は、用いる樹脂材料によって、乾燥、加熱、光照射などによって行われる。
 以上の工程を経て、図18Aおよび図18Bに示される電池1pを製造することができる。
 なお、ステップS11において準備した複数の単位セルを個別に、または、複数の単位セルの積層後に、積層方向に対してプレスする工程が行われてもよい。
 また、図25に示される例では、複数の単位セルを積層すること(ステップS12)の後に、各発電層100に凹部20を形成すること(ステップS13)が行われたが、これに限らない。例えば、複数の単位セルを積層すること(ステップS12)のまえに、各発電層100に凹部20を形成すること(ステップS13)が行われてもよい。この場合、例えば、各発電層100の凹部20が積層方向に並ぶように、複数の単位セルを積層することで、連続領域91と後退領域92とが形成される。
 また、この場合の凹部20を形成するための後退処理では、上述で挙げた例の他に、ステップS11で準備された単位セルの、平面視における所定の領域において、単位セルのうちの集電体200のみを残す一部切断によって、凹部20を形成してもよい。例えば、単位セルを積層方向に沿って発電層100を切断して分割し、かつ、集電体200の手前までで切断を止める。分割された発電層100の一方を除去することで、平面視における所定の領域において、単位セルのうちの集電体200のみを残すことができる。
 (他の実施の形態)
 以上、本開示に係る電池について、実施の形態および変形例に基づいて説明したが、本開示は、これらの実施の形態および変形例に限定されるものではない。本開示の主旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を実施の形態および変形例に施したものや、実施の形態および変形例における一部の構成要素を組み合わせて構築される別の形態も、本開示の範囲に含まれる。
 例えば、上記実施の形態および変形例では、発電要素は複数の発電層100の全てが電気的に並列接続または直列接続されるように積層されていたが、これに限らない。発電要素において、電気的に並列接続されるように積層された複数の発電層100をそれぞれが含む複数のユニットが、電気的に直列接続されるように積層されてもよい。また、発電要素において、電気的に直列接続されるように積層された複数の発電層100をそれぞれが含む複数のユニットが、電気的に並列接続されるように積層されてもよい。
 また、上記実施の形態および変形例では、連続領域91は、後退領域92の両側に隣接するように配置されていたが、これに限らない。例えば、連続領域91は、後退領域92の一方側のみに隣接して配置されていてもよい。
 また、上記実施の形態および変形例では、後退領域において、各凹部20は積層方向に並んでいたがこれに限らない。例えば、各凹部20は、積層方向から見た場合に位置が異なっていてもよい。
 また、上記実施の形態および変形例では、後退領域92において、集電体200に端子等の導電部材が接続されていたが、これに限らない。例えば、電池は、端子等の導電部材を備えず、電池外部の他の装置等に備えられた端子が、後退領域92において集電体200に接続されてもよい。
 また、上記の実施の形態および変形例は、特許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。
 本開示に係る電池は、電子機器、電気器具装置、電気車両などの様々な用途の電池として、利用されうる。
 1、1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g、1h、1i、1j、1k、1m、1n、1p、2、2a、2b、2c、2d 電池
 10、50 発電要素
 11、12、13、14、51、52 側面
 15、16 主面
 20、21、21n、22、22n 凹部
 31、31b、31d、31e 対極端子
 32、32b、32d、32e 電極端子
 33 接続端子
 40、44 絶縁部材
 41 電極絶縁部材
 42 対極絶縁部材
 43 連続領域絶縁部材
 70 封止部材
 91 連続領域
 92、92a、92b 後退領域
 100 発電層
 100a、100b、100c 単位セル
 110 電極層
 120 対極層
 130 固体電解質層
 200 集電体
 210 電極集電体
 220 対極集電体

Claims (14)

  1.  複数の発電層と、複数の集電体とが積層された構造を有する発電要素を備え、
     前記複数の発電層の各々は、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有し、
     前記複数の集電体は、前記対極層に電気的に接続される対極集電体と、前記電極層に電気的に接続される電極集電体とを含み、
     前記複数の発電層は、電気的に並列接続されるように積層され、隣り合う発電層は、前記複数の集電体のうちの少なくとも1つの集電体を介して積層され、かつ、前記発電要素の各発電層は、前記複数の集電体のうちの隣り合う2つの集電体に挟まれ、
     前記発電要素の側面は、
     前記各発電層が、前記複数の集電体のうち前記各発電層に隣接する集電体よりも後退していない第1領域と、
     前記各発電層が、前記複数の集電体のうち前記各発電層に隣接する集電体よりも後退することで凹部が形成されている第2領域と、を含み、
     前記第2領域において、前記電極層および前記電極集電体を覆う絶縁部材と、前記第2領域および前記絶縁部材を覆い、前記対極集電体の少なくとも一方の主面に電気的に接続された導電部材とを備える、
     電池。
  2.  前記側面において、前記第1領域は、前記発電要素の積層方向に垂直な方向の両側から前記第2領域を挟むように位置する、
     請求項1に記載の電池。
  3.  前記第2領域において、前記各発電層が後退して形成されている前記凹部は、前記発電要素の積層方向に沿って並んでいる、
     請求項1または2に記載の電池。
  4.  前記凹部の最大深さは、前記発電要素の積層方向における前記凹部の幅よりも大きい、
     請求項1から3のいずれか1項に記載の電池。
  5.  前記第2領域は、前記第1領域によって分離されている、
     請求項1から4のいずれか1項に記載の電池。
  6.  前記側面において、前記発電要素の積層方向に垂直な方向の前記第2領域の長さは、前記発電要素の積層方向に垂直な方向の前記第1領域の長さよりも大きい、
     請求項1から5のいずれか1項に記載の電池。
  7.  前記導電部材は、前記凹部に隣接する集電体の両側の主面を覆う、
     請求項1に記載の電池。
  8.  前記第2領域において、前記各発電層を覆う絶縁部材をさらに備える、
     請求項1から7のいずれか1項に記載の電池。
  9.  前記第2領域において、前記対極層は、前記電極層よりも後退している、
     請求項1に記載の電池。
  10.  前記絶縁部材は、前記第2領域において、前記固体電解質層の少なくとも一部をさらに覆う、
     請求項1または9に記載の電池。
  11.  前記絶縁部材は、前記第1領域をさらに覆う、
     請求項8から10のいずれか1項に記載の電池。
  12.  電極層、対極層および電極層と対極層との間に位置する固体電解質層を有する電極層と、集電体とが積層された構造をそれぞれが有する複数の単位セルを準備する第1ステップと、
     前記複数の単位セルを積層した発電要素を形成する第2ステップと、を含み、
     前記第2ステップは、前記複数の単位セルを並列接続するステップであり、前記発電要素の側面に、前記複数の単位セルの各発電層が、前記複数の単位セルの集電体のうち前記各発電層に隣接する集電体よりも後退していない第1領域と、前記各発電層が、前記複数の単位セルの集電体のうち前記各発電層に隣接する集電体よりも後退することで凹部が形成されている第2領域とを形成することを含み、前記第2領域において、前記電極層および前記電極層に電気的に接続される電極集電体を覆う絶縁部材と、前記第2領域および前記絶縁部材を覆い、前記対極層に電気的に接続される対極集電体の少なくとも一方の主面に導電部材を電気的に接続する、
     電池の製造方法。
  13.  前記第2ステップにおいて、前記第1領域が、前記発電要素の積層方向に垂直な方向の両側から前記第2領域を挟むように前記凹部を形成する、
     請求項12に記載の電池の製造方法。
  14.  前記第2ステップにおいて、前記各発電層に対する一部切断、研磨、サンドブラスト、ブラッシング、エッチング、レーザー照射またはプラズマ照射により前記凹部を形成する、
     請求項12または13に記載の電池の製造方法。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06231796A (ja) * 1993-02-05 1994-08-19 Tdk Corp 積層型電池とその製造方法
JPH09237639A (ja) * 1996-02-27 1997-09-09 Casio Comput Co Ltd 電池およびその製造方法
JP2009502011A (ja) * 2005-07-15 2009-01-22 シンベット・コーポレイション 軟質および硬質電解質層付き薄膜電池および方法
WO2012020699A1 (ja) * 2010-08-09 2012-02-16 株式会社 村田製作所 積層型固体電池
WO2021009959A1 (ja) * 2019-07-12 2021-01-21 パナソニックIpマネジメント株式会社 電池

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06231796A (ja) * 1993-02-05 1994-08-19 Tdk Corp 積層型電池とその製造方法
JPH09237639A (ja) * 1996-02-27 1997-09-09 Casio Comput Co Ltd 電池およびその製造方法
JP2009502011A (ja) * 2005-07-15 2009-01-22 シンベット・コーポレイション 軟質および硬質電解質層付き薄膜電池および方法
WO2012020699A1 (ja) * 2010-08-09 2012-02-16 株式会社 村田製作所 積層型固体電池
WO2021009959A1 (ja) * 2019-07-12 2021-01-21 パナソニックIpマネジメント株式会社 電池

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