WO2023089877A1 - 電池、電池の製造方法および回路基板 - Google Patents

電池、電池の製造方法および回路基板 Download PDF

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WO2023089877A1
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battery
hole
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main surface
battery cells
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PCT/JP2022/030061
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和義 本田
覚 河瀬
一裕 森岡
英一 古賀
浩一 平野
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パナソニックIpマネジメント株式会社
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    • H01M50/584Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries
    • H01M50/586Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries inside the batteries, e.g. incorrect connections of electrodes

Definitions

  • the present disclosure relates to a battery, a battery manufacturing method, and a circuit board.
  • Patent Document 1 discloses forming a through hole in a battery and providing a wiring pattern using the through hole.
  • Patent Document 2 discloses forming a through hole in a battery and using the through hole to fasten the battery.
  • reducing the mounting area of the battery is an important point for increasing the capacity density.
  • To reduce the mounting area of the battery means, for example, to reduce the projected area of the power generation element of the battery and the terminals for extracting current from the power generation element of the battery when the substrate is viewed from above.
  • batteries with different voltages may be used in combination, such as when handling multiple power supply voltages, and high-density mounting that can supply different voltages is also an important technical field.
  • the present disclosure provides a battery, a battery manufacturing method, and a circuit board that can achieve both high capacity density and high convenience.
  • a battery according to an aspect of the present disclosure has a plurality of battery cells each including an electrode layer, a counter electrode layer, and a solid electrolyte layer positioned between the electrode layer and the counter electrode layer, and A power generation element in which cells are stacked, a first conductive member, and a second conductive member, wherein at least some of the plurality of battery cells are electrically connected in parallel, and the parallel connection is the power generation element at least some of the plurality of battery cells are electrically connected in series, and at least some of the plurality of battery cells are connected to the power generation element at least one through hole is provided that penetrates in the stacking direction and is open to at least one of a first main surface of the power generation element and a second main surface opposite to the first main surface, and the first conductive member is , electrically connected to a first battery cell of the plurality of battery cells, passes through the at least one through hole, and is positioned on a first surface that is the first main surface or the second main surface.
  • the second conductive member extends to an opening position of the at least one through hole, is electrically connected to a second battery cell different from the first battery cell among the plurality of battery cells, and is electrically connected to the at least one through hole. extending through the hole to an opening position of the at least one through-hole located on the second surface, which is the first main surface or the second main surface, and the first cell and the second battery cell are arranged in parallel. Not connected.
  • a method for manufacturing a battery includes the steps of: forming a laminate in which the plurality of battery cells are laminated so that at least some of the battery cells are connected in series; , at least one penetrating through at least a part of the plurality of battery cells in the stacking direction and opening at least one of a first main surface of the stack and a second main surface opposite to the first main surface of the stack forming a through hole; electrically connecting a first battery cell of the plurality of battery cells in the at least one through hole; passing through the at least one through hole; forming a first conductive member extending to an opening position of the at least one through hole located on the main surface or the second main surface; An opening of the at least one through hole electrically connected to a second battery cell different from the first battery cell, passing through the at least one through hole, and located on the first main surface or the second main surface and forming a second conductive member extending to a position, wherein at least some of the plurality of battery cells are electrically connected
  • a circuit board has a plurality of battery cells each including an electrode layer, a counter electrode layer, and a solid electrolyte layer positioned between the electrode layer and the counter electrode layer, and the plurality of A power generation element in which battery cells are stacked, a first conductive member, a second conductive member, and a circuit pattern layer stacked on the power generation element and having circuit wiring, wherein at least one of the plurality of battery cells some of which are electrically connected in series, the power generation element includes at least one through hole that penetrates at least a portion of the plurality of battery cells in the stacking direction and is open on the first main surface of the power generation element is provided, the first conductive member is electrically connected to a first battery cell of the plurality of battery cells in the at least one through hole, passes through the at least one through hole, The second conductive member extends to an opening position of the at least one through hole located on the first main surface and is electrically connected to a portion of the circuit wiring, and the second conductive member is positioned
  • the at least one battery cell electrically connected to a second battery cell different from the first battery cell among the plurality of battery cells passes through the at least one through hole, and is located on the first main surface.
  • the circuit pattern layer extends to the opening position of the through hole and is electrically connected to another portion of the circuit wiring, and is located on the first main surface side of the power generating element.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a battery according to Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a top view of the battery according to Embodiment 1.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view of an example of a battery cell included in the power generation element according to Embodiment 1.
  • FIG. 3B is a cross-sectional view of another example of a battery cell included in the power generation element according to Embodiment 1.
  • FIG. 3C is a cross-sectional view of another example of a battery cell included in the power generation element according to Embodiment 1.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the power generating element according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a usage example of the battery according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view of a battery according to Embodiment 2.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a battery according to Embodiment 3.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a battery according to Embodiment 4.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a battery according to another example of Embodiment 4.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a battery according to Embodiment 5.
  • FIG. 11 is a top view of a battery according to Embodiment 5.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of a battery according to another example of Embodiment 5.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of a battery according to Embodiment 6.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of a battery according to Embodiment 7.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of a battery according to another example of Embodiment 7.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of a battery according to still another example of Embodiment 7.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of a battery according to Embodiment 8.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of a battery according to Embodiment 9.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view of a battery according to Embodiment 10.
  • FIG. FIG. 20 is a top view of a battery according to Embodiment 10.
  • FIG. FIG. 21 is a cross-sectional view of a circuit board according to the eleventh embodiment.
  • FIG. 22 is a flow chart showing Example 1 of the battery manufacturing method according to the embodiment.
  • FIG. 23 is a flowchart illustrating Example 2 of the battery manufacturing method according to the embodiment.
  • FIG. 24 is a flow chart showing Example 3 of the battery manufacturing method according to the embodiment.
  • FIG. 25 is a flowchart illustrating Example 4 of the battery manufacturing method according to the embodiment.
  • a battery according to an aspect of the present disclosure has a plurality of battery cells each including an electrode layer, a counter electrode layer, and a solid electrolyte layer positioned between the electrode layer and the counter electrode layer, and A power generation element in which cells are stacked, a first conductive member, and a second conductive member, wherein at least some of the plurality of battery cells are electrically connected in parallel, and the parallel connection is the power generation element at least some of the plurality of battery cells are electrically connected in series, and at least some of the plurality of battery cells are connected to the power generation element at least one through hole is provided that penetrates in the stacking direction and is open to at least one of a first main surface of the power generation element and a second main surface opposite to the first main surface, and the first conductive member is , electrically connected to a first battery cell of the plurality of battery cells, passes through the at least one through hole, and is positioned on a first surface that is the first main surface or the second main surface.
  • the second conductive member extends to an opening position of the at least one through hole, is electrically connected to a second battery cell different from the first battery cell among the plurality of battery cells, and is electrically connected to the at least one through hole. extending through the hole to an opening position of the at least one through-hole located on the second surface, which is the first main surface or the second main surface, and the first cell and the second battery cell are arranged in parallel. Not connected.
  • the first conductive member connected to the first battery cell and the second conductive member connected to the second battery cell generate a voltage corresponding to two combinations of connection of the battery cells in the power generation element. can be supplied. Therefore, one battery can be used to supply a plurality of types of voltages to an electronic device or the like, so that the convenience of the battery can be improved.
  • the first conductive member and the second conductive member used for supplying voltages corresponding to two combinations of connection of the battery cells pass through at least one through-hole, that is, inside the power generation element, two There is no need to form the structures required for the supply of voltages of any kind outside the sides of the power generation element. Therefore, the size of the battery can be reduced, and the capacity density of the battery can be increased.
  • the at least one through hole includes a first through hole through which the first conductive member passes and which opens on the first surface, and a second through hole through which the second conductive member passes and which opens on the second surface. and through-holes.
  • the first conductive member and the second conductive member pass through different through-holes. Therefore, it is possible to increase the degree of freedom in arranging the first conductive member and the second conductive member.
  • the battery includes a first insulating member positioned between the first conductive member and the inner wall of the first through hole, and an insulating member positioned between the second conductive member and the inner wall of the second through hole. and a positioned second insulating member.
  • the insulation between the conductive member and the power generation element is ensured inside the through hole, and the reliability of the battery can be improved.
  • the at least one through-hole may be one through-hole through which the first conductive member and the second conductive member pass.
  • the battery may be arranged between the first conductive member and the inner wall of the one through hole, between the second conductive member and the inner wall of the one through hole, and between the first conductive member and the first conductive member. It may further include an insulating member disposed between the two conductive members.
  • the insulation between the first conductive member and the second conductive member and the power generating element and the insulation between the first conductive member and the second conductive member are ensured inside the through hole, and the reliability of the battery can be improved. can.
  • one is a positive voltage and the other is a negative voltage. It may be voltage.
  • some battery cells including the first battery cell among the plurality of battery cells constitute a first cell stack
  • the first battery cell among the plurality of battery cells Some other battery cells including two battery cells constitute a second cell stack stacked on the first cell stack
  • the power generation element includes the first cell stack and the second cell stack. It may further have an insulating layer positioned between it and the body.
  • the first cell laminate and the second cell laminate are laminated with the insulating layer interposed therebetween.
  • a first conductive member is connected to the first battery cell included in the first cell stack, and a second conductive member is connected to the second battery cell included in the second cell stack. Therefore, by simply changing the number of battery cells included in the first cell stack and the second cell stack and the stacking direction, the magnitude and size of the voltage supplied using the first conductive member and the second conductive member can be changed. Polarity can be easily adjusted.
  • a third conductive member electrically connecting the first main surface and the second main surface, the first main surface constituting a part of the first cell stack,
  • the second main surface may form part of the second cell stack.
  • the main surfaces on both sides of the power generating element which are the main surfaces of the first cell stack and the main surfaces of the second cell stack, are electrically connected. Therefore, a potential difference due to the battery cells included in the power generation element is generated between the first conductive member and the second conductive member and either the first main surface or the second main surface. Therefore, the degree of freedom of the voltage supply position can be increased.
  • the battery cell connected between the first surface and the first battery cell is the second surface and the second surface among the plurality of battery cells. It does not have to overlap with the battery cells connected between the battery cells.
  • the first surface is the first main surface
  • the second main surface constitutes a part of the first battery cell
  • the first conductive member is provided on the second main surface. It may be electrically connected and pass through the power generation element through the at least one through hole.
  • the voltage of the entire power generation element can be supplied using the first conductive member on the first main surface side.
  • the number of battery cells involved in the series connection between the first surface and the first battery cell is the same as the number of the second surface among the plurality of battery cells. It may differ from the number of battery cells involved in series connection with the second battery cell.
  • first surface and the second surface may be the first main surface.
  • a method for manufacturing a battery includes forming a laminate in which the plurality of battery cells are laminated so that at least some of the plurality of battery cells are connected in series; at least one of a first main surface of the laminate and a second main surface opposite to the first main surface of the laminate having openings through at least a portion of the plurality of battery cells in the stacking direction in the body; forming a through-hole electrically connected to a first battery cell of the plurality of battery cells in the at least one through-hole, passing through the at least one through-hole to the forming a first conductive member extending to an opening position of the at least one through hole located on the first main surface or the second main surface; The at least one through-hole located on the first main surface or the second main surface through the at least one through-hole electrically connected to a second battery cell different from the first battery cell of and forming a second conductive member extending to an opening position of the stack, wherein at least some of the plurality of battery cells are electrical
  • the method for manufacturing the battery includes: between the first conductive member and the inner wall of the at least one through-hole; The method may further include forming an insulating member positioned at the .
  • a highly reliable battery can be formed by forming an insulating member.
  • the step of forming the at least one through-hole may be performed after the step of forming the laminate.
  • the step of forming the at least one through-hole includes forming the at least one through-hole in at least some of the plurality of non-stacked battery cells before the step of forming the stack.
  • the method for manufacturing a battery includes forming the insulating member, forming the first conductive member, and forming the second conductive member after forming the stack. A step of forming a member may be performed.
  • a through-hole corresponding to at least one through-hole formed in the laminate can be formed for each battery cell, increasing the degree of freedom in the shape of at least one through-hole formed in the laminate.
  • the conductive member and the insulating member can be collectively formed on the stack in which the battery cells are stacked, the productivity of the battery is improved.
  • the step of forming the at least one through-hole includes forming the at least one through-hole in at least some of the plurality of non-stacked battery cells before the step of forming the stack. forming corresponding through-holes, wherein the method for manufacturing a battery includes forming the insulating member, forming the first conductive member, and forming the second conductive member before forming the stack. A step of forming a conductive member may be performed.
  • the insulating member and the conductive member can be formed before stacking a plurality of battery cells, it is easy to insert the material into the through hole, etc., and the insulating member and the conductive member can be formed easily and accurately. .
  • the step of forming the at least one through-hole includes forming the at least one through-hole in at least some of the plurality of non-stacked battery cells before the step of forming the stack.
  • the step of forming the insulating member is performed before the step of forming the stack, and the step of forming the stack is performed after the step of forming the stack.
  • the steps of forming a first conductive member and forming the second conductive member may be performed.
  • the insulating member As a result, it is possible to easily and accurately form the insulating member, which is required to be formed with high accuracy in order to improve the reliability of the battery.
  • the conductive member can be collectively formed on the laminate in which the battery cells are laminated, the productivity of the battery is improved.
  • a circuit board has a plurality of battery cells each including an electrode layer, a counter electrode layer, and a solid electrolyte layer positioned between the electrode layer and the counter electrode layer, A power generation element in which a plurality of battery cells are stacked, a first conductive member, a second conductive member, and a circuit pattern layer laminated on the power generation element and having circuit wiring, wherein the plurality of battery cells are electrically connected in series, and the power generation element includes at least one cell that penetrates at least a portion of the plurality of battery cells in the stacking direction and is open on the first main surface of the power generation element A through hole is provided, and the first conductive member is electrically connected to a first battery cell of the plurality of battery cells in the at least one through hole and passes through the at least one through hole.
  • the second conductive member is located in the at least one through-hole inside, electrically connected to a second battery cell different from the first battery cell among the plurality of battery cells, passes through the at least one through hole, and is located on the first main surface.
  • the circuit pattern layer extends to an opening position of one through hole and is electrically connected to another portion of the circuit wiring, and is located on the first main surface side of the power generating element.
  • a battery that achieves both high capacity density and high convenience as described above and a circuit board that includes a circuit pattern layer connected to the battery are realized.
  • the wiring board and the battery are integrated, it is possible to reduce the size and thickness of the electronic device.
  • power can be directly supplied from the power generation element to a place where circuit wiring is required, it is possible to reduce wiring routing and suppress radiation noise from the wiring.
  • the parallel connection is made by an insulating layer and a connection portion provided on the side surface of the power generation element, and the first cell and the It does not have to be connected in parallel with the second battery cell.
  • 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 the 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 when the power generating element of the battery has a rectangular plan view shape.
  • the z-axis coincides with the stacking direction of the plurality of battery cells and the layers of the battery cells included in the power generation element.
  • the "stacking direction” corresponds to the direction normal to the main surfaces of the current collector and the active material layer.
  • the term “plan view” means when viewed from a direction perpendicular to the main surface of the power generation element, unless otherwise specified, such as when the power generation element is used alone. It should be noted that the term “plan view of a certain surface”, such as “plan view of the first side surface”, refers to the “certain surface” viewed from the front.
  • the terms “upper” and “lower” do not refer to the upward direction (vertically upward) and the downward direction (vertically downward) in absolute spatial recognition, but are based on the stacking order in the stacking structure. It is used as a term defined by a relative positional relationship. Also, the terms “above” and “below” are used not only when two components are spaced apart from each other and there is another component between the two components, but also 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”.
  • the expression “covering A” means covering at least part of “A”. That is, the expression “covering A” includes not only the case of “covering all of A” but also the case of “covering only a part of A.”
  • “A” is, for example, the side surface and main surface of a given member such as a layer or terminal.
  • 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.
  • Embodiment 1 The configuration of the battery according to Embodiment 1 will be described below.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of battery 1 according to the present embodiment.
  • the battery 1 includes a power generating element 5, an insulating member 31, an insulating member 32, a conductive member 41, a conductive member 42, a connecting member 50, a current collecting terminal 51, and a current collecting A terminal 52 and a collector terminal 55 are provided.
  • the battery 1 is, for example, an all-solid battery.
  • FIG. 2 is a top view of battery 1 according to the present embodiment. 1 shows a cross section taken along line II of FIG.
  • the plan view shape of the power generation element 5 is, for example, rectangular as shown in FIG. That is, the shape of the power generation element 5 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 5 may be a square, a hexagon, an octagon, or another polygon, or may be a circle, an ellipse, or the like.
  • the thickness of each layer is exaggerated in order to facilitate understanding of the layer structure of the power generation element 5 .
  • the power generation element 5 includes two main surfaces, a main surface 11 and a main surface 12, as shown in FIGS.
  • both main surface 11 and main surface 12 are flat surfaces.
  • the main surface 11 is an example of the first main surface.
  • Main surface 12 is an example of a second main surface.
  • the major surface 11 and the major surface 12 are facing each other and parallel to each other.
  • the main surface 11 is the top surface of the power generation element 5 .
  • the main surface 12 is the surface opposite to the main surface 11 and is the bottom surface of the power generating element 5 .
  • Main surface 11 and main surface 12 each have, for example, a larger area than the side surface of power generation element 5 .
  • the side faces of the power generating element 5 include two sets of two parallel side faces facing each other.
  • the side surface of the power generation element 5 is, for example, a flat surface.
  • the side surface of the power generation element 5 is, for example, a cut surface formed by collectively cutting a stack of a plurality of battery cells 100 . By aligning the cutting direction with the stacking direction, a plurality of battery cells 100 having the same size can be formed.
  • the power generation element 5 has multiple battery cells 100 .
  • the battery cell 100 is a battery with a minimum configuration and is also called a unit cell.
  • a plurality of battery cells 100 are electrically connected in series and stacked.
  • all the battery cells 100 included in the power generation element 5 are electrically connected in series.
  • a battery 1 is a laminated battery in which a plurality of battery cells 100 are integrated by adhesion, bonding, or the like.
  • the number of battery cells 100 included in the power generation element 5 is eight, but the number is not limited to this.
  • the number of battery cells 100 included in the power generation element 5 may be an even number such as two or four, or an odd number such as three or five.
  • the power generation element 5 is provided with at least one through-hole that penetrates at least some of the battery cells 100 in the stacking direction.
  • the power generation element 5 is provided with two through holes, a through hole 20a and a through hole 20b.
  • the through-hole 20a is an example of a first through-hole
  • the through-hole 20b is an example of a second through-hole.
  • Each of the plurality of battery cells 100 includes an electrode layer 110, a counter electrode layer 120, and a solid electrolyte layer 130.
  • the electrode layer 110 has an electrode current collector 111 and an electrode active material layer 112 .
  • the counter electrode layer 120 has a counter electrode current collector 121 and a counter electrode active material layer 122 .
  • an electrode current collector 111, an electrode active material layer 112, a solid electrolyte layer 130, a counter electrode active material layer 122 and a counter electrode current collector 121 are laminated in this order along the z-axis. .
  • the electrode current collector 111, the electrode active material layer 112, the solid electrolyte layer 130, the counter electrode active material layer 122, and the counter electrode current collector 121 each extend in a direction perpendicular to the z-axis direction (that is, the x-axis direction and y-axis direction).
  • the configurations of the plurality of battery cells 100 are, for example, substantially the same.
  • the plurality of battery cells 100 are stacked along the z-axis such that the layers forming the battery cells 100 are arranged in the same order. Thereby, the plurality of battery cells 100 are electrically connected in series and stacked.
  • the plurality of battery cells 100 have, for example, the same size. As a result, the operation states of the plurality of battery cells 100 can be easily aligned, and the battery 1 can achieve both high capacity density and high reliability.
  • main surface 11 constitutes part of electrode layer 110 of battery cell 100 positioned at the top. Specifically, main surface 11 is the upper main surface of electrode layer 110 of battery cell 100 positioned at the top.
  • main surface 12 constitutes part of the counter electrode layer 120 of the battery cell 100 positioned at the bottom.
  • main surface 12 is the lower main surface of counter electrode layer 120 of battery cell 100 positioned at the bottom.
  • the electrode layer 110 is one of the positive electrode layer and the negative electrode layer of the battery cell 100 .
  • the counter electrode layer 120 is the other of the positive electrode layer and the negative electrode layer of the battery cell 100 .
  • the electrode layer 110 is a positive electrode layer and the counter electrode layer 120 is a negative electrode layer.
  • two battery cells 100 adjacent in the stacking direction share a current collector. That is, one electrode current collector 111 of the two battery cells 100 and the other counter electrode current collector 121 of the two battery cells 100 constitute one intermediate layer current collector 140 .
  • the electrode active material layer 112 is laminated on the lower surface of the intermediate layer current collector 140 .
  • a counter electrode active material layer 122 is laminated on the upper surface of the intermediate current collector 140 .
  • Interlayer current collector 140 is also referred to as a bipolar current collector.
  • the end layer current collectors 150 shown in FIG. 1 are positioned at both ends of the power generation element 5 in the stacking direction.
  • An electrode active material layer 112 is arranged on the lower surface of the electrode current collector 111 .
  • the end layer current collector 150 located at the lower end, which is the other end in the stacking direction, is the counter electrode current collector 121 .
  • a counter electrode active material layer 122 is arranged on the upper surface of the counter electrode current collector 121 .
  • FIG. 3A is a cross-sectional view of battery cell 100 included in power generation element 5 according to the present embodiment.
  • the electrode current collector 111 and the counter electrode current collector 121 shown in FIG. 3A are the intermediate layer current collector 140 or the end layer current collector 150 shown in FIG. 1, respectively.
  • the electrode current collector 111 and the counter electrode current collector 121 are conductive foil-like, plate-like, or mesh-like members, respectively.
  • Each of the electrode current collector 111 and the counter electrode current collector 121 may be, for example, a conductive thin film.
  • materials for forming the electrode current collector 111 and the counter electrode current collector 121 for example, metals such as stainless steel (SUS), aluminum (Al), copper (Cu), and nickel (Ni) can be used.
  • the electrode current collector 111 and the counter electrode current collector 121 may be formed using different materials.
  • each of the electrode current collector 111 and the counter electrode current collector 121 is, for example, 5 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, but is not limited to this.
  • An electrode active material layer 112 is in contact with the main surface of the electrode current collector 111 .
  • the electrode current collector 111 may include a current collector layer which is a layer containing a conductive material and provided in a portion in contact with the electrode active material layer 112 .
  • a counter electrode active material layer 122 is in contact with the main surface of the counter electrode current collector 121 .
  • the counter electrode current collector 121 may include a current collector layer that is a layer containing a conductive material and provided in a portion in contact with the counter electrode active material layer 122 .
  • intermediate layer current collector 140 and the end layer current collector 150 may have the same thickness and material. Different current collectors, such as thickness and material, may be used.
  • the electrode active material layer 112 is arranged on the main surface of the electrode current collector 111 on the counter electrode layer 120 side.
  • the electrode active material layer 112 is a layer containing a positive electrode material such as an active material.
  • the electrode active material layer 112 contains, for example, a positive electrode active material.
  • Examples of the positive electrode active material contained in the electrode active material layer 112 include lithium cobaltate composite oxide (LCO), lithium nickelate composite oxide (LNO), lithium manganate composite oxide (LMO), and lithium-manganese.
  • - Positive electrode active materials such as nickel composite oxide (LMNO), lithium-manganese-cobalt composite oxide (LMCO), lithium-nickel-cobalt composite oxide (LNCO), lithium-nickel-manganese-cobalt composite oxide (LNMCO) substances 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 as the inorganic solid electrolyte.
  • a sulfide solid electrolyte for example, a mixture of Li2S and P2S5 can be used.
  • the surface of the positive electrode active material may be coated with a solid electrolyte.
  • a conductive material such as acetylene black, or a binding binder such as polyvinylidene fluoride may be used.
  • the electrode active material layer 112 is produced by coating the main surface of the electrode current collector 111 with a paste-like paint in which the material contained in the electrode active material layer 112 is kneaded together with a solvent and drying it.
  • the electrode layer 110 also referred to as an electrode plate
  • the thickness of the electrode active material layer 112 is, for example, 5 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less, but is not limited thereto.
  • the counter electrode active material layer 122 is arranged on the main surface of the counter electrode current collector 121 on the electrode layer 110 side.
  • the counter electrode active material layer 122 is arranged to face the electrode active material layer 112 .
  • the counter electrode active material layer 122 is a layer containing a negative electrode material such as an active material.
  • the negative electrode material is a material that constitutes the counter electrode of the positive electrode material.
  • the counter electrode active material layer 122 contains, for example, a negative electrode active material.
  • a negative electrode active material contained in the counter electrode active material layer 122 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 material such as acetylene black or a binding binder such as polyvinylidene fluoride may be used.
  • the counter electrode active material layer 122 is produced by applying a paste-like paint in which the material contained in the counter electrode active material layer 122 is kneaded together with a solvent onto the main surface of the counter electrode current collector 121 and drying it.
  • the counter electrode layer 120 also referred to as a counter electrode plate
  • the thickness of the counter electrode active material layer 122 is, for example, 5 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less, but is not limited thereto.
  • the solid electrolyte layer 130 is arranged between the electrode active material layer 112 and the counter electrode active material layer 122 . Solid electrolyte layer 130 is in contact with each of electrode active material layer 112 and counter electrode active material layer 122 .
  • Solid electrolyte layer 130 is a layer containing an electrolyte material. As the electrolyte material, generally known battery electrolytes can be used. The thickness of solid electrolyte layer 130 may be 5 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less, or may be 5 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • Solid electrolyte layer 130 contains a solid electrolyte.
  • the solid electrolyte has, for example, lithium ion conductivity.
  • a solid electrolyte such as an inorganic solid electrolyte can be used.
  • a sulfide solid electrolyte, an oxide solid electrolyte, or the like can be used as the inorganic solid electrolyte.
  • a sulfide solid electrolyte for example, a mixture of Li2S and P2S5 can be used.
  • the solid electrolyte layer 130 may contain a binding binder such as polyvinylidene fluoride.
  • the electrode active material layer 112, the counter electrode active material layer 122, and the solid electrolyte layer 130 are maintained in the form of parallel plates. As a result, it is possible to suppress the occurrence of cracks or collapse due to bending. Note that the electrode active material layer 112, the counter electrode active material layer 122, and the solid electrolyte layer 130 may be combined and smoothly curved.
  • the end face of the electrode current collector 111 and the end face of the counter electrode current collector 121 match when viewed from the z-axis direction.
  • electrode current collector 111 electrode active material layer 112, solid electrolyte layer 130, counter electrode active material layer 122, and counter electrode current collector 121 have the same shape and size. , the contours of each match. That is, the shape of the battery cell 100 is a flat rectangular parallelepiped plate shape.
  • the intermediate layer current collector 140 is shared by the plurality of battery cells 100 as shown in FIG.
  • Such a power generating element 5 is formed by combining and stacking not only the battery cell 100 shown in FIG. 3A but also the battery cells 100E and 100F shown in FIGS. 3B and 3C.
  • the battery cell 100 shown in FIG. 3A will be described as a battery cell 100D.
  • a battery cell 100E shown in FIG. 3B has a configuration in which the electrode current collector 111 is removed from the battery cell 100D shown in FIG. 3A.
  • the electrode layer 110E of the battery cell 100E consists of the electrode active material layer 112 only.
  • a battery cell 100F shown in FIG. 3C has a configuration in which the counter electrode current collector 121 is removed from the battery cell 100D shown in FIG. 3A.
  • the counter electrode layer 120F of the battery cell 100F consists of only the counter electrode active material layer 122 .
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the power generating element 5 according to this embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing a state before only the power generation element 5 of FIG. 1 is extracted and the through holes 20a and 20b are formed in the power generation element 5.
  • the battery cell 100D is arranged in the bottom layer, and a plurality of battery cells 100F are sequentially stacked upward in the same direction. Thereby, the power generation element 5 is formed.
  • the method of forming the power generation element 5 is not limited to this.
  • the battery cell 100D may be arranged in the uppermost layer.
  • the battery cell 100D may be arranged at a position different from both the top layer and the bottom layer.
  • a plurality of battery cells 100D may be used.
  • a unit of two battery cells 100 sharing a current collector may be formed by coating both sides of one current collector, and the formed units may be stacked.
  • all battery cells 100 are connected in series, and no battery cells connected in parallel are included. Therefore, a high-voltage battery 1 can be realized.
  • the through holes 20a and 20b penetrate at least one battery cell 100 out of the plurality of battery cells 100 in the stacking direction.
  • the through holes 20a and 20b are not connected and are independent of each other.
  • the through-hole 20a penetrates through all the battery cells 100 included in the power generating element 5.
  • the through-holes 20 b penetrate through some of the battery cells 100 included in the power generating element 5 .
  • the through-holes 20a are open on the main surface 11 and the main surface 12. Specifically, the through-hole 20 a is opened at an opening position 21 a located on the main surface 11 and an opening position 22 a located on the main surface 12 .
  • the through-hole 20 a extends from the lowest battery cell 100 a among the plurality of battery cells 100 to the main surface 11 . Specifically, the through hole 20a penetrates from the main surface 12 to the main surface 11, which is the lower main surface of the battery cell 100a. In the present embodiment, since battery cell 100a is positioned at the bottom, main surface 12 forms part of battery cell 100a. Specifically, the main surface 12 is the lower main surface of the battery cell 100a. Battery cell 100a is an example of a first battery cell.
  • the through-hole 20a does not have to open on the main surface 12, and may penetrate from a part of the counter electrode layer 120 of the battery cell 100a to the main surface 11, for example.
  • the through hole 20b is open on the main surface 11 and is not open on the main surface 12.
  • the through-hole 20b opens at an opening position 21b located on the main surface 11 .
  • the through hole 20b extends to the main surface 11 from a battery cell 100b that is different from the battery cell 100a among the plurality of battery cells 100 .
  • the battery cell 100b is, for example, an intermediate battery cell 100 in which other battery cells 100 are stacked above and below.
  • the through hole 20b penetrates from the lower main surface of the counter electrode active material layer 122 of the battery cell 100b (in other words, the upper main surface of the counter electrode current collector 121) to the main surface 11.
  • Battery cell 100b is an example of a second battery cell.
  • the cross-sectional area of the through-hole 20a in the direction perpendicular to the stacking direction in the electrode layer 110 is larger than the cross-sectional area of the through-hole 20a in the direction perpendicular to the stacking direction in the counter electrode layer 120. is also big.
  • the direction perpendicular to the stacking direction is the extending direction of each layer.
  • the electrode layer 110 is the positive electrode layer and the counter electrode layer 120 is the negative electrode layer.
  • the reliability and safety of battery 1 can be enhanced.
  • the electrode layer 110 is arranged on the main surface 11 side, and the counter electrode layer 120 is arranged on the main surface 12 side.
  • the through hole 20a has a shape in which the cross-sectional area on the main surface 12 side in the stacking direction is smaller than that on the main surface 11 side. Therefore, the opening area of the through-hole 20a on the main surface 11 side is larger than the opening area of the through-hole 20a on the main surface 12 side.
  • the collector terminal 51 is positioned inside the through hole 20a in plan view with respect to the main surface 11, as will be described later. By increasing the opening area of the through hole 20a on the main surface 11 side, it becomes easier to form the collector terminal 51 provided on the main surface 11 side.
  • the through hole 20b also has a shape in which the cross-sectional area on the main surface 12 side in the stacking direction is smaller than that on the main surface 11 side.
  • the inner wall 25a of the through-hole 20a and the inner wall 25b of the through-hole 20b are inclined with respect to the stacking direction. That is, the through hole 20a has a tapered inner wall 25a. Further, the through hole 20b has a tapered inner wall 25b. This makes it possible to easily provide a difference in the cross-sectional areas of the through holes 20 a and 20 b in the electrode layer 110 and the counter electrode layer 120 . In addition, since it becomes easier to put materials into the through holes 20a and 20b, it becomes easier to form conductive members and insulating members in the through holes 20a and 20b.
  • the inner wall 25a is the inner side surface of the power generating element 5 forming the through hole 20a, specifically the inner side surfaces of the electrode layer 110, the solid electrolyte layer 130 and the counter electrode layer 120 of each battery cell 100 through which the through hole 20a passes.
  • the inner wall 25b is the inner side surface of the power generating element 5 forming the through hole 20b, specifically the inner side surfaces of the electrode layer 110, the solid electrolyte layer 130 and the counter electrode layer 120 of each battery cell 100 through which the through hole 20b passes.
  • the entire surfaces of the inner walls 25a and 25b are inclined with respect to the stacking direction. It should be noted that the inner wall 25a and the inner wall 25b may have portions that are not inclined with respect to the stacking direction. At least one of the inner wall 25a and the inner wall 25b may not be inclined with respect to the stacking direction, that is, may be parallel to the stacking direction.
  • each of the through holes 20a and 20b has, for example, a truncated cone shape.
  • the inner wall 25a of the through-hole 20a and the inner wall 25b of the through-hole 20b do not form a corner, and electric field concentration inside the through-hole 20a and inside the through-hole 20b can be suppressed.
  • the through holes 20a and 20b can be easily formed by a drill having a taper angle or the like.
  • the shape of the through-hole 20a and the through-hole 20b is not limited to a truncated cone shape, and may be a truncated pyramid shape such as a truncated square pyramid shape or a truncated hexagonal pyramid shape, a columnar shape, a prismatic shape, or the like. .
  • the through holes 20a and 20b each extend along the lamination direction. At least one of the through-holes 20a and 20b may extend in a direction inclined with respect to the stacking direction.
  • the through holes 20a and 20b are arranged along the x-axis direction.
  • the positional relationship between the through-holes 20a and the through-holes 20b in plan view is not particularly limited, and is designed according to, for example, the wiring pattern of the board on which the battery 1 is mounted.
  • the insulating member 31 is arranged inside the through hole 20a.
  • the insulating member 31 is an example of a first insulating member.
  • the insulating member 31 is positioned between the conductive member 41 and the inner wall 25a of the through hole 20a.
  • the insulating member 31 can ensure insulation between the conductive member 41 and the inner surface of the power generating element 5, which is the inner wall 25a of the through hole 20a.
  • the insulating member 31 is arranged along the inner wall 25a of the through hole 20a.
  • the insulating member 31 collectively covers the inner wall 25a of the through hole 20a and is in contact with the inner wall 25a of the through hole 20a. Thereby, collapse of the material of each layer of the battery cell 100 can be suppressed at the inner wall 25a of the through-hole 20a, and short-circuiting between the electrode layer 110 and the counter electrode layer 120 can be suppressed.
  • the insulating member 31 covers, for example, the entire surface of the inner wall 25a of the through hole 20a. A gap may be provided in a part between the insulating member 31 and the inner wall 25a.
  • the insulating member 31 surrounds the outer periphery of the conductive member 41 when viewed from the stacking direction, and is in contact with the conductive member 41 .
  • the conductive member 41 is columnar, and the insulating member 31 covers the entire side surface of the columnar conductive member 41 and is in contact with the side surface of the conductive member 41 .
  • a gap may be provided in a part between the insulating member 31 and the conductive member 41 .
  • the insulating member 31 is filled together with the conductive member 41 so as to fill the through hole 20a.
  • the insulating member 31 completely fills the space between the inner wall 25a of the through hole 20a and the conductive member 41, for example. Therefore, the shape of the insulating member 31 is the same as the shape of the through hole 20a except that a through hole through which the conductive member 41 penetrates is formed in the center when viewed in the stacking direction.
  • the shape of the insulating member 31 is, for example, a tubular shape with a circular or polygonal outer periphery. It has an elongated truncated cone shape with a .
  • the shape of the insulating member 31 is not limited to such a shape, and the insulating member 31 is formed to match the shapes of the through hole 20a and the conductive member 41, for example.
  • the insulating member 32 is arranged inside the through hole 20b.
  • the insulating member 32 is an example of a second insulating member.
  • the insulating member 32 is positioned between the conductive member 42 and the inner wall 25b of the through hole 20b.
  • the insulating member 32 can ensure insulation between the conductive member 42 and the inner surface of the power generating element 5, which is the inner wall 25b of the through hole 20b.
  • the insulating member 32 is arranged along the inner wall 25b of the through hole 20b.
  • the insulating member 32 collectively covers the inner wall 25b of the through hole 20b and is in contact with the inner wall 25b of the through hole 20b. Thereby, collapse of the material of each layer of the battery cell 100 can be suppressed at the inner wall 25b of the through-hole 20b, and short-circuiting between the electrode layer 110 and the counter electrode layer 120 can be suppressed.
  • the insulating member 32 covers, for example, the entire surface of the inner wall 25b of the through hole 20b. A gap may be provided in a portion between the insulating member 32 and the inner wall 25b.
  • the insulating member 32 surrounds the outer periphery of the conductive member 42 when viewed from the stacking direction and is in contact with the conductive member 42 .
  • the conductive member 42 is columnar, and the insulating member 32 covers the entire side surface of the columnar conductive member 42 and is in contact with the side surface of the conductive member 42 .
  • a gap may be provided in a part between the insulating member 32 and the conductive member 42 .
  • the insulating member 32 is filled together with the conductive member 42 so as to fill the through hole 20b.
  • the insulating member 32 completely fills the space between the inner wall 25b of the through hole 20b and the conductive member 42, for example. Therefore, the shape of the insulating member 32 is the same as the shape of the through hole 20b except that a through hole through which the conductive member 42 penetrates is formed in the center when viewed in the stacking direction.
  • the shape of the insulating member 32 is, for example, a tubular shape with a circular or polygonal outer periphery. It has an elongated truncated cone shape with a .
  • the shape of the insulating member 32 is not limited to such a shape, and the insulating member 32 is formed to match the shapes of the through hole 20b and the conductive member 42, for example.
  • the thickness of the insulating member 31 increases from the end of the insulating member 31 on the main surface 12 side toward the end of the insulating member 31 on the main surface 11 side. Since the plurality of battery cells 100 are connected in series and stacked, the closer the main surface 11 is, the more conductive members 41 are electrically connected to the main surface 12 through the through holes 20a and the battery cells at the corresponding positions. The potential difference with 100 increases. Therefore, the thickness of the insulating member 31 increases in a region where the potential difference between the conductive member 41 and the battery cell 100, that is, the voltage at which the insulating member 31 insulates increases. As a result, the insulation reliability is improved, and the reliability of the battery 1 can be improved.
  • the thickness of insulating member 31 is equal to the distance between conductive member 41 and inner wall 25a. Details of the conductive member 41 will be described later.
  • the thickness of the insulating member 32 increases from the end of the insulating member 32 on the main surface 12 side toward the end of the insulating member 32 on the main surface 11 side.
  • the thickness of insulating member 32 is equal to the distance between conductive member 42 and inner wall 25b. Therefore, an effect similar to that of the insulating member 31 can be obtained.
  • the thickness distribution of the insulating member 31 and the insulating member 32 is not particularly limited, and the thickness of at least one of the insulating member 31 and the insulating member 32 may be constant.
  • the insulating member 31 and the insulating member 32 are each formed using an insulating material having electrical insulation.
  • the insulating member 31 and the insulating member 32 each contain resin.
  • the resin is, for example, an epoxy resin, but is not limited to this.
  • An inorganic material may be used as the insulating material.
  • Usable insulating materials are selected based on various properties such as flexibility, gas barrier properties, impact resistance, and heat resistance.
  • the insulating member 31 is formed by, for example, filling the through hole 20a with an insulating material, molding the insulating material into the shape of the through hole 20a, or coating the inner wall 25a with the insulating material.
  • the insulating member 32 can also be formed by a method similar to that of the insulating member 31 .
  • the conductive member 41 is arranged inside the through hole 20a.
  • Conductive member 41 is an example of a first conductive member.
  • the conductive member 41 is electrically connected to the main surface 12 of the power generation element 5 via the connection member 50 . Therefore, the conductive member 41 is electrically connected to the end layer current collector 150 in the counter electrode layer 120 of the lowermost battery cell 100a, that is, to the counter electrode current collector 121 without connecting other battery cells 100. It is Since main surface 11 is the upper main surface of electrode layer 110 located in the uppermost layer, conductive member 41 is connected to counter electrode layer 120 having a polarity different from that of main surface 11 .
  • the conductive member 41 extends from the opening position 22 a of the through hole 20 a on the main surface 12 to the opening position 21 a of the through hole 20 a located on the main surface 11 through the through hole 20 a.
  • the conductive member 41 penetrates from the main surface 11 to the main surface 12 of the power generation element 5 through the through hole 20a.
  • the potential of the counter electrode layer 120 of the lowermost battery cell 100a is guided to the main surface 11 side, and current can be extracted from the lowermost battery cell 100a on the main surface 11 side of the power generation element 5.
  • the conductive member 41 functions as a through electrode penetrating through all the battery cells 100 included in the power generating element 5 .
  • the end of the conductive member 41 on the main surface 11 side is in contact with the collector terminal 51 .
  • An end portion of the conductive member 41 on the main surface 12 side is in contact with the connecting member 50 .
  • An insulating member 31 is arranged between the conductive member 41 and the inner wall 25a.
  • the conductive member 41 is in contact with the electrode active material layer 112, the solid electrolyte layer 130, the counter electrode active material layer 122, the intermediate layer current collector 140, and the upper end layer current collector 150 at the inner wall 25a of the through hole 20a. not That is, the conductive member 41 extends from the opening position 22a to the opening position 21a while maintaining insulation from the plurality of battery cells 100 within the through hole 20a.
  • main surface 11 is the first surface on which opening position 21a to which the electric potential of battery cell 100a is guided by conductive member 41 is arranged. Since the main surface 11 is the upper main surface of the uppermost battery cell 100, the battery cells 100 stacked from the battery cell 100a to the uppermost battery cell 100 are located between the main surface 11 and the battery cell 100a. It is the battery cell 100 which participates in the connection between.
  • the voltage between main surface 11 and conductive member 41 corresponds to the number of battery cells 100 involved in series connection between main surface 11 and battery cell 100a. In the present embodiment, the voltage between main surface 11 and conductive member 41 corresponds to the voltage when all battery cells 100 of power generation element 5 are connected in series.
  • the conductive member 42 is arranged inside the through hole 20b.
  • the conductive member 42 is an example of a second conductive member.
  • the conductive member 42 is electrically connected to the counter electrode current collector 121 in the counter electrode layer 120 of the battery cell 100 b without connecting other battery cells 100 . Since main surface 11 is the upper main surface of electrode layer 110 located on the uppermost layer, conductive member 42 is connected to counter electrode layer 120 having a polarity different from that of main surface 11 .
  • the conductive member 42 extends from the upper main surface of the counter electrode current collector 121 in the battery cell 100 b through the through hole 20 b to the opening position 21 b of the through hole 20 b located on the main surface 11 .
  • the conductive member 42 penetrates from the main surface 11 to the upper main surface of the counter electrode current collector 121 in the battery cell 100b through the through hole 20b.
  • the potential of the counter electrode layer 120 of the battery cell 100b which is different from the battery cell 100a among the plurality of battery cells 100, is guided to the main surface 11 side, and the current from the battery cell 100b is generated on the main surface 11 side of the power generation element 5.
  • the conductive member 42 functions as a through-electrode penetrating some of the battery cells 100 included in the power generation element 5 .
  • the end of the conductive member 42 on the main surface 11 side is in contact with the collector terminal 52 .
  • the end of the conductive member 42 on the main surface 12 side is in contact with the counter electrode current collector 121 of the battery cell 100b.
  • An insulating member 32 is arranged between the conductive member 42 and the inner wall 25b.
  • the conductive member 42 is in contact with the electrode active material layer 112, the solid electrolyte layer 130, the counter electrode active material layer 122, the intermediate layer current collector 140, and the upper end layer current collector 150 at the inner wall 25b of the through hole 20b. not That is, the conductive member 42 extends from the upper main surface of the counter electrode current collector 121 in the battery cell 100b to the opening position 21b while maintaining insulation from the plurality of battery cells 100 within the through hole 20b.
  • main surface 11 is the second surface on which opening position 21b through which the electric potential of battery cell 100b is guided by conductive member 42 is arranged. Therefore, both the first surface and the second surface are main surface 11 in the present embodiment. Since the main surface 11 is the upper main surface of the uppermost battery cell 100, the battery cells 100 stacked from the battery cell 100b to the uppermost battery cell 100 are located between the main surface 11 and the battery cell 100b. It is the battery cell 100 which participates in the connection between. The battery cell 100 involved in the connection between the main surface 11 and the battery cell 100a does not match the battery cell 100 involved in the connection between the main surface 11 and the battery cell 100b.
  • the voltage between main surface 11 and conductive member 42 corresponds to the number of battery cells 100 involved in series connection between main surface 11 and battery cell 100b.
  • the battery cells 100 involved in the connection between the main surface 11 and the conductive member 42 constitute a cell stack 107 that is connected in series and stacked.
  • the number of battery cells 100 included in cell stack 107 is half the number of battery cells included in power generation element 5, so the voltage between main surface 11 and conductive member 42 is , corresponds to the voltage at which half the battery cells 100 of the power generation element 5 are connected in series. That is, the voltage between main surface 11 and conductive member 42 is half the voltage between main surface 11 and conductive member 41 .
  • the battery 1 can supply two types of voltage with different numbers of battery cells 100 connected in series on the main surface 11 side.
  • the conductive member 41 and the conductive member 42 are each, for example, cylindrical, but may have other shapes such as prismatic, truncated cone, and truncated pyramid shapes. Each thickness of the conductive member 41 and the conductive member 42 is constant, for example.
  • the conductive member 41 and the conductive member 42 are each formed using a conductive resin material or the like.
  • the conductive resin material includes, for example, metal particles and resin.
  • each of the conductive member 41 and the conductive member 42 may be formed using a metal material such as aluminum, copper, nickel, stainless steel, or 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.
  • Each of the conductive member 41 and the conductive member 42 can be formed by a method such as printing, plating, molding, or the like. Conductive member 41 and conductive member 42 are formed using the same material, but may be formed using different materials.
  • connection member 50 is arranged on the main surface 12 side of the power generation element 5 .
  • the connection member 50 is connected to the conductive member 41 at the opening position 22a.
  • the connection member 50 covers the main surface 12 in the vicinity of the opening position 22 a and is also connected to the main surface 12 .
  • the connection member 50 electrically connects the conductive member 41 and the main surface 12, that is, the counter electrode layer 120 of the lowermost battery cell 100a.
  • connection member 50 is formed using a conductive material.
  • the connection member 50 is formed using metal materials such as aluminum, copper, nickel, stainless steel, and solder.
  • the connection member 50 may be formed using a conductive resin material or the like.
  • the connection member 50 can be formed by, for example, printing, plating, soldering, or the like.
  • the connection member 50 may be formed by connecting the conductive member 41 to the main surface 12 by protruding from the through hole 20 a to the outside of the main surface 12 . In other words, the connection member 50 may be part of the conductive member 41 .
  • the collector terminal 51 is arranged on the main surface 11 side of the power generation element 5 .
  • the collector terminal 51 is connected to the conductive member 41 at the opening position 21a.
  • the collector terminal 51 is electrically connected to the counter electrode layer 120 of the lowermost battery cell 100 a via the conductive member 41 and the connecting member 50 .
  • the current collecting terminal 51 is one of the external connection terminals of the battery 1, and in this embodiment, it is a negative electrode extraction terminal.
  • a portion of the collector terminal 51 is in contact with the insulating member 31 .
  • the collector terminal 51 does not have to be in contact with the insulating member 31 .
  • the collector terminal 51 may be connected to the conductive member 41 via another conductive connection layer or the like.
  • the collector terminal 51 is positioned inside the through-hole 20a, in the present embodiment, inside the outer periphery of the insulating member 31 in plan view with respect to the main surface 11. As shown in FIG. Therefore, the current collecting terminal 51 is not in contact with the main surface 11 and is insulated from the main surface 11, that is, the electrode layer 110 of the battery cell 100 positioned at the top.
  • the collector terminal 52 is arranged on the main surface 11 side of the power generation element 5 .
  • the collector terminal 52 is connected to the conductive member 42 at the opening position 21b. Thereby, the collector terminal 52 is electrically connected to the counter electrode layer 120 of the battery cell 100b through the conductive member 42 .
  • the current collecting terminal 52 is one of the external connection terminals of the battery 1, and is a negative electrode lead-out terminal in the present embodiment. A portion of the collector terminal 52 is in contact with the insulating member 32 . Note that the collector terminal 52 does not have to be in contact with the insulating member 32 . Also, the collector terminal 52 may be connected to the conductive member 42 via another conductive connection layer or the like.
  • the collector terminal 52 is positioned inside the through-hole 20b, in the present embodiment, inside the outer periphery of the insulating member 32 in plan view with respect to the main surface 11. As shown in FIG. Therefore, the current collecting terminal 52 is not in contact with the main surface 11 and is insulated from the main surface 11, that is, the electrode layer 110 of the battery cell 100 positioned at the top.
  • the collector terminal 55 is arranged on the main surface 11 side of the power generation element 5 . Therefore, the collector terminal 51 , the collector terminal 52 , and the collector terminal 55 are provided on the same main surface 11 side of the power generating element 5 .
  • the collector terminal 55 is arranged on the main surface 11 and connected to the main surface 11 . That is, the current collector terminal 55 is electrically connected to the end layer current collector 150 in the electrode layer 110 of the uppermost battery cell 100 , ie, the electrode current collector 111 .
  • the current collecting terminal 55 is one of the external connection terminals of the battery 1, and is a positive electrode extraction terminal in the present embodiment. Note that the collector terminal 55 may be connected to the main surface 11 via another conductive connection layer or the like.
  • the collector terminal 51, the collector terminal 52, and the collector terminal 55 are arranged along the x-axis direction, for example. Further, in a plan view, the collector terminal 55 is arranged outside at least one of the collector terminal 51 and the collector terminal 52 , that is, at a position close to the outer circumference of the main surface 11 .
  • the positional relationship among the collector terminals 51, 52, and 55 is not particularly limited, and is designed according to, for example, the wiring pattern of the board on which the battery 1 is mounted.
  • the collector terminal 55 may be arranged between the collector terminal 51 and the collector terminal 52 .
  • the current collector terminal 51, the current collector terminal 52, and the current collector terminal 55 are protruding terminals provided on the main surface 11 side of the power generation element 5, respectively.
  • the shape of 55 is not particularly limited.
  • the collector terminals 51 , 52 , and 55 may extend in a plate shape along the main surface 11 after being insulated as necessary.
  • the collector terminal 51, the collector terminal 52, and the collector terminal 55 are each formed using a material having conductivity.
  • the current collector terminal 51, the current collector terminal 52, and the current collector terminal 55 are each formed using a metal material such as aluminum, copper, nickel, stainless steel, or solder.
  • each of the collector terminal 51, the collector terminal 52, and the collector terminal 55 may be formed using a conductive resin material or the like.
  • the collector terminal 51, the collector terminal 52, and the collector terminal 55 can each be formed by a method such as printing, plating, or soldering.
  • the current collecting terminal 51 may be formed by projecting the conductive member 41 out of the main surface 11 from the through hole 20a. That is, the collector terminal 51 may be part of the conductive member 41 .
  • the collector terminal 52 may be formed by projecting the conductive member 42 out of the main surface 11 through the through hole 20b. That is, the collector terminal 52 may be part of the conductive member 42 .
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a usage example of the battery 1. As shown in FIG. FIG. 5 shows the battery 1 mounted on the circuit board 190 in the upside down state of the battery 1 shown in FIG.
  • a circuit board 190 for mounting the battery 1 has an insulating plate-like substrate 191 and circuit wiring 192 .
  • the circuit wiring 192 is a circuit pattern formed on the substrate 191 .
  • the collector terminal 51 of the battery 1 is connected to part of the circuit wiring 192 .
  • the collector terminal 52 of the battery 1 is connected to another portion of the circuit wiring 192 .
  • the collector terminal 55 of the battery 1 is connected to another part of the circuit wiring 192 .
  • power from the battery 1 is supplied to the electronic device 195 mounted on the circuit board 190 and connected to the circuit wiring 192 .
  • conductive member 41 is electrically connected to electronic device 195 via circuit trace 192 .
  • another electronic device is electrically connected to the conductive member 42 through the circuit wiring 192, so that a voltage different from the voltage from the conductive member 41 can be supplied to the other electronic device. be.
  • collector terminals 51 , 52 , and 55 that are terminals for taking out the positive and negative electrodes are provided on the same main surface 11 . Since the collector terminals 51, 52, and 55 are arranged inside the outer periphery of the power generation element 5 in a plan view, the battery 1 can be mounted on the circuit board 190 with a minimum mounting area and low height. In particular, when mounted on a substrate where circuits to which different voltages are supplied exist, the use of the battery 1 makes it possible to supply different voltages even without using a plurality of batteries, so that the size of the circuit system can be reduced.
  • the collector terminals 51, 52, and 55 are provided on the main surface 11, the wiring length of the circuit wiring 192 can be easily shortened, and the wiring resistance and the current in the wiring can be reduced. Noise caused by flowing water can be reduced.
  • circuit board 190 may be mounted with a battery according to each embodiment described later.
  • the battery 1 since the plurality of battery cells 100 are connected in series and stacked, the battery 1 with high capacity density and high voltage can be realized.
  • the potential of the counter electrode layer 120 of each of the two battery cells 100a and 100b can be led to the main surface 11 side by the conductive member 41 passing through the through hole 20a and the conductive member 42 passing through the through hole 20b. That is, it is possible to supply voltages corresponding to two combinations of connection of the battery cells 100 in the power generation element 5 on the main surface 11 side.
  • the battery 1 has a voltage obtained by connecting all the battery cells 100 of the power generation element 5 in series and a voltage obtained by connecting all the battery cells 100 of the cell stack 107 which is a part of the power generation element 5 in series. can supply the same voltage. Therefore, since a plurality of types of voltages can be supplied to an electronic device or the like using one battery 1, the convenience of the battery 1 can be enhanced.
  • voltages corresponding to two combinations of connections of the battery cells 100 can both be supplied from the main surface 11 side, so the battery 1 can be compactly mounted.
  • the pattern (also referred to as footprint) of connection terminals formed on the substrate can be reduced.
  • mounting can be performed in a state in which the main surface 11 of the battery 1 and the substrate are arranged in parallel, so that low-height mounting on the substrate can be realized. Reflow solder connection or the like can be used for mounting. In this way, it is possible to realize the battery 1 which is highly convenient and excellent in mountability.
  • the battery 1 can be miniaturized and the capacity density of the battery 1 can be increased. For example, when mounting the battery 1 on a substrate, it is possible to reduce the mounting area.
  • the side surface of the power generation element 5 of the battery 1 can be formed by, for example, stacking a plurality of By cutting the battery cells 100 together, flat sides can be obtained.
  • batch cutting for example, the areas of the electrode layer 110, the counter electrode layer 120 and the solid electrolyte layer 130 are accurately determined without gradual increase or decrease in film thickness at the coating start and end of each layer. As a result, variations in capacity among the plurality of battery cells 100 are reduced, so the accuracy of the battery capacity can be improved.
  • the conductive member 41 and the conductive member 42 pass through different through-holes. Therefore, the degree of freedom in arrangement of the conductive member 41 and the conductive member 42 can be increased.
  • the conductive member connected to the intermediate battery cell 100b like the conductive member 42 can be used to monitor the voltage of the battery cell 100 in the middle of the battery cells 100 connected in series, that is, to measure the intermediate voltage. is.
  • conductive member 42 can be used to monitor the voltage of cell stack 107 .
  • electric power is supplied from a part of the battery cells 100 of the power generation element 5 using the conductive member 42, so the electric quantity of the plurality of battery cells 100 may not change evenly.
  • the voltage of the cell stack 107 is monitored using the conductive member 42, and a specific battery cell 100 is charged and discharged according to the variation in the amount of electricity of the plurality of battery cells 100.
  • An operation may be performed to equalize the amount of electricity in the battery cells 100 . Thereby, the capacity and reliability of the battery 1 can be maintained for a long period of time.
  • Embodiment 2 Next, Embodiment 2 will be described. The following description focuses on the differences from the first embodiment, and omits or simplifies the description of the common points.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of battery 201 according to the present embodiment. As shown in FIG. 6 , battery 201 differs from battery 1 according to Embodiment 1 in that side insulating layer 60 is further provided.
  • the side insulating layer 60 covers the side surface of the power generation element 5 .
  • the lateral insulation layer 60 covers all sides of the power generation element 5, for example.
  • the side insulating layer 60 may cover the respective ends of the main surface 11 and the main surface 12 . As a result, peeling of the end layer current collectors 150 arranged on the main surfaces 11 and 12 can be suppressed, and the reliability of the battery 201 can be further improved.
  • the side insulating layer 60 is formed using an electrically insulating insulating material.
  • the side insulating layer 60 contains resin.
  • the resin is, for example, an epoxy resin, but is not limited to this.
  • An inorganic material may be used as the insulating material.
  • Usable insulating materials are selected based on various properties such as flexibility, gas barrier properties, impact resistance, and heat resistance.
  • side insulating layer 60 may be provided in a battery according to each embodiment described later.
  • Embodiment 3 Next, Embodiment 3 will be described. The following description focuses on the differences from the first and second embodiments, and omits or simplifies the description of the common points.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of battery 301 according to the present embodiment.
  • battery 301 differs from battery 1 according to Embodiment 1 in that power generation element 5 is provided with through hole 320b instead of through hole 20b. Another difference is that the power generation element 5 is further provided with a through hole 320 .
  • Battery 301 also differs from battery 1 according to Embodiment 1 in that connection member 350 is further provided.
  • the through-hole 320b is the same as the through-hole 20b except that it penetrates from the lower main surface of the counter electrode current collector 121 of the battery cell 100b, that is, from the lower main surface of the battery cell 100b to the main surface 11. has the characteristics of Through hole 320b is an example of a second through hole.
  • the through hole 20a and the through hole 320b are not connected and are independent of each other.
  • the through-hole 320 penetrates some of the battery cells 100 of the power generation element 5 in the stacking direction. Specifically, the through hole 320 penetrates from the main surface 12 to the lower main surface of the counter electrode current collector 121 of the battery cell 100b, that is, the lower main surface of the battery cell 100b. Moreover, the through-hole 320 continues with the through-hole 320b. Therefore, the through holes 320 b and the through holes 320 form one through hole penetrating the entire power generation element 5 , that is, from the main surface 12 to the main surface 11 .
  • the shape of the through-hole 320 is, for example, a cylindrical shape, but may be other shapes such as a prismatic shape.
  • the through-hole 320 is larger than the through-hole 320b on the lower main surface of the battery cell 100b. Therefore, through hole 320 exposes the vicinity of through hole 320b on the lower main surface of battery cell 100b.
  • a connection member 350 is provided at a location exposed by the through hole 320 on the lower main surface of the battery cell 100b.
  • the connection member 350 is located at the end of the through hole 320 on the through hole 320b side.
  • the connecting member 350 is connected in contact with the conductive member 42 and the lower main surface of the counter electrode current collector 121 of the battery cell 100b, and electrically connects the conductive member 42 and the counter electrode layer 120 of the battery cell 100b. ing.
  • the potential of the counter electrode layer 120 of the battery cell 100b is led to the main surface 11 side by the conductive member 42, as in the case of the battery 1.
  • connection member 350 can be formed using the same material as the connection member 50 . Also, the connection member 350 may be formed by projecting the conductive member 42 from the through hole 320b toward the through hole 320 side. That is, the connection member 350 may be part of the conductive member 42 .
  • the conductive member 42 and the counter electrode current collector 121 of the battery cell 100b are electrically connected by the connecting member 350, so that the electrical connection between the conductive member 42 and the battery cell 100b can be further improved. can be strengthened. Further, by connecting the through-hole 320b and the through-hole 320, it is not necessary to make the through-hole 320b pass through the battery cell 100b halfway. 320b can be formed.
  • Embodiment 4 Next, Embodiment 4 will be described. The following description focuses on the differences from the first to third embodiments, and omits or simplifies the description of the common points.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of battery 401 according to the present embodiment.
  • battery 401 differs from battery 1 according to Embodiment 1 in that power generation element 5 is provided with through hole 420b instead of through hole 20b. differ.
  • Battery 401 also differs from battery 1 according to Embodiment 1 in that connection member 450 is further provided.
  • the through-hole 420b penetrates the entire power generation element 5, that is, from the main surface 12 to the main surface 11 in the stacking direction.
  • the through hole 20a and the through hole 420b are not connected and are independent of each other.
  • Insulating member 32 and conductive member 42 are filled in through-hole 420b at positions corresponding to battery cell 100b and main surface 11 .
  • the shape of the through-hole 420b is, for example, a columnar shape, but may be other shapes such as a prismatic shape. Also, the through hole 420b may have the same shape as the through hole 20a.
  • connection member 450 is arranged inside the through hole 420b.
  • the connection member 450 is connected in contact with the inner surface of the counter electrode current collector 121 of the battery cell 100b at the inner wall 425b of the through hole 420b.
  • the connection member 450 is also in contact with and connected to the conductive member 42, and electrically connects the conductive member 42 and the counter electrode layer 120 of the battery cell 100b.
  • the connection member 450 is not in contact with the respective electrode layers 110 of the plurality of battery cells 100 .
  • the side of the connection member 450 opposite to the conductive member 42 side, that is, the main surface 12 side of the connection member 450 is hollow.
  • connection member 450 can be formed using the same material as the connection member 50 . Moreover, the connection member 450 may be formed by widening the end of the conductive member 42 on the main surface 12 side toward the inner wall 425b of the through hole 420b. That is, the connection member 450 may be part of the conductive member 42 .
  • the conductive member 42 is formed in the through-hole 420b penetrating the entire power generation element 5, so the through-hole 420b and the conductive member 42 can be easily formed.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of battery 401a according to another example of the present embodiment.
  • the battery 401a includes an insulating member 432 filled on the main surface 12 side of the connecting member 450 in the through hole 420b.
  • the insulating member 432 covers the inner wall 425b of the through hole 420b and completely fills the main surface 12 side of the connecting member 450 in the through hole 420b.
  • the insulating member 432 is provided in a portion of the through hole 420b where the insulating member 32 and the conductive member 42 are not provided, so that the inner surface of each battery cell 100 is protected by the inner wall 425b, and the reliability of the battery 401a is improved. can enhance sexuality.
  • Embodiment 5 Next, Embodiment 5 will be described. The following description focuses on the differences from Embodiments 1 to 4, and omits or simplifies the description of the common points.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of battery 501 according to the present embodiment.
  • FIG. 11 is a top view of battery 501 according to this embodiment. 10 shows a cross section taken along line XX of FIG.
  • battery 501 is different from battery 1 according to Embodiment 1 in that power generation element 5 has one through hole 20a and one through hole 20b instead of two through holes 20a and 20b. The difference is that two through holes 520 are provided.
  • insulating member 31, insulating member 32, conductive member 41, conductive member 42, collector terminal 51, and collector terminal 52 are replaced with insulating member 530 , a conductive member 541 , a conductive member 542 , a conductive member 543 , a collector terminal 551 , a collector terminal 552 , and a collector terminal 553 .
  • the through hole 520 penetrates the entire power generating element 5, that is, from the main surface 12 to the main surface 11 in the stacking direction.
  • Through hole 520 is open on main surface 11 and main surface 12 .
  • through hole 520 opens at opening position 521 located on main surface 11 and opening position 522 located on main surface 12 .
  • the shape of the through-hole 520 is, for example, a columnar shape, but may be other shapes such as a prismatic shape, a truncated cone shape, a truncated pyramid shape, and the like.
  • the insulating member 530 is arranged inside the through hole 520 .
  • the insulating member 530 is arranged between the conductive member 541 and the inner wall 525 of the through hole 520 , between the conductive member 542 and the inner wall 525 , and between the conductive member 543 and the inner wall 525 . Thereby, the insulation between each conductive member can be ensured.
  • the insulating member 530 is also arranged between the conductive member 541 and the conductive member 542 and between the conductive member 542 and the conductive member 543 . Thereby, insulation between each of the conductive members 541 , 542 , and 543 and the inner surface of the power generating element 5 , which is the inner wall 525 of the through hole 520 , can be ensured.
  • the insulating member 530 fills the through hole 520 together with the conductive members 541 , 542 and 543 .
  • the insulating member 530 completely fills the spaces other than the conductive members 541 , 542 and 543 inside the through hole 520 .
  • the conductive member 541 is arranged inside the through hole 520 .
  • Conductive member 541 is an example of a first conductive member.
  • the conductive member 541 is electrically connected to the main surface 12 of the power generation element 5 via the connection member 50 . Therefore, the conductive member 541 is electrically connected to the end layer current collector 150 in the counter electrode layer 120 of the lowermost battery cell 100a, that is, to the counter electrode current collector 121 without connecting the other battery cells 100. It is
  • the conductive member 541 extends from the opening position 522 of the through-hole 520 on the main surface 12 through the through-hole 520 to the opening position 521 of the through-hole 520 located on the main surface 11 .
  • the conductive member 541 penetrates from the main surface 11 to the main surface 12 of the power generation element 5 through the through hole 520 .
  • the potential of the counter electrode layer 120 of the lowermost battery cell 100a is guided to the main surface 11 side, and current can be extracted from the lowermost battery cell 100a on the main surface 11 side of the power generation element 5. Become.
  • the end of the conductive member 541 on the main surface 11 side is in contact with the collector terminal 551 .
  • An end portion of the conductive member 541 on the main surface 12 side is in contact with the connecting member 50 .
  • the conductive member 541 is in contact with the electrode active material layer 112 , the solid electrolyte layer 130 , the counter electrode active material layer 122 , the intermediate layer current collector 140 and the upper end layer current collector 150 at the inner wall 525 of the through hole 520 .
  • the main surface 11 is the first surface on which the opening position 521 through which the electric potential of the battery cell 100a is guided by the conductive member 541 is arranged.
  • the voltage between main surface 11 and conductive member 541 corresponds to the number of battery cells 100 participating in series connection between main surface 11 and battery cell 100a. In the present embodiment, the voltage between main surface 11 and conductive member 541 corresponds to the voltage when all battery cells 100 of power generation element 5 are connected in series.
  • the shape of the conductive member 541 is, for example, a columnar shape, but may be other shapes such as a prismatic shape.
  • the conductive member 542 is arranged inside the through hole 520 .
  • Conductive member 542 is an example of a second conductive member.
  • the conductive member 542 is electrically connected to the counter electrode current collector 121 in the counter electrode layer 120 of the battery cell 100b that is different from the battery cell 100a without connecting to other battery cells 100 .
  • the conductive member 542 extends from a position corresponding to the counter electrode current collector 121 in the battery cell 100 b through the through hole 520 to the opening position 521 of the through hole 520 located on the main surface 11 .
  • the conductive member 542 has, for example, a tubular shape having a flange connected to the counter electrode current collector 121 of the battery cell 100b.
  • the flange portion of the conductive member 542 spreads from the end of the cylindrical portion of the conductive member 542 extending along the stacking direction toward the inner wall 525 from the main surface 12 side, and contacts the counter electrode current collector 121 of the battery cell 100b.
  • the conductive member 541 passes through the cylindrical conductive member 542 .
  • the end of the conductive member 542 on the main surface 11 side is in contact with the collector terminal 552 .
  • the end of the conductive member 542 on the main surface 12 side is in contact with the counter electrode current collector 121 of the battery cell 100b.
  • An insulating member 530 is arranged between the conductive member 542 and the inner wall 525 .
  • the conductive member 542 does not contact the electrode active material layer 112, the solid electrolyte layer 130, the counter electrode active material layer 122, the intermediate layer current collector 140, and the end layer current collector 150 at the inner wall 525 of the through hole 520. .
  • the main surface 11 is the second surface on which the opening position 521 through which the electric potential of the battery cell 100b is guided by the conductive member 542 is arranged.
  • the voltage between major surface 11 and conductive member 542 corresponds to the number of battery cells 100 participating in series connection between major surface 11 and battery cell 100b.
  • the battery cells 100 involved in the connection between the main surface 11 and the conductive member 542 constitute a cell stack 507 that is connected in series and stacked. Therefore, the voltage between main surface 11 and conductive member 542 corresponds to the voltage when all battery cells 100 of cell stack 507 are connected in series.
  • the conductive member 543 is arranged inside the through hole 520 .
  • the conductive member 543 is electrically connected to the counter electrode current collector 121 in the counter electrode layer 120 of the battery cell 100c, which is different from the battery cells 100a and 100b, without connecting the other battery cells 100 together.
  • the battery cell 100c is an intermediate battery cell 100 in the power generation element 5 and positioned above the battery cell 100b.
  • the conductive member 543 extends from a position corresponding to the counter electrode current collector 121 in the battery cell 100 c through the through hole 520 to the opening position 521 of the through hole 520 located on the main surface 11 .
  • the conductive member 543 has, for example, a tubular shape having a flange connected to the counter electrode current collector 121 of the battery cell 100c.
  • the flange portion of the conductive member 543 spreads from the end of the cylindrical portion of the conductive member 543 extending along the stacking direction toward the inner wall 525 from the main surface 12 side, and contacts the counter electrode current collector 121 of the battery cell 100c.
  • the potential of the counter electrode layer 120 of the battery cell 100c different from the battery cell 100a and the battery cell 100b among the plurality of battery cells 100 is led to the main surface 11 side, and the battery cell Current can be extracted from 100c. Further, the conductive member 541 and the conductive member 542 pass through the inside of the cylindrical conductive member 543 .
  • the end of the conductive member 543 on the main surface 11 side is in contact with the collector terminal 553 .
  • the end of the conductive member 543 on the main surface 12 side is in contact with the counter electrode current collector 121 of the battery cell 100c.
  • An insulating member 530 is arranged between the conductive member 543 and the inner wall 525 .
  • the conductive member 543 does not contact the electrode active material layer 112, the solid electrolyte layer 130, the counter electrode active material layer 122, the intermediate layer current collector 140, and the end layer current collector 150 at the inner wall 525 of the through hole 520. .
  • the potential of the battery cell 100c is led to the opening position 521 arranged on the main surface 11 by the conductive member 543.
  • the voltage between main surface 11 and conductive member 543 corresponds to the number of battery cells 100 participating in series connection between main surface 11 and battery cell 100c.
  • the battery cells 100 involved in the connection between the main surface 11 and the conductive member 543 constitute a cell stack 508 that is connected in series and stacked. Therefore, the voltage between main surface 11 and conductive member 543 corresponds to the voltage when all battery cells 100 of cell stack 508 are connected in series.
  • the battery 501 can supply three types of voltages with different magnitudes on the main surface 11 side.
  • the conductive members 541, 542, and 543 are arranged in the same through hole 520, so that the current extraction positions from the battery cell 100a, the battery cell 100b, and the battery cell 100c are consolidated. be able to.
  • the conductive members 541, 542, and 543 can be used not only for supplying multiple types of voltage, but also for intermediate voltage measurement of the power generation element 5 in which multiple battery cells 100 are stacked.
  • the battery 501 can be used while monitoring the voltage of the intermediate battery cell 100, the occurrence of overcharge or overdischarge in a specific battery cell 100 can be suppressed, and the reliability of the battery 501 can be improved.
  • the collector terminal 551 is arranged on the main surface 11 side of the power generation element 5 .
  • the collector terminal 551 is connected to the conductive member 541 at the opening position 521 .
  • the collector terminal 551 is electrically connected to the counter electrode layer 120 of the lowermost battery cell 100 a via the conductive member 541 and the connecting member 50 .
  • the current collecting terminal 551 is one of the external connection terminals of the battery 1, and is a negative electrode lead-out terminal in the present embodiment.
  • the collector terminal 552 is arranged on the main surface 11 side of the power generation element 5 .
  • the collector terminal 552 is connected to the conductive member 542 at the opening position 521 .
  • the current collector terminal 552 is electrically connected to the counter electrode layer 120 of the battery cell 100b through the conductive member 542 .
  • the current collecting terminal 552 is one of the external connection terminals of the battery 1, and in this embodiment, it is a negative electrode extraction terminal.
  • the collector terminal 553 is arranged on the main surface 11 side of the power generation element 5 .
  • the collector terminal 553 is connected to the conductive member 543 at the opening position 521 . Thereby, the collector terminal 553 is electrically connected to the counter electrode layer 120 of the battery cell 100c through the conductive member 543 .
  • the current collecting terminal 553 is one of the external connection terminals of the battery 1, and is a negative electrode extraction terminal in the present embodiment.
  • the collector terminal 551 , the collector terminal 552 , and the collector terminal 553 are all arranged inside the through hole 520 and are not in contact with the main surface 11 in plan view.
  • the collector terminal 551 is positioned at the center of the through-hole 520 in plan view. Further, in a plan view, the collector terminal 552 has an annular shape and is arranged so as to surround the collector terminal 551 . Further, in plan view, the collector terminal 553 has an annular shape and is arranged so as to surround the collector terminal 552 . In a plan view, the collector terminal 552 and the collector terminal 553 spread concentrically around the collector terminal 551 . Since the collector terminals 551, 552, and 553 are gathered on the through hole 520 in this manner, terminal connection using a socket-shaped connecting component can be easily formed. In addition, since the collector terminal 551, the collector terminal 552, and the collector terminal 553 have different shapes in plan view, it is easy to identify the external terminal to be connected.
  • the shape and arrangement of the collector terminals 551, 552, and 553 in a plan view are not particularly limited, and may be arranged so as to ensure insulation from the main surface 11 and insulation between the collector terminals. It should be arranged.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of battery 501a according to another example of the present embodiment. As shown in FIG. 12 , in battery 501 a , insulating member 530 , conductive member 541 , conductive member 542 and conductive member 543 are extended above main surface 11 .
  • Conductive member 541, conductive member 542, and conductive member 543 are connected above main surface 11 to collector terminal 551a, collector terminal 552a, and collector terminal 553a, respectively.
  • the collector terminal 551a, the collector terminal 552a, and the collector terminal 553a for example, do not have a hollow portion and are protruding terminals like the collector terminals 51 and 52 according to the first embodiment.
  • the battery 501a can be realized with excellent mountability on a substrate or the like.
  • Embodiment 6 Next, Embodiment 6 will be described. The following description focuses on the differences from Embodiments 1 to 5, and omits or simplifies the description of the common points.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of battery 601 according to the present embodiment. As shown in FIG. 13, battery 601 is different from battery 1 according to Embodiment 1 in that power generation element 5 is provided with through holes 620a and 620b instead of through holes 20a and 20b. There is a difference.
  • the through holes 620a and 620b have the same features as the through holes 20a and 20b, respectively, except that the inner walls 625a and 625b have different shapes.
  • the through hole 620a is an example of a first through hole.
  • Through hole 620b is an example of a second through hole.
  • the through holes 620a and 620b are not connected and are independent of each other.
  • An inner wall 625a of the through-hole 620a has a zigzag shape, unlike the inner wall 25a in which one continuous surface inclined with respect to the stacking direction extends from the main surface 11 to the main surface 12.
  • the cross-sectional area of the through-hole 620a in the direction perpendicular to the stacking direction in the electrode layer 110 is larger than the cross-sectional area of the through-hole 620a in the direction perpendicular to the stacking direction in the counter electrode layer 120. is also big.
  • the cross-sectional area of the through-hole 620b in the direction perpendicular to the stacking direction in the electrode layer 110 is larger than the cross-sectional area of the through-hole 620b in the direction perpendicular to the stacking direction in the counter electrode layer 120. is also big. Thereby, the same effects as those of the above-described through holes 20a and 20b can be obtained.
  • the volume and shape of the through-hole 620a in each battery cell 100 through which the through-hole 620a passes are substantially the same.
  • the cross-sectional areas of the through-holes 620a in the direction perpendicular to the stacking direction in the electrode layers 110 of the battery cells 100 through which the through-holes 620a pass are substantially the same.
  • the cross-sectional areas of the through-holes 620a in the direction perpendicular to the stacking direction in the counter electrode layer 120 of each battery cell 100 through which the through-holes 620a pass are substantially the same.
  • the volume occupied by the through-holes 620a is the same in each battery cell 100 through which the through-holes 620a pass, the volumes of the battery cells 100 through which the through-holes 620a pass are likely to be the same, and the capacity between the battery cells 100 through which the through-holes 620a pass is uniform. Variation can be suppressed. Therefore, in charging and discharging the battery 601, the operating voltage of the plurality of battery cells 100 connected in series and stacked can be easily made uniform, and the occurrence of overcharge or overdischarge in a specific battery cell 100 can be suppressed. Therefore, reliability of the battery 601 can be improved.
  • the volume of the through-hole 620a has a large effect, so it is effective that the volume occupied by the through-hole 620a is the same in each battery cell 100 through which the through-hole 620a passes. .
  • the volume and shape of the through holes 620b in the battery cells 100 through which the through holes 620b pass are substantially the same.
  • the shape of the through-hole 620a in each battery cell 100 through which the through-hole 620a passes and the shape of the through-hole 620b in each battery cell 100 through which the through-hole 620b passes are, for example, a truncated cone shape. Other shapes are also possible.
  • the shape of the through-holes 620a and 620b is, for example, a shape in which the truncated cone shapes of the respective battery cells 100 are arranged side by side along the stacking direction.
  • the insulating member 31 and the conductive member 41 are provided in the through hole 620a, and the insulating member 32 and the conductive member 42 are provided in the through hole 620b. Thereby, the potential of the counter electrode layer 120 of each of the battery cells 100a and 100b can be led to the main surface 11 side.
  • Embodiment 7 Next, Embodiment 7 will be described. The following description focuses on the differences from Embodiments 1 to 6, and omits or simplifies the description of the common points.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of battery 701 according to the present embodiment.
  • battery 701 includes power generation element 705 instead of power generation element 5, and battery cells 100 included in power generation element 705 include two battery cells 100 in place of power generation element 5.
  • the main difference is that two cell stacks 707 and 708 are constructed.
  • the potential of battery cells 100 included in each of cell stack 707 and cell stack 708 is led to main surface 11 side of power generation element 705 by a conductive member.
  • the battery 701 includes a power generating element 705, an insulating member 31, an insulating member 32, an insulating member 733, a conductive member 741, a conductive member 742, a conductive member 743, a connection member 750a, a connection member 750b, and a connection A member 756 , a connection member 757 , a collector terminal 51 , a collector terminal 52 , and a collector terminal 55 are provided.
  • the power generation element 705 includes multiple battery cells 100 and an insulating layer 160 .
  • some of the battery cells 100 form a cell stack 707 and some of the battery cells 100 form a cell stack 708 .
  • the battery cells 100 forming the cell stack 707 and the battery cells 100 forming the cell stack 708 do not overlap. It can also be said that the power generation element 705 has a cell stack 707 and a cell stack 708 .
  • Cell stack 707 is an example of a first cell stack.
  • Cell stack 708 is an example of a second cell stack. In the example shown in FIG. 14, cell stack 707 and cell stack 708 each include a plurality of battery cells 100, specifically four.
  • the number of battery cells 100 included in cell stack 707 is the same as the number of battery cells 100 included in cell stack 708 .
  • the number of cell stacks included in power generation element 705 and the number of battery cells 100 included in each of cell stacks 707 and 708 are not particularly limited. Also, the number of battery cells 100 included in cell stack 707 and the number of battery cells 100 included in cell stack 708 may be different.
  • the plurality of battery cells 100 included in each of the cell stacks 707 and 708 are electrically connected in series. At least some of the plurality of battery cells 100 included in each of cell stack 707 and cell stack 708 may be electrically connected in parallel.
  • the battery cells 100 in the cell stack 707 and the battery cells 100 in the cell stack 708 are arranged so that the layers constituting the battery cells 100 are arranged in the same order.
  • the cell laminate 707 is arranged on the main surface 11 side of the cell laminate 708 . Also, the cell stack 707 and the cell stack 708 are stacked with the insulating layer 160 interposed therebetween. Cell stack 707 and cell stack 708 are not electrically connected.
  • main surface 11 constitutes a part of cell stack 707 located on the upper side. Specifically, main surface 11 is the upper main surface of cell stack 707 .
  • main surface 12 constitutes a part of cell stack 708 located on the lower side. Specifically, major surface 12 is the lower major surface of cell stack 708 .
  • the insulating layer 160 is arranged between the cell stacks 707 and 708 .
  • the insulating layer 160 is made of an insulating material and insulates the cell stacks 707 and 708 from each other.
  • the insulating layer 160 is also arranged between the connection member 750a and the connection member 750b.
  • the power generation element 705 is provided with a through hole 720a, a through hole 720b, and a through hole 720c.
  • the through hole 720a penetrates the cell stack 707 in the stacking direction.
  • Through hole 720b penetrates cell stack 707 and insulating layer 160 in the stacking direction.
  • the through hole 720c penetrates the entire power generation element 705 in the stacking direction.
  • Through hole 720a is an example of a first through hole.
  • Through hole 720b is an example of a second through hole.
  • the through hole 720a, the through hole 720b, and the through hole 720c are not connected and are independent of each other.
  • the through-hole 720a is open to the main surface 11. Specifically, the through hole 720 a opens at an opening position 21 a located on the main surface 11 .
  • the through-hole 720 a extends from the lowest battery cell 700 a among the plurality of battery cells 100 included in the cell stack 707 to the main surface 11 .
  • Through hole 720 a penetrates from the lower main surface of cell stack 707 to the upper main surface of cell stack 707 , which is main surface 11 .
  • Battery cell 700a is an example of a first battery cell.
  • the through-hole 720a does not have to penetrate the entire cell stack 707, and may penetrate from a part of the counter electrode layer 120 of the battery cell 700a to the main surface 11, for example.
  • the through-hole 720b is open to the main surface 11. Specifically, the through-hole 720b opens at an opening position 21b located on the main surface 11 .
  • the through hole 720b extends from the insulating layer 160 to the main surface 11. Through-hole 720b penetrates from the upper main surface to main surface 11 of battery cell 700b positioned at the top of battery cells 100 included in cell stack 708 .
  • Battery cell 700b is an example of a second battery cell.
  • the through-hole 720c is open to the main surface 11 and the main surface 12. Specifically, the through-hole 720c opens at an opening position 721c located on the main surface 11 and an opening position 722c located on the main surface 12 .
  • An inner wall 725a of the through-hole 720a, an inner wall 725b of the through-hole 720b, and an inner wall 725c of the through-hole 720c are parallel to the stacking direction. This makes it possible to easily make the volume and shape of the through-holes 720a in the respective battery cells 100 through which the through-holes 720a pass the same. A similar effect is obtained for the inner wall 725b of the through hole 720b and the inner wall 725c of the through hole 720c.
  • the through-holes 720a, 720b, and 720c are each, for example, cylindrical, but may have other shapes such as a prismatic shape, a truncated cone shape, and a truncated pyramid shape.
  • the insulating member 31 is arranged between the conductive member 741 and the inner wall 725a of the through hole 720a, and the inner wall 725a of the through hole 720a is the inner wall of the power generation element 705. Insulation with the side surface can be secured.
  • the insulating member 32 is disposed between the conductive member 742 and the inner wall 725b of the through hole 720b to ensure insulation between the conductive member 742 and the inner wall 725b of the through hole 720b, which is the inner surface of the power generating element 705. can be done.
  • the insulating member 733 is arranged inside the through hole 720c.
  • the insulating member 733 is positioned between the conductive member 743 and the inner wall 725c of the through hole 720c.
  • the insulating member 733 can ensure insulation between the conductive member 743 and the inner surface of the power generating element 705, which is the inner wall 725c of the through hole 720c.
  • the insulating member 733 is arranged along the inner wall 725c of the through hole 720c.
  • the insulating member 733 collectively covers the inner wall 725c of the through hole 720c and is in contact with the inner wall 725c of the through hole 720c. Thereby, collapse of the material of each layer of the battery cell 100 can be suppressed at the inner wall 725c of the through-hole 720c, and short-circuiting between the electrode layer 110 and the counter electrode layer 120 can be suppressed.
  • the insulating member 733 covers, for example, the entire inner wall 725c of the through hole 720c. A gap may be provided between the insulating member 733 and the inner wall 725c.
  • the insulating member 733 surrounds the outer periphery of the conductive member 743 when viewed from the stacking direction and is in contact with the conductive member 743 .
  • the conductive member 743 is columnar, and the insulating member 733 covers the entire side surface of the columnar conductive member 743 and is in contact with the side surface of the conductive member 743 .
  • a gap may be provided in a part between the insulating member 733 and the conductive member 743 .
  • the insulating member 733 is filled with the conductive member 743 so as to fill the through hole 720c.
  • the insulating member 733 completely fills the space between the inner wall 725c of the through hole 720c and the conductive member 743, for example. Therefore, the shape of the insulating member 733 is the same as the shape of the through hole 720c except that a through hole through which the conductive member 743 penetrates is formed in the center when viewed in the stacking direction.
  • the shape of the insulating member 733 is, for example, a tubular shape with a circular or polygonal outer periphery. is formed in a long columnar shape.
  • the shape of the insulating member 733 is not limited to such a shape, and the insulating member 733 is formed to match the shapes of the through hole 720c and the conductive member 743, for example.
  • the conductive member 741 is arranged inside the through hole 720a.
  • Conductive member 741 is an example of a first conductive member.
  • Conductive member 741 is electrically connected to the lower main surface of cell stack 707 via connecting member 750a. Therefore, the conductive member 741 is electrically connected to the counter electrode current collector 121 in the counter electrode layer 120 of the battery cell 700 a without connecting other battery cells 100 .
  • the conductive member 741 extends from the lower main surface of the counter electrode current collector 121 in the battery cell 700 a through the through hole 720 a to the opening position 21 a of the through hole 720 a located on the main surface 11 .
  • the conductive member 741 penetrates from the main surface 11 to the lower main surface of the counter electrode current collector 121 in the battery cell 700a through the through hole 720a.
  • the potential of the counter electrode layer 120 of the battery cell 700a located at the bottom of the cell stack 707 is led to the main surface 11 side, and current can be extracted from the battery cell 700a on the main surface 11 side of the power generation element 705. It becomes possible.
  • the end of the conductive member 741 on the main surface 11 side is in contact with the collector terminal 51 .
  • the end of the conductive member 741 on the main surface 12 side is in contact with the connecting member 750a.
  • the conductive member 742 is arranged inside the through hole 720b.
  • Conductive member 742 is an example of a second conductive member.
  • the conductive member 742 is electrically connected to the electrode current collector 111 in the electrode layer 110 of the battery cell 700 b without connecting other battery cells 100 .
  • the conductive member 742 extends from the upper main surface of the electrode current collector 111 in the battery cell 700 b through the through hole 720 b to the opening position 21 b of the through hole 720 b located on the main surface 11 .
  • the conductive member 742 passes through the through hole 720b and penetrates from the main surface 11 to the upper main surface of the electrode current collector 111 in the battery cell 700b.
  • the potential of the electrode layer 110 of the battery cell 700b included in the cell stack 708 different from the cell stack 707 including the battery cell 700a among the plurality of battery cells 100 is guided to the main surface 11 side, and the power generation element 705 Current can be extracted from the battery cell 700b on the main surface 11 side of the .
  • the end of the conductive member 742 on the main surface 11 side is in contact with the collector terminal 52 .
  • the end of the conductive member 742 on the main surface 12 side is in contact with the electrode current collector 111 of the battery cell 700b and the connection member 750b.
  • the conductive member 743 is arranged inside the through hole 720c.
  • Conductive member 743 is an example of a third conductive member.
  • Conductive member 743 extends from opening position 722c of through hole 720c on main surface 12 to opening position 721c of through hole 720c located on main surface 11 through through hole 720c.
  • the conductive member 743 penetrates from the main surface 11 to the main surface 12 of the power generation element 705 through the through hole 720c.
  • the conductive member 743 is electrically connected to the main surface 11 of the power generating element 705 via the connecting member 756 . Also, the conductive member 743 is electrically connected to the main surface 12 of the power generating element 705 via the connecting member 757 . As a result, the principal surfaces 11 and 12 of the power generation element 705 are electrically connected, and the principal surfaces 11 and 12 are at the same potential. The uppermost end layer collector 150 and the lowermost end layer collector 150 in the power generation element 705 are connected to the same potential by a conductive member 743 .
  • the main surface 12 located in the cell stack 708 is electrically connected to the main surface 11 , so that the potential difference due to the battery cells 100 included in the cell stack 708 is increased between the conductive member 742 and the main surface 11 . occurs.
  • power can be supplied to the battery cells 100 of the cell stack 708 on the main surface 11 side.
  • the conductive member 743 may electrically connect the main surface 11 and the main surface 12 by passing through the outside of the power generating element 705 without passing through the through hole 720c.
  • Each of the conductive member 741, the conductive member 742, and the conductive member 743 has, for example, a columnar shape, but may have other shapes such as a prismatic shape, a truncated cone shape, and a truncated pyramid shape.
  • Each thickness of the conductive member 741, the conductive member 742, and the conductive member 743 is constant, for example.
  • the conductive member 741, the conductive member 742 and the conductive member 743 can be formed using the same material as the conductive member 41 and the conductive member 42, respectively.
  • main surface 11 is the first surface on which opening position 21a through which the electric potential of battery cell 700a is guided by conductive member 741 is arranged.
  • Principal surface 11 is the upper principal surface of uppermost battery cell 100 in cell stack 707 . Therefore, the battery cells 100 stacked from the battery cell 700a to the uppermost battery cell 100 in the cell stack 707 are the battery cells 100 involved in the connection between the main surface 11 and the battery cell 700a.
  • the voltage between main surface 11 and conductive member 741 corresponds to the number of battery cells 100 participating in series connection between main surface 11 and battery cell 700a. In the present embodiment, the voltage between main surface 11 and conductive member 741 corresponds to the voltage when all battery cells 100 of cell stack 707 are connected in series.
  • main surface 11 is the second surface on which opening positions 21b to which the electric potential of battery cell 700b is guided by conductive member 742 are arranged.
  • Main surface 11 is electrically connected to main surface 12 by conductive member 743 .
  • the main surface 12 is the lower main surface of the lowermost battery cell 100 in the cell stack 708 . Therefore, the battery cells 100 stacked from the lowest battery cell to the battery cell 700b in the cell stack 708 are located between the main surface 12 and the battery cell 700b, that is, between the main surface 11 and the battery cell 700b. is a battery cell 100 involved in the connection of .
  • the voltage between major surface 11 and conductive member 742 corresponds to the number of battery cells 100 participating in series connection between major surface 11 and battery cell 700b. In this embodiment, the voltage between main surface 11 and conductive member 742 corresponds to the voltage when all battery cells 100 of cell stack 708 are connected in series.
  • the number of battery cells 100 included in the cell stack 707 and the number of battery cells 100 included in the cell stack 708 are the same. Therefore, the voltage between main surface 11 and conductive member 741 and the voltage between main surface 11 and conductive member 742 have the same absolute value.
  • battery 701 can provide both positive and negative voltages with respect to main surface 11 using conductive members 741 and 742 .
  • the end layer current collector 150 of the top layer as a shield layer with a potential of 0 V and forming a circuit pattern using both positive and negative voltages above the main surface 11, low noise circuit can be formed.
  • the battery cell 100 involved in the connection between the main surface 11 and the battery cell 700a and the battery cell 100 involved in the connection between the main surface 11 and the battery cell 700b do not overlap. Therefore, the power of each battery cell 100 of the battery 701 tends to be consumed evenly.
  • connection member 750a is arranged on the lower side of the cell stack 707.
  • the connection member 750 a is embedded in the insulating layer 160 .
  • the connection member 750 a is connected to the conductive member 741 at the lower end of the conductive member 741 .
  • the connection member 750a covers the lower main surface of the battery cell 700a and is connected to the counter electrode current collector 121 of the battery cell 700a.
  • the connection member 750a electrically connects the conductive member 741 and the counter electrode layer 120 of the battery cell 700a. Note that the connection member 750a may be a part of the conductive member 741 .
  • connection member 750b is arranged on the upper side of the cell laminate 708.
  • the connection member 750b is embedded in the insulating layer 160. As shown in FIG.
  • the connection member 750 b is connected to the conductive member 742 at the lower end of the conductive member 742 .
  • the connection member 750b covers the upper main surface of the battery cell 700b and is connected to the electrode current collector 111 of the battery cell 700b.
  • the connection member 750b electrically connects the conductive member 742 and the electrode layer 110 of the battery cell 700b.
  • the connection member 750b may be a part of the conductive member 742 .
  • the battery 701 may not include the connection member 750b.
  • connection member 756 is arranged on the main surface 11 side of the power generation element 705 .
  • the connection member 756 is connected to the conductive member 743 at the opening position 721c.
  • the connecting member 756 covers the main surface 11 near the opening position 721c and is also connected to the main surface 11 .
  • the connection member 756 electrically connects the conductive member 743 and the main surface 11 . Note that the connection member 756 may be part of the conductive member 743 .
  • connection member 757 is arranged on the main surface 12 side of the power generation element 705 .
  • the connection member 757 is connected to the conductive member 743 at the opening position 722c.
  • the connecting member 757 covers the main surface 12 near the opening position 722c and is also connected to the main surface 12 .
  • the connection member 757 electrically connects the conductive member 743 and the main surface 12 . Note that the connection member 757 may be part of the conductive member 743 .
  • the connecting member 750a, the connecting member 750b, the connecting member 756 and the connecting member 757 can each be formed using the same material as the connecting member 50, for example.
  • the battery cells 100 in the cell stack 707 and the battery cells 100 in the cell stack 708 are arranged so that the layers constituting the battery cells 100 are arranged in the same order. is not limited to For example, like the power generation element 705a shown in FIG. 15 , the battery cell 100 in the cell stack 707 and the battery cell 100 in the cell stack 708 are arranged in the opposite order of the layers that make up the battery cell 100. good.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of battery 701a according to another example of the present embodiment.
  • the battery 701a includes a power generation element 705a instead of the power generation element 705 of the battery 701.
  • the battery cells 100 in the cell stack 707 and the battery cells 100 in the cell stack 708 are arranged in the opposite order of the layers that make up the battery cells 100 . That is, in the cell laminate 707, the electrode layer 110 is arranged above the counter electrode layer 120 in each battery cell 100, whereas in the cell laminate 708, the counter electrode layer 120 is arranged above the counter electrode layer 120 in each battery cell 100. It is arranged above 110 . Therefore, in the battery 701a, the conductive member 742 is connected to the upper main surface of the counter electrode current collector 121 of the battery cell 700b.
  • the battery 701a can supply voltages of the same polarity with respect to the main surface 11 by using the conductive members 741 and 742 . In this way, by changing the arrangement order of the layers constituting the battery cell 100 in the cell stack 708, the polarity of the voltage of the conductive member 742 with respect to the main surface 11 can be changed.
  • the number of battery cells 100 involved in series connection between main surface 11 and battery cell 700a is the same as the number of battery cells 100 involved in series connection between main surface 12 and battery cell 700b. be. That is, the number of battery cells 100 included in the cell stack 707 and the cell stack 708 in which the battery cells 100 are connected in series and stacked is the same. Therefore, the battery 701a can supply an equivalent series voltage from the cell stacks 707 and 708 in which the battery cells 100 included do not overlap each other. This allows the same voltage to be supplied from two terminals to one electronic device or the like, for example, in order to reduce the effects of noise.
  • the number of battery cells 100 included in the cell stack 707 is the same as the number of battery cells 100 included in the cell stack 708, but this is not the only option.
  • the number of battery cells 100 in the cell stack 707 and the number of battery cells 100 in the cell stack 708b may be different.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of battery 701b according to still another example of the present embodiment.
  • the battery 701b includes, instead of the power generation element 705a, a power generation element 705b having a cell stack 708b containing fewer battery cells 100 than the cell stack 708 in the power generation element 705a.
  • the conductive member 742 is connected to the battery cell 700b located at the top of the cell stack 708b, so the voltage between the main surface 11 and the conductive member 742 is It corresponds to the voltage at which the battery cells 100 are connected in series. Since the number of battery cells 100 in the cell stack 707 and the number of battery cells 100 in the cell stack 708b are different, the battery 701b can supply two types of voltage with different numbers of battery cells 100 connected in series. It is possible. In this way, by adjusting the number of battery cells 100 included in each of cell stack 707 and cell stack 708b, the voltage to be supplied can be adjusted.
  • the battery cells 100 in the cell stack 707 and the battery cells 100 in the cell stack 708b are arranged in the reverse order of the layers constituting the battery cells 100. Also in the battery 701b, the direction of the cell stack 708b is reversed, and the battery cell 100 in the cell stack 707 and the battery cell 100 in the cell stack 708b constitute the battery cell 100, similarly to the battery 701.
  • a configuration in which the layers are arranged in the same order may be employed.
  • the power generation element has a structure in which two cell laminates are laminated with the insulating layer 160 interposed therebetween. Therefore, by changing the number and the stacking direction of battery cells 100 included in two cell stacks that are stacked via insulating layer 160 and are not electrically connected, conductive member 741 and conductive member 742 are changed. can be used to easily adjust the magnitude and polarity of the voltage supplied.
  • Embodiment 8 Next, an eighth embodiment will be described. The following description focuses on the differences from Embodiments 1 to 7, and omits or simplifies the description of the common points.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of battery 801 according to the present embodiment.
  • battery 801 is different from battery 1 according to Embodiment 1 in that through hole 20c is further provided in power generation element 5, and insulating member 33, conductive member 43, and collector terminal 53 are provided. The main difference is that they are further provided.
  • the through hole 20c is open on the main surface 12 and is not open on the main surface 11.
  • the through hole 20 c opens at an opening position 22 c located on the main surface 12 .
  • the through hole 20c extends from the battery cell 100c, which is different from the battery cells 100a and 100b among the plurality of battery cells 100, to the main surface 12.
  • the battery cell 100c is, for example, an intermediate battery cell 100 in which other battery cells 100 are stacked above and below.
  • the battery cell 100c is adjacent to the battery cell 100b and arranged on the main surface 12 side of the battery cell 100b.
  • the through hole 20c penetrates from the upper main surface of the electrode active material layer 112 of the battery cell 100c (in other words, the lower main surface of the electrode current collector 111) to the main surface 12. .
  • the through hole 20c has, for example, a truncated cone shape, but may have other shapes such as a truncated pyramid shape, a columnar shape, and a prismatic shape.
  • the insulating member 33 is arranged inside the through hole 20c.
  • the insulating member 33 is positioned between the conductive member 43 and the inner wall 25c of the through hole 20c.
  • the insulating member 33 can ensure insulation between the conductive member 43 and the inner surface of the power generating element 5, which is the inner wall 25c of the through hole 20c.
  • the insulating member 33 is arranged along the inner wall 25c of the through hole 20c.
  • the insulating member 33 collectively covers the inner wall 25c of the through hole 20c and is in contact with the inner wall 25c of the through hole 20c. Thereby, collapse of the material of each layer of the battery cell 100 can be suppressed at the inner wall 25c of the through-hole 20c, and short-circuiting between the electrode layer 110 and the counter electrode layer 120 can be suppressed.
  • the insulating member 33 covers, for example, the entire surface of the inner wall 25c of the through hole 20c. A gap may be provided in a portion between the insulating member 33 and the inner wall 25c.
  • the insulating member 33 surrounds the outer periphery of the conductive member 43 when viewed from the stacking direction and is in contact with the conductive member 43 .
  • the conductive member 43 is columnar, and the insulating member 33 covers the entire side surface of the columnar conductive member 43 and is in contact with the side surface of the conductive member 43 .
  • a gap may be provided in a part between the insulating member 33 and the conductive member 43 .
  • the insulating member 33 is filled with the conductive member 43 so as to fill the through hole 20c.
  • the insulating member 33 completely fills the space between the inner wall 25c of the through hole 20c and the conductive member 43, for example. Therefore, the shape of the insulating member 33 is the same as the shape of the through hole 20c except that a through hole through which the conductive member 43 penetrates is formed in the center when viewed in the stacking direction.
  • the shape of the insulating member 33 is, for example, a tubular shape with a circular or polygonal outer periphery. It has an elongated truncated cone shape with a .
  • the shape of the insulating member 33 is not limited to such a shape, and the insulating member 33 is formed to match the shapes of the through hole 20c and the conductive member 43, for example.
  • the conductive member 43 is arranged inside the through hole 20c.
  • the conductive member 43 is electrically connected to the electrode current collector 111 in the electrode layer 110 of the battery cell 100 c without connecting other battery cells 100 . Since main surface 12 is the lower main surface of counter electrode layer 120 located in the lowermost layer, conductive member 43 is connected to electrode layer 110 having a polarity different from that of main surface 12 .
  • the conductive member 43 extends from the upper main surface of the electrode current collector 111 in the battery cell 100c through the through-hole 20c to the opening position 22c of the through-hole 20c located on the main surface 12c.
  • the conductive member 43 penetrates from the main surface 12 to the lower main surface of the electrode current collector 111 in the battery cell 100c through the through hole 20c.
  • the potential of the electrode layer 110 of the battery cell 100c which is different from the battery cells 100a and 100b among the plurality of battery cells 100, is guided to the main surface 12 side, and the battery cell Current can be extracted from 100c.
  • the conductive member 43 functions as a through electrode penetrating some of the battery cells 100 of the power generation element 5 .
  • the end of the conductive member 43 on the main surface 12 side is in contact with the collector terminal 53 .
  • the end of the conductive member 43 on the main surface 11 side is in contact with the electrode current collector 111 of the battery cell 100c.
  • the electric potential of the battery cell 100c is led to the opening position 22c arranged on the main surface 12 by the conductive member 43. Since the main surface 12 is the lower main surface of the lowermost battery cell 100, the battery cells 100 stacked from the battery cell 100c to the uppermost battery cell 100 are aligned with the main surface 12 and the battery cell 100c. is a battery cell 100 involved in the connection between the .
  • the voltage between main surface 12 and conductive member 43 corresponds to the number of battery cells 100 participating in series connection between main surface 12 and battery cell 100c.
  • the battery cells 100 involved in the connection between the main surface 12 and the conductive member 43 constitute a cell stack 808 that is connected in series and stacked.
  • the number of battery cells 100 included in cell stack 808 is half the number of battery cells included in power generation element 5, so the voltage between main surface 12 and conductive member 43 is , corresponds to the voltage at which half the battery cells 100 of the power generation element 5 are connected in series. That is, the voltage between major surface 12 and conductive member 43 is half the voltage between major surface 11 and conductive member 41 . Also, the voltage between main surface 12 and conductive member 43 is equal to the voltage between main surface 11 and conductive member 42 .
  • the battery cells 100 forming the cell stack 107 and the battery cells 100 forming the cell stack 808 do not overlap. That is, the battery cell 100 involved in the connection between the main surface 11 and the battery cell 100b and the battery cell 100 involved in the connection between the main surface 12 and the battery cell 100c do not overlap. Therefore, by connecting the conductive member 42 and the conductive member 43 to an electronic device or the like to which it is desired to supply half the voltage between the main surface 11 and the conductive member 41, each battery cell 100 of the battery 801 power will be consumed evenly. Therefore, intensive consumption of the power of some battery cells 100 can be suppressed, and the operating time of the battery 801 can be extended. In addition, potential variations among the battery cells 100 can be reduced.
  • the battery 801 is particularly effective when frequently used with a voltage in which some battery cells 100 of the plurality of battery cells 100 are connected in series.
  • the number of battery cells 100 involved in series connection between main surface 11 and battery cell 100b is the same as the number of battery cells 100 involved in series connection between main surface 12 and battery cell 100c. be. That is, the number of battery cells 100 included in the cell stack 107 and the cell stack 808 in which the battery cells 100 are connected in series and stacked is the same. Therefore, the battery 801 can supply an equivalent series voltage from the cell stack 107 and the cell stack 808, which contain battery cells 100 that do not overlap each other. This allows the same voltage to be supplied from two terminals to one electronic device or the like, for example, in order to reduce the effects of noise. Note that the number of battery cells 100 included in the cell stack 107 and the cell stack 808 may be different.
  • the battery cells 100 forming the cell stack 107 and the battery cells 100 forming the cell stack 808 configure the power generation element 5 .
  • Power generation element 5 does not include battery cells 100 other than battery cells 100 forming cell stack 107 and battery cells 100 forming cell stack 808 . This makes it easier for the power of each battery cell 100 of the battery 801 to be consumed more evenly.
  • the power generation element 5 may include battery cells 100 other than the battery cells 100 forming the cell stack 107 and the battery cells 100 forming the cell stack 808 .
  • the collector terminal 53 is arranged on the main surface 12 side of the power generation element 5 .
  • the collector terminal 53 is connected to the conductive member 43 at the opening position 22c.
  • the collector terminal 53 is electrically connected to the electrode layer 110 of the battery cell 100c via the conductive member 43 .
  • the current collecting terminal 53 is one of the external connection terminals of the battery 801, and is a positive electrode lead-out terminal in the present embodiment.
  • a portion of the collector terminal 53 is in contact with the insulating member 33 .
  • the collector terminal 53 is not in contact with the main surface 12 and is insulated from the main surface 12, that is, the counter electrode layer 120 of the battery cell 100 positioned at the bottom. Note that the collector terminal 53 does not have to be in contact with the insulating member 33 .
  • the collector terminal 53 may be connected to the conductive member 43 via another conductive connection layer or the like.
  • the collector terminal 53 can be formed using the same material as the collector terminal 51, the collector terminal 52, and the collector terminal 55, for example.
  • the battery 801 can supply a voltage obtained by connecting all the battery cells 100 of the power generation element 5 in series and a voltage obtained by connecting a part of the battery cells 100 of the power generation element 5 in series. 5 are realized by serially connecting two non-overlapping battery cell 100 combinations. Therefore, even in a usage method in which a voltage in which some battery cells 100 are connected in series is frequently used, the power of each battery cell 100 included in the power generation element 5 is likely to be consumed evenly.
  • main surface 12 is the first surface on which opening position 22c to which the potential of battery cell 100c is guided by conductive member 43 is arranged.
  • the battery cell 100a, the through hole 20a, the insulating member 31 and the conductive member 41 may be the second battery cell, the second through hole, the second insulating member and the second conductive member, respectively.
  • the power generation element 5 may not be provided with the through hole 20 a , and the battery 801 may not include the insulating member 31 , the conductive member 41 , the connection member 50 and the collector terminal 51 . Moreover, in the battery 801 , the power generation element 5 may not be provided with the through hole 20 b , and the battery 801 may not include the insulating member 32 , the conductive member 42 and the collector terminal 52 .
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of battery 901 according to the present embodiment. As shown in FIG. 18 , battery 901 differs from battery 1 according to Embodiment 1 mainly in that power generation element 905 is provided instead of power generation element 5 .
  • the battery 901 includes a power generation element 905, an insulating member 31, an insulating member 32, a conductive member 941, a conductive member 942, a connection member 50, a current collector terminal 51, a current collector terminal 52, and a current collector terminal 55. , an electrode insulating layer 71 , a counter electrode insulating layer 72 , a counter electrode connecting portion 81 , and an electrode connecting portion 82 .
  • a power generation element 905 includes a plurality of battery cells 100 . Some of the plurality of battery cells 100 are electrically connected in parallel and stacked. Power generation element 905 includes both parallel and series connections of battery cells 100 .
  • the power generation element 905 includes multiple parallel laminates 907 .
  • each of the multiple parallel stacks 907 includes an odd number of battery cells 100, specifically three.
  • the odd number of battery cells 100 included in the parallel stack 907 are electrically connected in parallel.
  • Parallel connection is made by a counter electrode connection portion 81 and an electrode connection portion 82 .
  • a plurality of parallel laminates 907 are electrically connected in series. The series connection is achieved by stacking the parallel stacks 907 in the stacking direction of the battery cells 100 (that is, the z-axis direction). Specific connections will be described later.
  • the number of parallel stacks 907 included in power generation element 905 and the number of battery cells 100 included in parallel stacks 907 are not particularly limited, and may be an odd number or an even number. . Moreover, a stack in which a plurality of battery cells 100 are connected in series may be connected in parallel.
  • the power generating element 905 includes side surfaces 13 and 14 .
  • Sides 13 and 14 face away from each other and are parallel to each other.
  • Sides 13 and 14 are each flat surfaces.
  • the side surface 13 of the power generation element 905 is formed by connecting the first side surfaces of the plurality of parallel laminates 907 flush with each other.
  • the side surface 14 of the power generation element 905 is formed by connecting the second side surfaces of the plurality of parallel laminates 907 flush with each other.
  • a large capacity is realized by forming a parallel laminate 907 in which a plurality of battery cells 100 are connected in parallel and laminated. Furthermore, a high voltage is realized by connecting a plurality of parallel laminates 907 in series.
  • the layers forming the battery cells 100 are arranged in the opposite order. That is, the plurality of battery cells 100 are stacked side by side along the z-axis while the order of the layers constituting the battery cells 100 alternates.
  • the bottom layer and the top layer of parallel stack 907 are current collectors of different polarities, respectively.
  • the bottom layer is the counter electrode current collector 121 of the counter electrode layer 120 and the top layer is the electrode current collector 111 of the electrode layer 110 .
  • Each of the three parallel stacks 907 has the same configuration.
  • two parallel laminates 907 can be directly laminated such that current collectors of opposite polarities face each other.
  • no insulating layer is arranged between parallel stacked bodies 907 adjacent in the stacking direction. More specifically, in two adjacent parallel laminates 907, the uppermost electrode layer 110 of the lower parallel laminate 907 and the lowermost counter electrode layer 120 of the upper parallel laminate 907 share a cell.
  • the intermediate layer current collector 141 shown in FIG. 18 is a current collector shared by two parallel laminates 907 .
  • the intermediate layer current collector 141 functions as the electrode current collector 111 of one parallel laminate 907 and functions as the counter electrode current collector 121 of the other parallel laminate 907 .
  • the electrode active material layer 112 is arranged on the lower surface of the intermediate current collector 141, and the counter electrode active material layer 122 is arranged on the upper surface.
  • each parallel laminate 907 in two adjacent battery cells 100 , two adjacent electrode layers 110 share one electrode current collector 111 . That is, the electrode active material layer 112 is arranged on each of the upper surface and the lower surface of one electrode current collector 111 .
  • two adjacent counter electrode layers 120 share one counter electrode current collector 121 . That is, the counter electrode active material layer 122 is arranged on each of the upper surface and the lower surface of one counter electrode current collector 121 .
  • Such a power generation element 905 can be formed, for example, using battery cells 100D, 100E and 100F shown in FIGS. 3A to 3C.
  • the electrode insulating layer 71 covers the electrode layer 110 on the first side surface of each of the multiple parallel laminates 907 .
  • the electrode insulating layer 71 includes, on the side surface 13 of the power generation element 905, a plurality of electrode layers 110, a plurality of solid electrolyte layers 130, and a plurality of counter electrode active materials included in each of the plurality of parallel laminates 907. a portion of each of the layers 122;
  • the electrode insulating layer 71 does not cover any of the plurality of counter electrode current collectors 121 included in each of the plurality of parallel laminates 907 on the side surface 13 .
  • the electrode layers 110 of two adjacent battery cells 100 share one electrode current collector 111, so the electrode insulating layer 71 collectively connects the two adjacent electrode layers 110. covering.
  • the electrode insulating layer 71 is formed from the counter electrode active material layer 122 of one battery cell 100 of the two adjacent battery cells 100 to the solid electrolyte layer 130, the electrode active material layer 112, and the shared electrode current collector. 111 , the electrode active material layer 112 , the solid electrolyte layer 130 and the counter electrode active material layer 122 of the other battery cell 100 are continuously covered.
  • the electrode insulating layer 71 covers the solid electrolyte layer 130 and the counter electrode active material layer 122 in addition to the electrode layer 110, the width (the length in the z-axis direction) fluctuates due to manufacturing variations of the electrode insulating layer 71.
  • the possibility of exposing the electrode layer 110 on the side surface 13 is reduced. Therefore, it is less likely that the electrode layer 110 and the counter electrode connection portion 81 contact each other on the side surface 13 to cause a short circuit, and the reliability of the battery 901 can be improved.
  • the electrode insulating layer 71 does not have to cover the counter electrode active material layer 122 .
  • the electrode insulating layer 71 does not have to cover the solid electrolyte layer 130 either.
  • the counter electrode insulating layer 72 covers the counter electrode layer 120 on the second side surface of each of the multiple parallel laminates 907 .
  • the counter electrode insulating layer 72 includes a plurality of counter electrode layers 120, a plurality of solid electrolyte layers 130, and a plurality of electrode active material layers included in each of the plurality of parallel laminates 907. a portion of each of the layers 112;
  • the counter electrode insulating layer 72 does not cover any of the plurality of electrode current collectors 111 included in each of the plurality of parallel laminates 907 on the side surface 14 .
  • the electrode insulating layer 71 and the counter electrode insulating layer 72 enter into the unevenness of the end faces of the electrode active material layer 112, the counter electrode active material layer 122 and the solid electrolyte layer 130, respectively, thereby improving the adhesion strength and improving the reliability of the battery 901. improves.
  • the electrode active material layer 112, the counter electrode active material layer 122, and the solid electrolyte layer 130 can each be made of a powdery material. In this case, very fine unevenness exists on the end face of each layer.
  • the electrode insulating layer 71 and the counter electrode insulating layer 72 each have a stripe shape, for example, when the side surface 13 or the side surface 14 is viewed from the front.
  • the electrode insulating layer 71 and the counter electrode insulating layer 72 are each formed using an electrically insulating insulating material.
  • the electrode insulating layer 71 and the counter electrode insulating layer 72 each contain resin.
  • the resin is, for example, an epoxy resin, but is not limited to this.
  • An inorganic material may be used as the insulating material. Usable insulating materials are selected based on various properties such as flexibility, gas barrier properties, impact resistance, and heat resistance.
  • the electrode insulating layer 71 and the counter electrode insulating layer 72 are formed using the same material, but may be formed using different materials.
  • the intermediate layer current collector 141 among all current collectors included in the power generation element 905, the intermediate layer current collector 141, the electrode current collector 111 in the top layer of the power generation element 905, and the counter electrode in the bottom layer of the power generation element 905 None of the current collectors 121 are covered with an insulating member on each of the side surfaces 13 and 14 . The remaining current collectors included in the power generation element 905 are covered with an insulating member on either one of the side surfaces 13 and 14 .
  • the counter electrode connection portion 81 is a conductive portion that covers the first side surface and the electrode insulating layer 71 and is connected to the plurality of counter electrode layers 120 in each of the plurality of parallel laminates 907 . That is, the counter electrode connection part 81 is provided for each parallel laminate 907 . As shown in FIG. 18 , three counter electrode connection portions 81 are provided so as to cover the side surface 13 . The three counter electrode connection portions 81 are arranged with a predetermined gap therebetween so as not to contact each other.
  • the counter electrode connection part 81 contacts and covers the end surface of each of the plurality of counter electrode current collectors 121 on the side surface 13 .
  • the counter electrode connection part 81 also contacts and covers at least a part of each end face of the plurality of counter electrode active material layers 122 . Since the counter electrode connection part 81 enters the unevenness of the end surface of the counter electrode active material layer 122 , the adhesion strength is improved and the reliability of the battery 901 is improved.
  • the electrode connection portion 82 is a conductive portion that covers the second side surface and the counter electrode insulating layer 72 and is connected to the electrode layers 110 in each of the multiple parallel laminates 907 . That is, the electrode connection portion 82 is provided for each parallel laminate 907 . As shown in FIG. 18, three electrode connection portions 82 are provided to cover the side surface 14 . The three electrode connection portions 82 are arranged with a predetermined gap therebetween so as not to contact each other.
  • the electrode connection portion 82 contacts and covers the end surface of each of the plurality of electrode current collectors 111 on the side surface 14 .
  • the electrode connection portion 82 also contacts and covers at least a portion of each end face of the plurality of electrode active material layers 112 . Since the electrode connection part 82 enters the unevenness of the end surface of the electrode active material layer 112, the adhesion strength is improved, and the reliability of the battery 901 is improved.
  • the intermediate layer current collector 141 is both the electrode current collector 111 and the counter electrode current collector 121 .
  • the intermediate layer current collector 141 contacts and covers the counter electrode connection portion 81 on the side surface 13 and contacts and covers the electrode connection portion 82 on the side surface 14 .
  • the counter electrode connection portion 81 in contact with the intermediate layer current collector 141 is a parallel laminate 907 including the intermediate layer current collector 141 as the counter electrode current collector 121 (that is, in the example of FIG. body 907).
  • the counter electrode connection portion 81 of the parallel laminate 907 on the upper side may be in contact with the electrode active material layer 112 of the parallel laminate 907 on the lower side.
  • the electrode connection portion 82 in contact with the intermediate layer current collector 141 is a parallel laminate 907 including the intermediate layer current collector 141 as the electrode current collector 111 (that is, in the example of FIG. 907) is the electrode connection portion 82 of the body 907).
  • the electrode connection portion 82 of the parallel laminate 907 on the lower side may be in contact with the counter electrode active material layer 122 of the parallel laminate 907 on the upper side.
  • the counter electrode connection portion 81 and the electrode connection portion 82 each have a stripe shape, for example, when the side surface 13 or the side surface 14 is viewed from the front.
  • the counter electrode connection portion 81 and the electrode connection portion 82 are formed using a conductive resin material or the like. Alternatively, the counter electrode connection portion 81 and the electrode connection portion 82 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 connecting portion 81 and the electrode connecting portion 82 are formed using the same material, but may be formed using different materials.
  • the counter electrode connection portion 81 provided on the first side surface of the one parallel laminate 907 and the electrode connection portion 82 provided on the second side surface of the one parallel laminate 907 all the battery cells 100 included in the one parallel stack 907 are connected in parallel.
  • three battery cells 100 are connected in parallel by a counter electrode connection portion 81 and an electrode connection portion 82 . Since the counter electrode connection portion 81 and the electrode connection portion 82 can each be realized in a small volume along the side surface 13 or the side surface 14 of the parallel stack 907, the capacity density of the battery 901 can be increased.
  • the power generation element 905 includes serial connection and parallel connection of the battery cells 100, the battery 901 with large capacity and high voltage can be realized.
  • the power generation element 905 is provided with a through hole 920a and a through hole 920b.
  • the through hole 920a penetrates all the battery cells 100 included in the power generation element 905 in the stacking direction.
  • the through-hole 920b penetrates some of the battery cells 100 included in the power generation element 905 in the stacking direction.
  • Through hole 920a is an example of a first through hole.
  • Through hole 920b is an example of a second through hole.
  • the through holes 920a and 920b are not connected and are independent of each other.
  • the through hole 920a is open on the main surface 11 and the main surface 12. Specifically, the through hole 920a opens at an opening position 21a located on the main surface 11 and an opening position 22a located on the main surface 12 .
  • the through-hole 920a extends from the lowest battery cell 900a among the plurality of battery cells 100 to the main surface 11 . Specifically, the through hole 920a penetrates from the main surface 12 to the main surface 11, which is the lower main surface of the battery cell 900a.
  • the battery cell 900a is also the battery cell 100 located at the bottom of the parallel stack 907 located at the bottom. In the present embodiment, since battery cell 900a is positioned at the bottom, main surface 12 forms part of battery cell 900a. Specifically, main surface 12 is the lower main surface of battery cell 900a.
  • Battery cell 900a is an example of a first battery cell.
  • the through-hole 920a does not have to open on the main surface 12, and for example, may penetrate from a part of the counter electrode layer 120 of the battery cell 900a to the main surface 11.
  • the through hole 920b is open on the main surface 11 and is not open on the main surface 12. Specifically, the through-hole 920b opens at an opening position 21b located on the main surface 11 .
  • the through-hole 920b extends from the battery cell 900b, which is different from the battery cell 900a among the plurality of battery cells 100, to the main surface 11. Specifically, the through hole 920b penetrates from the lower main surface of the counter electrode active material layer 122 of the battery cell 900b (in other words, the upper main surface of the counter electrode current collector 121) to the main surface 11. .
  • the battery cell 900b is also the battery cell 100 positioned at the bottom of the middle parallel stack 907 on which other parallel stacks 907 are stacked above and below. Therefore, the battery cell 900 a and the battery cell 900 b are included in different parallel stacks 907 .
  • Battery cell 900b is an example of a second battery cell.
  • An inner wall 925a of the through-hole 920a and an inner wall 925b of the through-hole 920b are parallel to the stacking direction.
  • the volume and shape of the through holes 920a in the respective battery cells 100 through which the through holes 920a pass can be easily made the same.
  • a similar effect can be obtained for the inner wall 925b of the through hole 920b.
  • the through-holes 920a and 920b are each, for example, cylindrical, but may have other shapes such as a prismatic shape, a truncated cone shape, a truncated pyramid shape, and the like.
  • the insulating member 31 is arranged between the conductive member 941 and the inner wall 925a of the through hole 920a, and the inner wall of the power generating element 905, which is the conductive member 941 and the inner wall 925a of the through hole 920a. Insulation with the side surface can be secured.
  • the insulating member 32 is disposed between the conductive member 942 and the inner wall 925b of the through hole 920b to ensure insulation between the conductive member 942 and the inner surface of the power generation element 905, which is the inner wall 925b of the through hole 920b. can be done.
  • the conductive member 941 is arranged inside the through hole 920a.
  • Conductive member 941 is an example of a first conductive member.
  • the conductive member 941 is electrically connected to the main surface 12 of the power generating element 905 via the connecting member 50 . Therefore, the conductive member 941 is electrically connected to the counter electrode current collector 121 in the counter electrode layer 120 of the lowermost battery cell 900 a of the power generation element 905 without connecting other battery cells 100 . Since main surface 11 is the upper main surface of electrode layer 110 located on the uppermost layer, conductive member 941 is connected to counter electrode layer 120 having a polarity different from that of main surface 11 .
  • the conductive member 941 extends from the opening position 22a of the through hole 920a on the main surface 12 to the opening position 21a of the through hole 920a located on the main surface 11 through the through hole 920a.
  • the conductive member 941 penetrates from the main surface 11 to the main surface 12 of the power generation element 905 through the through hole 920a.
  • the potential of the counter electrode layer 120 of the lowermost battery cell 900a of the power generation element 905 is guided to the main surface 11 side, and the electric current from the lowermost battery cell 900a is transferred to the main surface 11 side of the power generation element 905. Can be taken out.
  • the end of the conductive member 941 on the main surface 11 side is in contact with the collector terminal 51 .
  • An end portion of the conductive member 941 on the main surface 12 side is in contact with the connecting member 50 .
  • main surface 11 is the first surface on which opening position 21a through which the electric potential of battery cell 900a is guided by conductive member 941 is arranged. Since the main surface 11 is the upper main surface of the uppermost battery cell 100, the battery cells 100 stacked from the battery cell 900a to the uppermost battery cell 100 are located between the main surface 11 and the battery cell 900a. It is the battery cell 100 which participates in the connection between. The voltage between main surface 11 and conductive member 941 corresponds to the number of battery cells 100 participating in series connection between main surface 11 and battery cell 900a.
  • the voltage between the main surface 11 and the conductive member 941 is the voltage between the main surface 11 and the battery cell 900a. It can also be said that it corresponds to the number of parallel stacks 907 involved in series connection between them. Principal surface 11 is the upper principal surface of upper parallel stack 907 , and battery cell 900 a is battery cell 100 included in lower parallel stack 907 . Therefore, in the present embodiment, the voltage between main surface 11 and conductive member 941 corresponds to the voltage when all parallel laminates 907 of power generation elements 905 are connected in series.
  • the conductive member 942 is arranged inside the through hole 920b.
  • Conductive member 942 is an example of a second conductive member.
  • the conductive member 942 is electrically connected to the counter electrode current collector 121 in the counter electrode layer 120 of the battery cell 900 b without connecting other battery cells 100 . Since main surface 11 is the upper main surface of electrode layer 110 located on the uppermost layer, conductive member 942 is connected to counter electrode layer 120 having a polarity different from that of main surface 11 .
  • the conductive member 942 extends from the upper main surface of the counter electrode current collector 121 in the battery cell 900 b through the through hole 920 b to the opening position 21 b of the through hole 920 b located on the main surface 11 .
  • the conductive member 942 passes through the through hole 920b and penetrates from the main surface 11 to the upper main surface of the counter electrode current collector 121 in the battery cell 900b.
  • the potential of the counter electrode layer 120 of the battery cell 900b included in the parallel laminate 907 different from the parallel laminate 907 including the battery cell 900a among the plurality of battery cells 100 is guided to the main surface 11 side, and the power generation element 905 Current can be extracted from the battery cell 900b on the main surface 11 side of the .
  • the end of the conductive member 942 on the main surface 11 side is in contact with the collector terminal 52 .
  • the end of the conductive member 942 on the main surface 12 side is in contact with the counter electrode current collector 121 of the battery cell 900b.
  • the main surface 11 is the second surface on which the opening position 21b through which the potential of the battery cell 900b is guided by the conductive member 942 is arranged. Therefore, both the first surface and the second surface are main surface 11 in the present embodiment. Since the main surface 11 is the upper main surface of the uppermost battery cell 100, the battery cells 100 stacked from the battery cell 900b to the uppermost battery cell 100 are located between the main surface 11 and the battery cell 900b. It is the battery cell 100 which participates in the connection between. The voltage between major surface 11 and conductive member 942 corresponds to the number of battery cells 100 participating in series connection between major surface 11 and battery cell 900b.
  • the voltage between main surface 11 and conductive member 942 corresponds to the number of parallel stacks 907 participating in series connection between main surface 11 and battery cell 900b.
  • Principal surface 11 is the upper principal surface of upper parallel stack 907
  • battery cell 900 b is battery cell 100 included in middle parallel stack 907 . Therefore, in the present embodiment, the voltage between main surface 11 and conductive member 942 corresponds to the voltage when two parallel laminates 907 are connected in series. In this embodiment, the voltage between major surface 11 and conductive member 942 is two thirds of the voltage between major surface 11 and conductive member 941 .
  • the battery 901 can supply two types of voltages with different magnitudes on the main surface 11 side.
  • Each of the conductive member 941 and the conductive member 942 has, for example, a cylindrical shape, but may have other shapes such as a prismatic shape, a truncated cone shape, and a truncated pyramid shape.
  • Each thickness of the conductive member 941 and the conductive member 942 is constant, for example.
  • the conductive member 941 and the conductive member 942 can be formed using the same material as the conductive member 41 and the conductive member 42, respectively.
  • the conductive member 941 and the conductive member 942 are provided in the through hole 920a and the through hole 920b, so that one battery 901 supplies a voltage of a plurality of combinations of the parallel laminates 907. be able to. Therefore, the battery 901 can improve the capacity density and the convenience similarly to the battery 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view of battery 1001 according to the present embodiment.
  • FIG. 20 is a top view of battery 1001 according to this embodiment. Note that FIG. 19 represents a cross section along line XIX-XIX in FIG. As shown in FIGS. 19 and 20, battery 1001 is different from battery 1 according to Embodiment 1 in that sealing member 90 is further provided.
  • the sealing member 90 exposes at least a portion of each of the collector terminal 51 , the collector terminal 52 and the collector terminal 55 and seals the power generating element 5 .
  • the sealing member 90 is provided, for example, so that the power generation element 5, the insulating member 31, the insulating member 32, the conductive member 41, the conductive member 42, and the connection member 50 are not exposed.
  • the sealing member 90 is formed using, for example, an electrically insulating 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 90 may contain a plurality of different insulating materials.
  • the sealing member 90 may have a multilayer structure. Each layer of the multilayer structure may be formed using different materials and have different properties.
  • the sealing member 90 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 90 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 should be equal to or smaller than the space between the electrode current collector 111 and the counter electrode current collector 121 .
  • the particle shape of the metal oxide material is, for example, spherical, ellipsoidal, or rod-like, but is not limited thereto.
  • the sealing member 90 By providing the sealing member 90, the reliability of the battery 1001 can be improved in various aspects such as mechanical strength, short-circuit prevention, and moisture resistance.
  • batteries according to other embodiments may similarly further include the sealing member 90 .
  • Embodiment 11 Next, an eleventh embodiment will be described.
  • a circuit board provided with the battery according to each of the above-described embodiments will be described.
  • the following description focuses on the differences from the first to tenth embodiments, and omits or simplifies the description of the common points.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view of the circuit board 2000 according to this embodiment.
  • the circuit board 2000 is, for example, a mounting board for mounting the electronic device 195, the electronic device 196, and the electronic device 197.
  • FIG. Electronic devices 195, 196 and 197 are each, for example, resistors, capacitors, inductors or semiconductor chips. The number of electronic devices mounted on the circuit board 2000 is not particularly limited.
  • a circuit board 2000 includes a battery 2001 and a circuit pattern layer 170 .
  • the battery 2001 is, for example, the battery 1, 201, 301, 401, 401a, 501, 501a, 601, 701, 701a, 701b, 801, 901 or 1001 according to the above embodiments.
  • FIG. 21 illustration of the detailed structure of the battery 2001 is omitted for ease of viewing, and the through holes 20a and 20b of the battery 2001, the insulating member 31, the insulating member 32, the conductive member 41, the conductive member 42, and the collector terminal are omitted. 51, current collecting terminals 52 and current collecting terminals 55 only are shown.
  • FIG. 21 representatively shows through hole 20a, through hole 20b, insulating member 31, insulating member 32, conductive member 41, and conductive member 42 of battery 1 according to Embodiment 1. may be formed with through-holes, insulating members, and conductive members of batteries according to embodiments other than the first embodiment.
  • the circuit pattern layer 170 is laminated on the battery 2001 .
  • the circuit pattern layer 170 is arranged on the main surface 11 side of the power generation element of the battery 2001 .
  • the circuit pattern layer 170 includes a wiring insulating layer 171 and circuit wiring 172 .
  • the wiring insulating layer 171 is arranged on the main surface 11 .
  • the width (area) of the wiring insulating layer 171 is the same as the width (area) of the battery 2001, but may be smaller or larger than the width (area) of the battery 2001. good.
  • a circuit wiring 172 is formed on the surface of the wiring insulating layer 171 opposite to the main surface 11 side.
  • the wiring insulating layer 171 is made of an insulating material, and for example, an insulating member for general substrates, such as an insulating film or an insulating plate, can be used. Also, the wiring insulating layer 171 may be a coating layer of an insulating material applied on the battery 2001 . Also, the wiring insulating layer 171 may be part of the sealing member 90 .
  • the collector terminal 51, the collector terminal 52, and the collector terminal 55 penetrate the wiring insulating layer 171 and protrude to the opposite side of the wiring insulating layer 171 from the main surface 11 side.
  • the circuit wiring 172 is arranged on the side opposite to the main surface 11 side of the wiring insulating layer 171 .
  • the circuit wiring 172 is a circuit pattern formed on the wiring insulating layer 171 .
  • the circuit wiring 172 is, for example, general printed circuit board wiring. Circuit traces 172 may be conductive patterns formed by other methods.
  • An electronic device 195 , an electronic device 196 and an electronic device 197 are connected to the circuit wiring 172 .
  • the circuit wiring 172 includes a first wiring 172a, a second wiring 172b, and a third wiring 172c.
  • the first wiring 172 a is an example of part of the circuit wiring 172 .
  • the second wiring 172b is an example of another part of the circuit wiring.
  • the collector terminal 51 , the collector terminal 52 and the collector terminal 55 are connected to the circuit wiring 172 .
  • the collector terminal 51 is connected to the first wiring 172a.
  • the collector terminal 52 is connected to the second wiring 172b.
  • the collector terminal 55 is connected to the third wiring 172c.
  • the conductive member 41 is electrically connected to the first wiring 172a through the collector terminal 51 .
  • the conductive member 42 is electrically connected to the second wiring 172b via the collector terminal 52 .
  • the main surface 11 is electrically connected to the third wiring 172c through the collector terminal 55.
  • the first wiring 172a, the second wiring 172b, and the third wiring 172c are separated from each other and are not in contact with each other.
  • the current collecting terminals 51 and 52 do not pass through the circuit wiring 172 , and part of each of the current collecting terminals 51 and 52 is buried in the circuit wiring 172 .
  • the collector terminal 55 penetrates the circuit wiring 172 and the tip of the collector terminal 55 is exposed.
  • the positional relationship with the circuit wiring 172 is not particularly limited as long as the current collecting terminals 51 , 52 and 55 are connected to the circuit wiring 172 .
  • the collector terminal 51 and the collector terminal 52 may pass through the circuit wiring 172 .
  • the collector terminal 55 does not have to pass through the circuit wiring 172 .
  • At least one of the collector terminal 51 , the collector terminal 52 , and the collector terminal 55 may be in contact with the main surface 11 side of the circuit wiring 172 at its tip.
  • the circuit board 2000 is formed, for example, by separately forming the circuit pattern layer 170 and the battery 2001 and bonding the formed circuit pattern layer 170 and the battery 2001 together.
  • the circuit board 2000 may be formed by laminating the insulating layer for wiring 171 on the battery 2001 and patterning the circuit wiring 172 on the laminated insulating layer for wiring 171 .
  • the electronic device 195, the electronic device 196, and the electronic device 197 can be mounted on the circuit pattern layer 170 formed on the battery 2001.
  • the wiring board and the battery are integrated, so that the size and thickness of the electronic device can be reduced.
  • the battery 2001 is the battery according to each of the above-described embodiments, it is possible to achieve both high capacity density and high convenience.
  • the circuit board 2000 can supply multiple types of voltages to an electronic device or the like.
  • the circuit board 2000 is used for high-frequency equipment that is susceptible to radiation noise.
  • the present invention is not limited to this.
  • the circuit wiring 172 may be electrically connected to the conductive member 41, the conductive member 42, and the main surface 11 via the conductive contact by forming a conductive contact penetrating the wiring insulating layer 171. .
  • FIG. 22 is a flow chart showing Example 1 of the battery manufacturing method according to each embodiment. In the manufacturing method example 1, manufacturing of the battery 1 according to the first embodiment will be mainly described.
  • a plurality of battery cells are prepared (step S10).
  • the prepared battery cells are, for example, battery cell 100D and battery cell 100E or battery cell 100F shown in FIGS. 3A to 3C. Also, in the following description of the manufacturing method, the battery cells 100D, 100E and 100F may be collectively referred to as the battery cell 100.
  • FIG. 1 A block diagram illustrating an exemplary battery cell 100.
  • a stack is formed by stacking a plurality of battery cells 100 (step S20).
  • a laminate is formed by sequentially stacking a plurality of battery cells 100 such that the electrode layer 110, the counter electrode layer 120, and the solid electrolyte layer 130 are arranged in the same order in each battery cell.
  • the power generating element 5 shown in FIG. 4 is formed.
  • the power generation element 5 is an example of a laminate.
  • the side surface of the power generation element 5 may be flattened after stacking the plurality of battery cells 100 .
  • the power generating element 5 having flat side surfaces can be formed.
  • the cutting process is performed by, for example, a knife, laser or jet.
  • At least one through-hole is formed in the power generation element 5 so as to penetrate at least some of the plurality of battery cells 100 in the stacking direction (step S30).
  • the power generation element 5 is formed with a through hole 20 a penetrating through all of the plurality of battery cells 100 and a through hole 20 b penetrating through a portion of the plurality of battery cells 100 .
  • Formation of the through-holes 20a and the through-holes 20b is performed, for example, by cutting using a drill or the like. Also, the through holes 20a and the through holes 20b may be formed using a laser or the like.
  • the through holes 20a and 20b are formed after forming the laminate (step S20). Therefore, since at least some of the battery cells 100 through which the through holes penetrate can be collectively processed, the productivity of the battery 1 can be improved. Moreover, unlike the case of forming through holes corresponding to through holes 20a and 20b in a plurality of non-stacked battery cells 100, there is no need to align the through holes. This is particularly effective in the case of manufacturing a large-sized battery 1 in which it is necessary to improve the alignment accuracy of the through-holes due to the large area of the power generation element 5 .
  • an insulating member is formed in the formed at least one through-hole (step S40). Specifically, the insulating member 31 arranged between the conductive member 41 and the inner wall 25a of the formed through hole 20a is formed. Also, an insulating member 32 is formed between the conductive member 42 and the inner wall 25b of the formed through hole 20b.
  • an insulating member 31 that covers the inner wall 25a of the through hole 20a formed in the power generating element 5 is formed.
  • the insulating member 31 is formed, for example, within the through hole 20a formed in the power generation element 5, with a space where the conductive member 41 is formed.
  • the insulating member 31 is formed, for example, by applying an insulating material to the inner wall 25a of the through hole 20a.
  • the through hole 20a is filled with an insulating material so as to completely fill the through hole 20a, and the filled insulating material is filled with a through hole for forming the conductive member 41, that is, having the same shape as the conductive member 41 to be formed.
  • the insulating member 31 may be formed by forming a through hole in the .
  • the insulating member 32 can also be formed by the same method as the insulating member 31 .
  • the through hole 20a, the inner wall 25a, the insulating member 31, and the conductive member 41 are replaced with the through hole 20b, the inner wall 25b, the insulating member 32, and the conductive member 42, respectively.
  • the same readings may be used in the following description of the manufacturing method.
  • a conductive member is formed in the formed at least one through hole (step S50). Specifically, a conductive member 41 electrically connected to the battery cell 100a and extending through the through-hole 20a to the opening position 21a of the through-hole 20a is formed in the through-hole 20a formed in the power generation element 5 . Further, a conductive member 42 electrically connected to the battery cell 100b and extending through the through hole 20b to the opening position 21b of the through hole 20b is formed in the through hole 20b formed in the power generation element 5 .
  • the conductive member 41 is formed, for example, by filling a space in the through hole 20a where the insulating member 31 is not formed with a conductive material.
  • the conductive member 41 may be formed by inserting the conductive member 41 which has been given a shape by molding or the like in advance into the through hole 20a.
  • the conductive member 42 can also be formed by a method similar to that for the conductive member 41 .
  • a connecting member 50 is formed at the end of the conductive member 41 on the main surface 12 side and at a position where it is connected to the main surface 12 as necessary.
  • the formation of the insulating member (step S40) and the formation of the conductive member (step S50) do not have to be performed in this order.
  • the formation of the conductive member (step S50) may be performed prior to the formation of the insulating member (step S40).
  • the conductive member 41 is placed in the through hole 20a, and the insulating member is filled between the conductive member 41 and the inner wall 25a of the through hole 20a. 20a.
  • the insulating member 32 and the conductive member 42 can also be formed by the same method as the insulating member 31 and the conductive member 41 .
  • the formation of the insulating member (step S40) and the formation of the conductive member (step S50) may be performed at the same time.
  • the insulating member 31 and the conductive member 41 are formed in the through hole 20a by inserting a composite member in which the insulating member 31 and the conductive member 41 are integrated into the through hole 20a.
  • a composite member is, for example, a member in which an insulating member 31 is formed around a columnar conductive member 41 .
  • the insulating member 32 and the conductive member 42 can also be formed by the same method as the insulating member 31 and the conductive member 41 .
  • the collector terminal 51, the collector terminal 52, and the collector terminal 55 are formed (step S60). Specifically, the collector terminal 51 is formed at a position that is connected to the end of the conductive member 41 on the main surface 11 side and does not contact the main surface 11 . Further, a collector terminal 52 is formed at a position that is connected to the end of the conductive member 42 on the main surface 11 side and does not come into contact with the main surface 11 . Also, a collector terminal 55 is formed on the main surface 11 .
  • the collector terminals 51, 52, and 55 are formed by disposing a conductive material in desired regions by printing, plating, soldering, or the like.
  • the battery 1 shown in FIG. 1 can be manufactured.
  • the side insulating layer 60 shown in FIG. 6 may be formed at any timing after the formation of the laminate (step S20).
  • the side insulating layer 60 is formed, for example, by applying an insulating material to the side surfaces of the power generation element 5 or the like.
  • the side insulating layer 60 may be formed by immersing (dipping) a portion of the power generating element 5 in a liquid insulating material from the side surface side and curing the insulating material adhering to the power generating element 5 . Curing is performed by drying, heating, light irradiation, or the like, depending on the resin material used.
  • the sealing member 90 shown in FIGS. 19 and 20 may be formed.
  • the sealing member 90 is 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.
  • FIG. 23 is a flow chart showing Example 2 of the battery manufacturing method according to each embodiment.
  • manufacturing method example 2 manufacturing of battery 601 according to the sixth embodiment will be mainly described.
  • Manufacturing method example 2 differs from manufacturing method example 1 in the order of each step.
  • step S10 a plurality of battery cells are prepared by the same method as manufacturing method example 1 (step S10).
  • through holes are formed in at least some of the battery cells 100 that are not stacked (step S31). Specifically, through-holes having shapes corresponding to the through-holes 620a in the respective battery cells 100 are formed in all of the plurality of battery cells 100 that are not stacked. Also, through holes having shapes corresponding to the through holes 620b in the respective battery cells 100 are formed in some of the plurality of battery cells 100 that are not stacked. In this way, since the through-holes having shapes corresponding to the through-holes 620a and 620b in each battery cell 100 are formed for each battery cell 100, it is easy to form through-holes having shapes corresponding to the through-holes 620a and 620b.
  • the degree of freedom in the shape of the through-holes 620a and 620b is increased. For example, even if the inner walls of the through holes 620a and 620b have zigzag surfaces, through holes having shapes corresponding to the through holes 620a and 620b can be easily formed. Further, even when a through hole is formed in a part of the plurality of battery cells 100 like the through hole 620b, since the through hole is formed before stacking the plurality of battery cells 100, the through hole is formed. It is possible to avoid forming a through hole in the battery cell 100 that does not need to be formed. Therefore, for example, the loss of battery capacity due to the formation of unnecessary through-holes can be reduced. The same method as in Manufacturing Method Example 1 can be used as the method for forming the through holes.
  • step S21 a stack is formed by stacking a plurality of battery cells 100 (step S21).
  • step S21 the plurality of battery cells 100 are stacked such that the through holes formed in at least some of the battery cells 100 are connected.
  • the power generating element 5 is formed, and the through holes formed in at least some of the plurality of battery cells 100 are connected to form the through holes 620a and 620b.
  • step S40 insulating members are formed (step S40), conductive members are formed (step S50), and collector terminals 51, 52 and 55 are formed (step S60). )I do.
  • the insulating member 31 and the conductive member 41 can be collectively formed in the through-hole 620a
  • the insulating member 32 and the conductive member 42 can be collectively formed in the through-hole 620b, so that productivity can be improved.
  • the battery 601 shown in FIG. 13 can be manufactured.
  • FIG. 24 is a flow chart showing Example 3 of the battery manufacturing method according to each embodiment.
  • manufacturing method example 3 manufacturing of battery 601 according to the sixth embodiment will be mainly described.
  • Manufacturing method example 3 differs from manufacturing method examples 1 and 2 in the order of each step.
  • step S10 a plurality of battery cells are prepared by the same method as manufacturing method example 1 (step S10).
  • through holes are formed in at least some of the plurality of non-stacked battery cells 100 by the same method as in Manufacturing Method Example 2 (step S31).
  • insulating members are formed in the through-holes formed in at least some of the battery cells 100 that are not stacked (step S42).
  • the insulating member 31 is formed in a through-hole having a shape corresponding to the through-hole 620a formed in all the battery cells 100 of the plurality of battery cells 100 that are not stacked.
  • the insulating member 32 is formed in a through-hole having a shape corresponding to the through-hole 620b formed in some of the battery cells 100 that are not stacked.
  • a conductive member is formed in the through holes formed in at least some of the battery cells 100 that are not stacked (step S52).
  • the conductive member 41 is formed in a through-hole having a shape corresponding to the through-hole 620a formed in all the battery cells 100 of the plurality of battery cells 100 that are not stacked.
  • the conductive member 42 is formed in a through hole having a shape corresponding to the through hole 620b formed in some of the battery cells 100 that are not stacked.
  • the insulating member 31, the insulating member 32, the conductive member 41, and the conductive member 42 can be formed using the same method as in Manufacturing Method Example 1.
  • the insulating member 31, the insulating member 32, the conductive member 41, and the conductive member 42 can be formed before stacking the plurality of battery cells 100, it is easy to insert a material into the through hole, and the insulating member 31, insulating member 32, conductive member 41 and conductive member 42 can be formed easily and accurately.
  • step S22 a plurality of battery cells 100 are stacked to form a stack.
  • the plurality of battery cells 100 are stacked such that the through holes formed in at least some of the battery cells 100 are connected.
  • the power generating element 5 is formed, and the through holes formed in at least some of the battery cells 100 are connected to form the through holes 620a and 620b.
  • the insulating members 31, the insulating members 32, the conductive members 41, and the conductive members 42 formed in the through holes formed in at least some of the battery cells 100 among the plurality of battery cells 100 are separated from each other.
  • a plurality of battery cells 100 are stacked so as to be connected.
  • collector terminals 51, 52, and 55 are formed in the same manner as in Manufacturing Method Example 1 (step S60).
  • the battery 601 shown in FIG. 13 can be manufactured.
  • FIG. 25 is a flowchart showing Example 4 of the battery manufacturing method according to each embodiment.
  • manufacturing method example 4 manufacturing of battery 601 according to the sixth embodiment will be mainly described.
  • Manufacturing method example 4 differs from manufacturing method examples 1 to 3 in the order of each step.
  • step S10 a plurality of battery cells are prepared by the same method as manufacturing method example 1 (step S10).
  • through holes are formed in at least some of the plurality of non-stacked battery cells 100 by the same method as in Manufacturing Method Example 2 (step S31).
  • an insulating member is formed in the through-holes formed in at least some of the plurality of non-stacked battery cells 100 by the same method as in Manufacturing Method Example 3 (step S42).
  • the insulating member 31 and the insulating member 32 which are required to be formed with high precision in order to improve the reliability of the battery 601 can be formed easily and with high precision.
  • step S23 a plurality of battery cells 100 are stacked to form a stack.
  • the plurality of battery cells 100 are stacked such that the through holes formed in at least some of the battery cells 100 are connected.
  • the power generating element 5 is formed, and the through holes formed in at least some of the battery cells 100 are connected to form the through holes 620a and 620b.
  • the plurality of battery cells 100 are stacked such that the insulating members 31 and the insulating members 32 formed in the through holes of at least some of the battery cells 100 are connected to each other. Further, when through holes for forming the conductive members 41 and 42 are formed in the insulating member 31 and the insulating member 32, respectively, A plurality of battery cells 100 are stacked.
  • the through holes formed in at least some of the battery cells 100 of the plurality of battery cells 100 are filled with an insulating material so as to completely fill the through holes.
  • the insulating member 31 and the insulating member 32 may be formed by forming through holes for forming the conductive member 41 and the conductive member 42 in the insulating material.
  • the formation of the through-holes for forming the conductive member 41 and the conductive member 42 may be performed before the formation of the laminate (step S23), and after the formation of the laminate (step S23), the plurality of through-holes may be formed. of battery cells 100 may be performed collectively.
  • step S50 the conductive member is formed (step S50) and the current collector terminals 51, 52 and 55 are formed (step S60) in the same manner as in manufacturing method example 1.
  • the battery 601 shown in FIG. 13 can be manufactured.
  • one current collector was shared between adjacent battery cells as an intermediate layer current collector, an electrode current collector, or a counter electrode current collector. may not be shared.
  • Adjacent battery cells may be stacked by bonding two current collectors.
  • a counter electrode current collector and an electrode current collector may be stacked to form an intermediate layer current collector.
  • the battery includes an insulating member, but the present invention is not limited to this.
  • the insulating member may not be formed on the battery.
  • external electrodes may be further formed on the collector terminals by plating, printing, soldering, or the like.
  • the mountability of the battery can be further improved.
  • the insulating member completely fills the space between the conductive member and the inner wall of the through hole, but the present invention is not limited to this.
  • the insulating member may cover the inner wall of the through hole and be spaced apart from the conductive member. Further, the insulating member may cover the outer peripheral surface of the conductive member and be separated from the inner wall of the through hole.
  • connection relationship of the plurality of battery cells in the power generation element is not limited to the example described in the above embodiment.
  • a plurality of battery cells may be arbitrarily combined in series connection and parallel connection.
  • the battery has a collector terminal, but the present invention is not limited to this.
  • the battery does not have to have a current collecting terminal.
  • a terminal of an electronic device, a contact of a substrate, a pad of a substrate, or the like may be connected to the main surface of the conductive member and the power generating element to draw current from the battery.
  • the first battery cell to which the first conductive member is connected and the second battery cell to which the second conductive member is connected are not limited to the examples of the above-described embodiments, and may be the first battery cell and the second battery cell.
  • the cells may be any battery cells as long as they are different battery cells.
  • both the first battery cell and the second battery cell may be intermediate battery cells.
  • the present disclosure can be used, for example, as batteries or circuit boards for electronic equipment, appliance devices, electric vehicles, and the like.

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Abstract

電池は、電極層、対極層、および、前記電極層と前記対極層との間に位置する固体電解質層をそれぞれが含む複数の電池セルを有し、前記複数の電池セルが積層された発電要素と、第1導電部材と、第2導電部材と、を備え、前記複数の電池セルのうちの少なくとも一部は電気的に並列接続され、前記並列接続は前記発電要素の側面に設けられた絶縁層と接続部によってなされ、前記複数の電池セルのうちの少なくとも一部は電気的に直列接続され、前記発電要素には、前記複数の電池セルのうちの少なくとも一部を積層方向に貫通し、前記発電要素の第1主面および前記第1主面の反対側の第2主面の少なくとも一方で開口する少なくとも1つの貫通孔が設けられ、前記第1導電部材は、前記複数の電池セルのうちの第1電池セルと電気的に接続され、前記少なくとも1つの貫通孔内を通って、前記第1主面または前記第2主面である第1面に位置する前記少なくとも1つの貫通孔の開口位置まで延び、前記第2導電部材は、前記複数の電池セルのうちの前記第1電池セルと異なる第2電池セルと電気的に接続され、前記少なくとも1つの貫通孔内を通って、前記第1主面または前記第2主面である第2面に位置する前記少なくとも1つの貫通孔の開口位置まで延び、前記第1セルと前記第2電池セルとは並列接続されていない。

Description

電池、電池の製造方法および回路基板
 本開示は、電池、電池の製造方法および回路基板に関する。
 特許文献1には、電池に貫通孔を形成し、貫通孔を利用して配線パターンを設けることが開示されている。
 特許文献2には、電池に貫通孔を形成し、貫通孔を利用して電池を締結することが開示されている。
特開2005-235738号公報 特開2007-207510号公報
 従来技術においては、電池を回路に接続して利用する場合に、利便性の向上が望まれる。例えば、電池を基板に実装する場合、電池および他デバイスの実装の更なるバリエーションを増やすなどによって利便性を向上することが望まれる。
 また、電池においては、容量密度の向上が望まれる。例えば、電池を基板に実装する場合、電池の実装面積を小さくすることは、容量密度を高めるための重要なポイントである。電池の実装面積を小さくするとは、例えば、基板を平面視した場合の電池の発電要素および電池の発電要素から電流を取り出すための端子等の投影面積を小さくすることである。
 また、電気回路においては複数の電源電圧を取り扱う場合など、異なる電圧の電池の組み合わせで利用する場合があり、異なる電圧の供給が実現できる高密度な実装も重要な技術分野である。
 そこで、本開示は、高容量密度と高利便性とを両立できる電池、電池の製造方法および回路基板を提供する。
 本開示の一態様に係る電池は、電極層、対極層、および、前記電極層と前記対極層との間に位置する固体電解質層をそれぞれが含む複数の電池セルを有し、前記複数の電池セルが積層された発電要素と、第1導電部材と、第2導電部材と、を備え、前記複数の電池セルのうちの少なくとも一部は電気的に並列接続され、前記並列接続は前記発電要素の側面に設けられた絶縁層と接続部によってなされ、前記複数の電池セルのうちの少なくとも一部は電気的に直列接続され、前記発電要素には、前記複数の電池セルのうちの少なくとも一部を積層方向に貫通し、前記発電要素の第1主面および前記第1主面の反対側の第2主面の少なくとも一方で開口する少なくとも1つの貫通孔が設けられ、前記第1導電部材は、前記複数の電池セルのうちの第1電池セルと電気的に接続され、前記少なくとも1つの貫通孔内を通って、前記第1主面または前記第2主面である第1面に位置する前記少なくとも1つの貫通孔の開口位置まで延び、前記第2導電部材は、前記複数の電池セルのうちの前記第1電池セルと異なる第2電池セルと電気的に接続され、前記少なくとも1つの貫通孔内を通って、前記第1主面または前記第2主面である第2面に位置する前記少なくとも1つの貫通孔の開口位置まで延び、前記第1セルと前記第2電池セルとは並列接続されていない。
 本開示の一態様に係る電池の製造方法は、複数の電池セルのうちの少なくとも一部が直列接続されるように前記複数の電池セルを積層した積層体を形成するステップと、前記積層体に、前記複数の電池セルのうちの少なくとも一部を積層方向に貫通し、前記積層体の第1主面および前記第1主面の反対側の第2主面の少なくとも一方で開口する少なくとも1つの貫通孔を形成するステップと、前記少なくとも1つの貫通孔内に、前記複数の電池セルのうちの第1電池セルと電気的に接続され、前記少なくとも1つの貫通孔内を通って、前記第1主面または前記第2主面に位置する前記少なくとも1つの貫通孔の開口位置まで延びる第1導電部材を形成するステップと、前記少なくとも1つの貫通孔内に、前記複数の電池セルのうちの前記第1電池セルと異なる第2電池セルと電気的に接続され、前記少なくとも1つの貫通孔内を通って、前記第1主面または前記第2主面に位置する前記少なくとも1つの貫通孔の開口位置まで延びる第2導電部材を形成するステップと、を含み、前記複数の電池セルのうちの少なくとも一部は電気的に並列接続され、前記並列接続は前記積層体の側面に設けられた絶縁層と接続部によってなされ、前記第1セルと前記第2電池セルとは並列接続されていない。
 本開示の一態様に係る回路基板は、電極層、対極層、および、前記電極層と前記対極層との間に位置する固体電解質層をそれぞれが含む複数の電池セルを有し、前記複数の電池セルが積層された発電要素と、第1導電部材と、第2導電部材と、前記発電要素に積層され、回路配線を有する回路パターン層と、を備え、前記複数の電池セルのうちの少なくとも一部は電気的に直列接続され、前記発電要素には、前記複数の電池セルのうちの少なくとも一部を積層方向に貫通し、前記発電要素の第1主面で開口する少なくとも1つの貫通孔が設けられ、前記第1導電部材は、前記少なくとも1つの貫通孔内で、前記複数の電池セルのうちの第1電池セルと電気的に接続され、前記少なくとも1つの貫通孔内を通って、前記第1主面に位置する前記少なくとも1つの貫通孔の開口位置まで延び、かつ、前記回路配線の一部と電気的に接続され、前記第2導電部材は、前記少なくとも1つの貫通孔内で、前記複数の電池セルのうちの前記第1電池セルと異なる第2電池セルと電気的に接続され、前記少なくとも1つの貫通孔内を通って、前記第1主面に位置する前記少なくとも1つの貫通孔の開口位置まで延び、かつ、前記回路配線の他の一部と電気的に接続され、前記回路パターン層は、前記発電要素の前記第1主面側に位置する。
 本開示に係る電池等よれば、高容量密度と高利便性とを両立できる。
図1は、実施の形態1に係る電池の断面図である。 図2は、実施の形態1に係る電池の上面図である。 図3Aは、実施の形態1に係る発電要素に含まれる電池セルの一例の断面図である。 図3Bは、実施の形態1に係る発電要素に含まれる電池セルの別の一例の断面図である。 図3Cは、実施の形態1に係る発電要素に含まれる電池セルの別の一例の断面図である。 図4は、実施の形態1に係る発電要素の断面図である。 図5は、実施の形態1に係る電池の使用例を示す断面図である。 図6は、実施の形態2に係る電池の断面図である。 図7は、実施の形態3に係る電池の断面図である。 図8は、実施の形態4に係る電池の断面図である。 図9は、実施の形態4の別の例に係る電池の断面図である。 図10は、実施の形態5に係る電池の断面図である。 図11は、実施の形態5に係る電池の上面図である。 図12は、実施の形態5の別の例に係る電池の断面図である。 図13は、実施の形態6に係る電池の断面図である。 図14は、実施の形態7に係る電池の断面図である。 図15は、実施の形態7の別の例に係る電池の断面図である。 図16は、実施の形態7のさらに別の例に係る電池の断面図である。 図17は、実施の形態8に係る電池の断面図である。 図18は、実施の形態9に係る電池の断面図である。 図19は、実施の形態10に係る電池の断面図である。 図20は、実施の形態10に係る電池の上面図である。 図21は、実施の形態11に係る回路基板の断面図である。 図22は、実施の形態に係る電池の製造方法例1を示すフローチャートである。 図23は、実施の形態に係る電池の製造方法例2を示すフローチャートである。 図24は、実施の形態に係る電池の製造方法例3を示すフローチャートである。 図25は、実施の形態に係る電池の製造方法例4を示すフローチャートである。
 (本開示の概要)
 本開示の一態様に係る電池は、電極層、対極層、および、前記電極層と前記対極層との間に位置する固体電解質層をそれぞれが含む複数の電池セルを有し、前記複数の電池セルが積層された発電要素と、第1導電部材と、第2導電部材と、を備え、前記複数の電池セルのうちの少なくとも一部は電気的に並列接続され、前記並列接続は前記発電要素の側面に設けられた絶縁層と接続部によってなされ、前記複数の電池セルのうちの少なくとも一部は電気的に直列接続され、前記発電要素には、前記複数の電池セルのうちの少なくとも一部を積層方向に貫通し、前記発電要素の第1主面および前記第1主面の反対側の第2主面の少なくとも一方で開口する少なくとも1つの貫通孔が設けられ、前記第1導電部材は、前記複数の電池セルのうちの第1電池セルと電気的に接続され、前記少なくとも1つの貫通孔内を通って、前記第1主面または前記第2主面である第1面に位置する前記少なくとも1つの貫通孔の開口位置まで延び、前記第2導電部材は、前記複数の電池セルのうちの前記第1電池セルと異なる第2電池セルと電気的に接続され、前記少なくとも1つの貫通孔内を通って、前記第1主面または前記第2主面である第2面に位置する前記少なくとも1つの貫通孔の開口位置まで延び、前記第1セルと前記第2電池セルとは並列接続されていない。
 これにより、高容量密度と高利便性とを両立した電池を実現することができる。
 また、これにより、一部の電池セルが並列接続されるので、大容量かつ高電圧の電池を実現できる。
 具体的には、第1電池セルに接続される第1導電部材と、第2電池セルに接続される第2導電部材とによって、発電要素における2通りの電池セルの接続の組み合わせに対応する電圧の供給が可能になる。よって、1つの電池を用いて複数種類の電圧を電子デバイス等に供給できるため、電池の利便性を高めることができる。
 また、2通りの電池セルの接続の組み合わせに対応する電圧の供給のために用いられる第1導電部材および第2導電部材が、少なくとも1つの貫通孔内、つまり、発電要素内部を通るため、2種類の電圧の供給のために必要な構造を発電要素の側面の外側に形成する必要が無い。そのため、電池を小型化でき、電池の容量密度を高めることができる。
 また、例えば、前記少なくとも1つの貫通孔は、前記第1導電部材が通り、前記第1面で開口する第1貫通孔と、前記第2導電部材が通り、前記第2面で開口する第2貫通孔と、を含んでもよい。
 これにより、第1導電部材と第2導電部材とは、互いに異なる貫通孔を通る。そのため、第1導電部材と第2導電部材との配置の自由度を高めることができる。
 また、例えば、前記電池は、前記第1導電部材と前記第1貫通孔の内壁との間に位置する第1絶縁部材と、前記第2導電部材と前記第2貫通孔の内壁との間に位置する第2絶縁部材と、をさらに備えていてもよい。
 これにより、貫通孔の内部で導電部材と発電要素との絶縁が確保され、電池の信頼性を高めることができる。
 また、例えば、前記少なくとも1つの貫通孔は、前記第1導電部材および前記第2導電部材が通る1つの貫通孔であってもよい。
 これにより、第1導電部材と第2導電部材とが同じ貫通孔を通るため、第1電池セルおよび第2電池セルからの電流の取り出し位置を集約することができる。
 また、例えば、前記電池は、前記第1導電部材と前記1つの貫通孔の内壁との間、前記第2導電部材と前記1つの貫通孔の内壁との間および前記第1導電部材と前記第2導電部材との間に配置される絶縁部材をさらに備えていてもよい。
 これにより、貫通孔の内部で第1導電部材および第2導電部材と発電要素との絶縁、ならびに、第1導電部材と第2導電部材との絶縁が確保され、電池の信頼性を高めることができる。
 また、例えば、前記第1面を基準とする前記第1導電部材の電圧、および、前記第2面を基準とする前記第2導電部材の電圧のうち、一方は正電圧であり、他方は負電圧であってもよい。
 これにより、発電要素の主面を基準として異極性の電圧を1つの電池で供給することができる。
 また、例えば、前記発電要素では、前記複数の電池セルのうちの前記第1電池セルを含む一部の電池セルが、第1セル積層体を構成し、前記複数の電池セルのうちの前記第2電池セルを含む他の一部の電池セルが、前記第1セル積層体に積層された第2セル積層体を構成し、前記発電要素は、前記第1セル積層体と前記第2セル積層体との間に位置する絶縁層をさらに有していてもよい。
 このように、発電要素では、第1セル積層体と、第2セル積層体とが絶縁層を介して積層される。また、第1セル積層体に含まれる第1電池セルには第1導電部材が接続され、第2セル積層体に含まれる第2電池セルには第2導電部材が接続される。そのため、第1セル積層体および第2セル積層体に含まれる電池セルの数および積層される向きを変更するだけで、第1導電部材および第2導電部材を用いて供給する電圧の大きさおよび極性を容易に調整することができる。
 また、例えば、前記第1主面と前記第2主面とを電気的に接続する第3導電部材をさらに備え、前記第1主面は、前記第1セル積層体の一部を構成し、前記第2主面は、前記第2セル積層体の一部を構成していてもよい。
 これにより、第1セル積層体の主面および第2セル積層体の主面である発電要素の両側の主面が電気的に接続される。そのため、第1導電部材および第2導電部材は、第1主面および第2主面のどちらの主面との間でも発電要素に含まれる電池セルによる電位差が生じることになる。よって、電圧の供給位置の自由度を高めることができる。
 また、例えば、前記複数の電池セルのうち、前記第1面と前記第1電池セルとの間で接続されている電池セルは、前記複数の電池セルのうち、前記第2面と前記第2電池セルとの間で接続されている電池セルと重複しなくてもよい。
 これにより、電池の各電池セルの電力が均等に消費されやすくなる。
 また、例えば、前記第1面は、前記第1主面であり、前記第2主面は、前記第1電池セルの一部を構成し、前記第1導電部材は、前記第2主面に電気的に接続され、前記少なくとも1つの貫通孔を通って前記発電要素を貫通していてもよい。
 これにより、第1主面側で、第1導電部材を用いて発電要素全体の電圧を供給することができる。
 また、例えば、前記複数の電池セルのうち、前記第1面と前記第1電池セルとの間で直列接続に関与する電池セルの数は、前記複数の電池セルのうち、前記第2面と前記第2電池セルとの間で直列接続に関与する電池セルの数と異なっていてもよい。
 これにより、1つの電池から大きさの異なる2種類の電圧を供給できる。
 また、例えば、前記第1面および前記第2面は前記第1主面であってもよい。
 これにより、発電要素の同じ主面側から第1導電部材および第2導電部材を用いて電圧を供給できる。そのため、例えば、電池の基板への実装性が向上する。
 また、本開示の一態様に係る電池の製造方法は、複数の電池セルのうちの少なくとも一部が直列接続されるように前記複数の電池セルを積層した積層体を形成するステップと、前記積層体に、前記複数の電池セルのうちの少なくとも一部を積層方向に貫通し、前記積層体の第1主面および前記第1主面の反対側の第2主面の少なくとも一方で開口する少なくとも1つの貫通孔を形成するステップと、前記少なくとも1つの貫通孔内に、前記複数の電池セルのうちの第1電池セルと電気的に接続され、前記少なくとも1つの貫通孔内を通って、前記第1主面または前記第2主面に位置する前記少なくとも1つの貫通孔の開口位置まで延びる第1導電部材を形成するステップと、前記少なくとも1つの貫通孔内に、前記複数の電池セルのうちの前記第1電池セルと異なる第2電池セルと電気的に接続され、前記少なくとも1つの貫通孔内を通って、前記第1主面または前記第2主面に位置する前記少なくとも1つの貫通孔の開口位置まで延びる第2導電部材を形成するステップと、を含み、前記複数の電池セルのうちの少なくとも一部は電気的に並列接続され、前記並列接続は前記積層体の側面に設けられた絶縁層と接続部によってなされ、前記第1セルと前記第2電池セルとは並列接続されていない。
 これにより、上述のような、高容量密度と高利便性とを両立した電池を製造できる。
 また、例えば、前記電池の製造方法は、前記第1導電部材と、前記少なくとも1つの貫通孔の内壁との間、および、前記第2導電部材と、前記少なくとも1つの貫通孔の内壁との間に配置される絶縁部材を形成するステップをさらに含んでもよい。
 これにより、絶縁部材が形成されることで信頼性の高い電池を形成できる。
 また、例えば、前記積層体を形成するステップの後に、前記少なくとも1つの貫通孔を形成するステップを行ってもよい。
 これにより、積層された複数の電池セルに一括で少なくとも1つの貫通孔を形成するため、電池の生産性が向上する。
 また、例えば、前記少なくとも1つの貫通孔を形成するステップは、前記積層体を形成するステップの前に、積層されていない前記複数の電池セルのうちの少なくとも一部に前記少なくとも1つの貫通孔に対応する貫通孔を形成することを含み、前記電池の製造方法では、前記積層体を形成するステップの後に、前記絶縁部材を形成するステップ、前記第1導電部材を形成するステップおよび前記第2導電部材を形成するステップを行ってもよい。
 これにより、電池セルごとに、積層体に形成される少なくとも1つの貫通孔に対応する貫通孔を形成できるため、積層体に形成される少なくとも1つの貫通孔の形状の自由度が高まる。また、電池セルが積層された積層体に対して一括で導電部材および絶縁部材を形成できるため、電池の生産性が向上する。
 また、例えば、前記少なくとも1つの貫通孔を形成するステップは、前記積層体を形成するステップの前に、積層されていない前記複数の電池セルのうちの少なくとも一部に前記少なくとも1つの貫通孔に対応する貫通孔を形成することを含み、前記電池の製造方法では、前記積層体を形成するステップの前に、前記絶縁部材を形成するステップ、前記第1導電部材を形成するステップおよび前記第2導電部材を形成するステップを行ってもよい。
 これにより、複数の電池セルを積層する前に絶縁部材および導電部材を形成できるため、貫通孔内への材料の挿入等が行いやすく、絶縁部材および導電部材を容易に、かつ、精度良く形成できる。
 また、例えば、前記少なくとも1つの貫通孔を形成するステップは、前記積層体を形成するステップの前に、積層されていない前記複数の電池セルのうちの少なくとも一部に前記少なくとも1つの貫通孔に対応する貫通孔を形成することを含み、前記電池の製造方法では、前記積層体を形成するステップの前に、前記絶縁部材を形成するステップを行い、前記積層体を形成するステップの後に、前記第1導電部材を形成するステップおよび前記第2導電部材を形成するステップを行ってもよい。
 これにより、電池の信頼性を高めるために精度良く形成することが求められる絶縁部材を容易にかつ精度良く形成できる。また、電池セルが積層された積層体に対して一括で導電部材を形成できるため、電池の生産性が向上する。
 また、本開示の一態様に係る回路基板は、電極層、対極層、および、前記電極層と前記対極層との間に位置する固体電解質層をそれぞれが含む複数の電池セルを有し、前記複数の電池セルが積層された発電要素と、第1導電部材と、第2導電部材と、前記発電要素に積層され、回路配線を有する回路パターン層と、を備え、前記複数の電池セルのうちの少なくとも一部は電気的に直列接続され、前記発電要素には、前記複数の電池セルのうちの少なくとも一部を積層方向に貫通し、前記発電要素の第1主面で開口する少なくとも1つの貫通孔が設けられ、前記第1導電部材は、前記少なくとも1つの貫通孔内で、前記複数の電池セルのうちの第1電池セルと電気的に接続され、前記少なくとも1つの貫通孔内を通って、前記第1主面に位置する前記少なくとも1つの貫通孔の開口位置まで延び、かつ、前記回路配線の一部と電気的に接続され、前記第2導電部材は、前記少なくとも1つの貫通孔内で、前記複数の電池セルのうちの前記第1電池セルと異なる第2電池セルと電気的に接続され、前記少なくとも1つの貫通孔内を通って、前記第1主面に位置する前記少なくとも1つの貫通孔の開口位置まで延び、かつ、前記回路配線の他の一部と電気的に接続され、前記回路パターン層は、前記発電要素の前記第1主面側に位置する。
 これにより、上述の高容量密度と高利便性とを両立した電池と、当該電池に接続された回路パターン層を備える回路基板が実現される。また、配線基板と電池とが一体化されるので、電子機器の小型化および薄層化を実現できる。また、回路配線の必要な場所に、発電要素から直接電力を供給することができるため、配線の引き回しを削減し、配線からの輻射ノイズを抑制することができる。
 また、例えば、前記複数の電池セルのうちの少なくとも一部は電気的に並列接続され、前記並列接続は前記発電要素の側面に設けられた絶縁層と接続部によってなされ、前記第1セルと前記第2電池セルとは並列接続されていなくてもよい。
 これにより、一部の電池セルが並列接続されるので、大容量かつ高電圧の電池と、当該電池に接続された回路パターン層を備える回路基板が実現できる。
 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、当該矩形の第一辺、および、当該第一辺に直交する第二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電池セルおよび電池セルの各層の積層方向に一致する。
 また、本明細書において、「積層方向」は、集電体および活物質層の主面法線方向に一致する。また、本明細書において、「平面視」とは、単独で使用される場合など、特に断りのない限り、発電要素の主面に対して垂直な方向から見たときのことをいう。なお、「第1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、「Aを覆う」という表現は、「A」の少なくとも一部を覆うことを意味する。すなわち、「Aを覆う」とは、「Aの全てを覆う」場合だけでなく、「Aの一部のみを覆う」場合も含む表現である。「A」は、例えば、層または端子などの所定の部材の側面および主面などである。
 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)
 以下では、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、本実施の形態に係る電池1の断面図である。図1に示されるように、電池1は、発電要素5と、絶縁部材31と、絶縁部材32と、導電部材41と、導電部材42と、接続部材50と、集電端子51と、集電端子52と、集電端子55と、を備える。電池1は、例えば全固体電池である。
 [1.発電要素]
 まず、発電要素5の具体的な構成について、図1および図2を用いて説明する。図2は、本実施の形態に係る電池1の上面図である。なお、図1は、図2のI-I線における断面を表している。
 発電要素5の平面視形状は、例えば、図2に示されるように矩形である。つまり、発電要素5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5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、図1などの断面図では、発電要素5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。
 発電要素5は、図1および図2に示されるように、2つの主面として、主面11および主面12を含む。本実施の形態では、主面11および主面12はいずれも、平坦面である。
 主面11は、第1主面の一例である。主面12は、第2主面の一例である。主面11および主面12は、互いに背向しており、かつ、互いに平行である。主面11は、発電要素5の最上面である。主面12は、主面11の反対側の面であり、発電要素5の最下面である。主面11および主面12はそれぞれ、例えば、発電要素5の側面よりも面積が大きい。
 発電要素5の側面は、互いに背向して平行な2つの側面の組を2つ含む。発電要素5の側面は、例えば、平坦面である。発電要素5の側面は、例えば、複数の電池セル100の積層体を一括して切断することにより形成された切断面である。切断方向を積層方向に一致させることで、互いに同じ大きさの複数の電池セル100を形成することができる。
 図1に示されるように、発電要素5は、複数の電池セル100を有する。電池セル100は、最小構成の電池であり、単位セルとも称される。複数の電池セル100は、電気的に直列接続されて積層されている。これにより、平面視での面積を大きくすることなく高電圧の電池1を実現できる。本実施の形態では、発電要素5が有する全ての電池セル100が電気的に直列接続されている。電池1は、複数の電池セル100が接着または接合などによって一体化された積層電池である。図1に示される例では、発電要素5が有する電池セル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5が有する電池セル100の個数は、2個または4個などの偶数個であってもよく、3個または5個などの奇数個であってもよい。
 発電要素5には、複数の電池セル100のうちの少なくとも一部の電池セル100を積層方向に貫通する少なくとも1つの貫通孔が設けられている。本実施の形態では、発電要素5には、2つの貫通孔として貫通孔20aおよび貫通孔20bが設けられている。貫通孔20aは、第1貫通孔の一例であり、貫通孔20bは第2貫通孔の一例である。
 複数の電池セル100のそれぞれは、電極層110と、対極層120と、固体電解質層130と、を含む。電極層110は、電極集電体111と、電極活物質層112と、を有する。対極層120は、対極集電体121と、対極活物質層122と、を有する。複数の電池セル100の各々では、電極集電体111、電極活物質層112、固体電解質層130、対極活物質層122および対極集電体121がこの順でz軸に沿って積層されている。電池セル100の各々では、電極集電体111、電極活物質層112、固体電解質層130、対極活物質層122および対極集電体121はそれぞれ、z軸方向と垂直な方向(つまり、x軸方向およびy軸方向)に延在している。
 複数の電池セル100の構成は、例えば、互いに実質的に同一である。発電要素5では、電池セル100を構成する各層の並び順が同じになるように、複数の電池セル100は、z軸に沿って並んで積層されている。これにより、複数の電池セル100は、電気的に直列接続されて積層されている。複数の電池セル100は、例えば、互いに同じ大きさである。これにより、複数の電池セル100の動作状態が揃いやすくなり、高容量密度と高信頼性とを両立した電池1を実現できる。
 本実施の形態においては、主面11は、最上部に位置する電池セル100の電極層110の一部を構成している。具体的には、主面11は、最上部に位置する電池セル100の電極層110の上側の主面である。
 また、主面12は、最下部に位置する電池セル100の対極層120の一部を構成している。具体的には、主面12は、最下部に位置する電池セル100の対極層120の下側の主面である。
 なお、電極層110は、電池セル100の正極層および負極層の一方である。対極層120は、電池セル100の正極層および負極層の他方である。以下では、電極層110が正極層であり、対極層120が負極層である場合を一例として説明する。
 本実施の形態では、複数の電池セル100のうち、積層方向において隣り合う2つの電池セル100で集電体が共有されている。すなわち、2つの電池セル100の一方の電極集電体111と、2つの電池セル100の他方の対極集電体121とは、1枚の中間層集電体140である。
 具体的には、中間層集電体140の下面には、電極活物質層112が積層されている。中間層集電体140の上面には、対極活物質層122が積層されている。中間層集電体140は、バイポーラ集電体とも称される。
 図1に示される端部層集電体150は、発電要素5の積層方向における両端に位置している。積層方向における一方端である上端に位置する端部層集電体150は、電極集電体111である。電極集電体111の下面には、電極活物質層112が配置されている。積層方向における他方端である下端に位置する端部層集電体150は、対極集電体121である。対極集電体121の上面には、対極活物質層122が配置されている。
 以下では、図3Aを用いて、電池セル100の各層の説明を行う。図3Aは、本実施の形態に係る発電要素5に含まれる電池セル100の断面図である。
 図3Aに示される電極集電体111および対極集電体121はそれぞれ、図1に示される中間層集電体140または端部層集電体150である。電極集電体111と対極集電体121とはそれぞれ、導電性を有する箔状、板状または網目状の部材である。電極集電体111と対極集電体121とはそれぞれ、例えば、導電性を有する薄膜であってもよい。電極集電体111と対極集電体121とを構成する材料としては、例えば、ステンレス(SUS)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)などの金属が用いられうる。電極集電体111と対極集電体121とは、異なる材料を用いて形成されていてもよい。
 電極集電体111および対極集電体121の各々の厚みは、例えば5μm以上100μm以下であるが、これに限らない。電極集電体111の主面には、電極活物質層112が接触している。なお、電極集電体111は、電極活物質層112に接する部分に設けられた、導電材料を含む層である集電体層を含んでもよい。対極集電体121の主面には、対極活物質層122が接触している。なお、対極集電体121は、対極活物質層122に接する部分に設けられた、導電材料を含む層である集電体層を含んでもよい。
 また、中間層集電体140と端部層集電体150とは、同じ厚みおよび材料の集電体が用いられてもよく、強度、接合性および接触する活物質層の性質等に応じて、厚みおよび材料等の異なる集電体が用いられてもよい。
 電極活物質層112は、電極集電体111の、対極層120側の主面に配置されている。電極活物質層112は、例えば活物質などの正極材料を含む層である。電極活物質層112は、例えば、正極活物質を含む。
 電極活物質層112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、電極活物質層112の含有材料としては、例えば、無機系固体電解質などの固体電解質が用いられてもよい。無機系固体電解質としては、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、電極活物質層112の含有材料としては、例えばアセチレンブラックなどの導電材、または、例えばポリフッ化ビニリデンなどの結着用バインダーなどが用いられてもよい。
 電極活物質層112の含有材料を溶媒と共に練り込んだペースト状の塗料を、電極集電体111の主面上に塗工し乾燥させることにより、電極活物質層112が作製される。電極活物質層112の密度を高めるために、乾燥後に、電極活物質層112および電極集電体111を含む電極層110(電極板とも称される)をプレスしておいてもよい。電極活物質層112の厚みは、例えば5μm以上300μm以下であるが、これに限らない。
 対極活物質層122は、対極集電体121の、電極層110側の主面に配置されている。対極活物質層122は、電極活物質層112に対向して配置されている。対極活物質層122は、例えば活物質などの負極材料を含む層である。負極材料は、正極材料の対極を構成する材料である。対極活物質層122は、例えば、負極活物質を含む。
 対極活物質層122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、対極活物質層122の含有材料としては、例えば、無機系固体電解質などの固体電解質が用いられてもよい。無機系固体電解質としては、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、対極活物質層122の含有材料としては、例えばアセチレンブラックなどの導電材、または、例えばポリフッ化ビニリデンなどの結着用バインダーなどが用いられてもよい。
 対極活物質層122の含有材料を溶媒と共に練り込んだペースト状の塗料を、対極集電体121の主面上に塗工し乾燥させることにより、対極活物質層122が作製される。対極活物質層122の密度を高めるために、乾燥後に、対極活物質層122および対極集電体121を含む対極層120(対極板とも称される)をプレスしておいてもよい。対極活物質層122の厚みは、例えば5μm以上300μm以下であるが、これに限らない。
 固体電解質層130は、電極活物質層112と対極活物質層122との間に配置される。固体電解質層130は、電極活物質層112と対極活物質層122との各々に接する。固体電解質層130は、電解質材料を含む層である。電解質材料としては、一般に公知の電池用の電解質が用いられうる。固体電解質層130の厚みは、5μm以上300μm以下であってもよく、または、5μm以上100μm以下であってもよい。
 固体電解質層130は、固体電解質を含んでいる。固体電解質は、例えば、リチウムイオン伝導性を有する。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、電極活物質層112、対極活物質層122、固体電解質層130は平行平板状に維持されている。これにより、湾曲による割れまたは崩落の発生を抑制することができる。なお、電極活物質層112、対極活物質層122、固体電解質層130を合わせて滑らかに湾曲させてもよい。
 また、本実施の形態では、電極集電体111の端面と対極集電体121の端面とは、z軸方向から見た場合に一致している。
 より具体的には、電池セル100では、電極集電体111、電極活物質層112、固体電解質層130、対極活物質層122および対極集電体121の各々の形状および大きさが同じであり、各々の輪郭が一致している。つまり、電池セル100の形状は、扁平な直方体状の平板形状である。
 上述したように、本実施の形態に係る発電要素5では、図1に示されるように、複数の電池セル100において、中間層集電体140が共有されている。このような発電要素5は、図3Aに示される電池セル100だけでなく、図3Bおよび図3Cに示される電池セル100Eおよび100Fを組み合わせて積層することで形成される。なお、ここでは、図3Aに示される電池セル100を電池セル100Dとして説明する。
 図3Bに示される電池セル100Eは、図3Aに示される電池セル100Dから電極集電体111を除いた構成を有する。つまり、電池セル100Eの電極層110Eは、電極活物質層112のみからなる。
 図3Cに示される電池セル100Fは、図3Aに示される電池セル100Dから対極集電体121を除いた構成を有する。つまり、電池セル100Fの対極層120Fは、対極活物質層122のみからなる。
 図4は、本実施の形態に係る発電要素5を示す断面図である。図4は、図1の発電要素5のみが抜き出され、発電要素5に貫通孔20aおよび貫通孔20bが形成される前の状態を示す図である。図4に示されるように、最下層に電池セル100Dを配置し、上方に向かって複数の電池セル100Fを同じ向きで順に積層する。これにより、発電要素5が形成される。
 なお、発電要素5を形成する方法は、これに限定されない。例えば、複数の電池セル100Eを同じ向きで順に積層した後、電池セル100Dを最上層に配置してもよい。また、例えば、電池セル100Dを最上層および最下層のいずれとも異なる位置に配置してもよい。また、複数の電池セル100Dを用いてもよい。また、1枚の集電体に対して両面塗工を行うことにより、集電体を共有する2つの電池セル100のユニットを形成し、形成したユニットを積層してもよい。
 以上のように、本実施の形態に係る発電要素5では、全ての電池セル100が直列接続されており、並列接続された電池セルが含まれていない。このため、高電圧の電池1を実現することができる。
 [2.貫通孔]
 次に、再び、図1および図2を参照して、貫通孔20aおよび貫通孔20bについて説明する。
 貫通孔20aおよび貫通孔20bは、複数の電池セル100のうちの少なくとも1つの電池セル100を積層方向に貫通する。貫通孔20aと貫通孔20bとは繋がっておらず、互いに独立している。図1に示される例では、貫通孔20aは、発電要素5に含まれる全ての電池セル100を貫通する。また、貫通孔20bは、発電要素5に含まれる一部の電池セル100を貫通する。
 貫通孔20aは、主面11および主面12で開口している。具体的には、貫通孔20aは、主面11に位置する開口位置21a、および、主面12に位置する開口位置22aで開口している。
 貫通孔20aは、複数の電池セル100のうち最下部に位置する電池セル100aから主面11まで延びている。具体的には、貫通孔20aは、電池セル100aの下側の主面である主面12から主面11までを貫通している。本実施の形態においては、電池セル100aは最下部に位置するため、主面12は、電池セル100aの一部を構成する。具体的には、主面12は、電池セル100aの下側の主面である。電池セル100aは、第1電池セルの一例である。なお、貫通孔20aは、主面12で開口していなくてもよく、例えば、電池セル100aの対極層120の一部から主面11までを貫通していてもよい。
 貫通孔20bは、主面11で開口しており、主面12には開口していない。貫通孔20bは、主面11に位置する開口位置21bで開口している。
 貫通孔20bは、複数の電池セル100のうち電池セル100aとは異なる電池セル100bから主面11まで延びている。電池セル100bは、例えば、上下に他の電池セル100が積層される中間の電池セル100である。具体的には、貫通孔20bは、電池セル100bの対極活物質層122の下側の主面(言い換えると、対極集電体121の上側の主面)から主面11までを貫通している。電池セル100bは、第2電池セルの一例である。
 貫通孔20aが通る各電池セル100において、電極層110における積層方向に垂直な方向での貫通孔20aの断面積は、対極層120における積層方向に垂直な方向での貫通孔20aの断面積よりも大きい。積層方向に垂直な方向は、各層の延在方向である。これにより、電極活物質層112における対極活物質層122側の主面の位置での貫通孔20aの断面積が大きくなり、その分、電極活物質層112の当該主面の面積が小さくなる。本実施の形態においては、電極層110が正極層であり、対極層120が負極層であるため、対極層120に取り込まれなかった金属イオン由来の金属(いわゆるデンドライト)の析出等を抑制でき、電池1の信頼性および安全性を高めることができる。これは、貫通孔20bにおいても同様であり、貫通孔20bが通る各電池セル100において、電極層110における積層方向に垂直な方向での貫通孔20bの断面積は、対極層120における積層方向に垂直な方向での貫通孔20bの断面積よりも大きい。
 本実施の形態においては、複数の電池セル100のそれぞれにおいて、電極層110が主面11側に配置され、対極層120が主面12側に配置されている。貫通孔20aは、積層方向における主面11側よりも主面12側の断面積が狭くなる形状である。そのため、主面11側における貫通孔20aの開口面積は、主面12側における貫通孔20aの開口面積よりも大きい。集電端子51は、後述するように、主面11に対する平面視において貫通孔20aの内側に位置する。主面11側における貫通孔20aの開口面積が大きくなることで、主面11側に設けられる集電端子51を形成しやすくなる。貫通孔20bも、積層方向における主面11側よりも主面12側の断面積が狭くなる形状である。
 貫通孔20aの内壁25aおよび貫通孔20bの内壁25bは、積層方向に対して傾斜している。つまり、貫通孔20aは、テーパ状の内壁25aを有する。また、貫通孔20bは、テーパ状の内壁25bを有する。これにより、容易に電極層110および対極層120における貫通孔20aおよび貫通孔20bの断面積に差を設けることができる。また、貫通孔20aおよび貫通孔20bに材料等を入れやすくなるため、貫通孔20a内および貫通孔20b内に導電部材および絶縁部材を形成しやすくなる。内壁25aは、貫通孔20aを構成する発電要素5の内側面、具体的には貫通孔20aが通る各電池セル100の電極層110、固体電解質層130および対極層120の内側面である。内壁25bは、貫通孔20bを構成する発電要素5の内側面、具体的には貫通孔20bが通る各電池セル100の電極層110、固体電解質層130および対極層120の内側面である。本実施の形態では、内壁25aおよび内壁25bそれぞれの全面が積層方向に対して傾斜している。なお、内壁25aおよび内壁25bのうち、積層方向に対して傾斜していない部分があってもよい。また、内壁25aおよび内壁25bのうち少なくとも一方は、積層方向に対して傾斜していない、つまり、積層方向に平行であってもよい。
 また、貫通孔20aおよび貫通孔20bはそれぞれ、例えば、円錐台形状である。これにより、貫通孔20aの内壁25aおよび貫通孔20bの内壁25bに角が形成されず、貫通孔20a内部および貫通孔20b内部での電界集中を抑制できる。また、テーパ角を有するドリル等によって、容易に貫通孔20aおよび貫通孔20bを形成できる。なお、貫通孔20aおよび貫通孔20bの形状は、円錐台形状に限らず、四角錘台形状もしくは六角錘台形状等の角錐台形状、円柱状または角柱状等、他の形状であってもよい。
 貫通孔20aおよび貫通孔20bはそれぞれ、積層方向に沿って延びている。なお、貫通孔20aおよび貫通孔20bの少なくとも一方は、積層方向に対して傾斜する方向に延びていてもよい。
 平面視において、貫通孔20aと貫通孔20bとはx軸方向に沿って並んでいる。平面視における貫通孔20aと貫通孔20bとの位置関係は特に制限されず、例えば、電池1が実装される基板の配線パターン等に応じて設計される。
 [3.絶縁部材]
 次に、絶縁部材31および絶縁部材32について説明する。
 絶縁部材31は、貫通孔20a内に配置される。絶縁部材31は、第1絶縁部材の一例である。絶縁部材31は、導電部材41と貫通孔20aの内壁25aとの間に位置する。絶縁部材31によって、導電部材41と貫通孔20aの内壁25aである発電要素5の内側面との絶縁を確保することができる。
 絶縁部材31は、貫通孔20aの内壁25aに沿って配置される。絶縁部材31は、貫通孔20aの内壁25aを一括で覆い、貫通孔20aの内壁25aに接している。これにより、貫通孔20aの内壁25aにおいて、電池セル100の各層の材料の崩落を抑制でき、また、電極層110と対極層120との短絡を抑制できる。絶縁部材31は、例えば、貫通孔20aの内壁25aの全面を覆っている。絶縁部材31と内壁25aとの間の一部には空隙が設けられていてもよい。
 絶縁部材31は、積層方向から見た場合の導電部材41の外周を囲み、導電部材41に接している。本実施の形態においては、導電部材41は柱状であり、絶縁部材31は、柱状の導電部材41の側面の全面を覆い、導電部材41の側面に接している。絶縁部材31と導電部材41との間の一部には空隙が設けられていてもよい。
 絶縁部材31は、導電部材41と共に、貫通孔20aを埋めるように充填されている。絶縁部材31は、例えば、貫通孔20aの内壁25aと導電部材41との間の空間を完全に埋めている。そのため、絶縁部材31の形状は、積層方向から見た場合の中心に導電部材41が貫通する貫通孔が形成されている以外は、貫通孔20aの形状と同じである。本実施の形態においては、絶縁部材31の形状は、例えば、外周が円形または多角形の筒状であり、具体的には、積層方向から見た場合の中心に導電部材41が貫通する貫通孔が形成された長尺状の円錐台形状である。なお、絶縁部材31の形状は、このような形状に限らず、絶縁部材31は、例えば、貫通孔20aおよび導電部材41の形状に合わせて形成される。
 絶縁部材32は、貫通孔20b内に配置される。絶縁部材32は、第2絶縁部材の一例である。絶縁部材32は、導電部材42と貫通孔20bの内壁25bとの間に位置する。絶縁部材32によって、導電部材42と貫通孔20bの内壁25bである発電要素5の内側面との絶縁を確保することができる。
 絶縁部材32は、貫通孔20bの内壁25bに沿って配置される。絶縁部材32は、貫通孔20bの内壁25bを一括で覆い、貫通孔20bの内壁25bに接している。これにより、貫通孔20bの内壁25bにおいて、電池セル100の各層の材料の崩落を抑制でき、また、電極層110と対極層120との短絡を抑制できる。絶縁部材32は、例えば、貫通孔20bの内壁25bの全面を覆っている。絶縁部材32と内壁25bとの間の一部には空隙が設けられていてもよい。
 絶縁部材32は、積層方向から見た場合の導電部材42の外周を囲み、導電部材42に接している。本実施の形態においては、導電部材42は柱状であり、絶縁部材32は、柱状の導電部材42の側面の全面を覆い、導電部材42の側面に接している。絶縁部材32と導電部材42との間の一部には空隙が設けられていてもよい。
 絶縁部材32は、導電部材42と共に、貫通孔20bを埋めるように充填されている。絶縁部材32は、例えば、貫通孔20bの内壁25bと導電部材42との間の空間を完全に埋めている。そのため、絶縁部材32の形状は、積層方向から見た場合の中心に導電部材42が貫通する貫通孔が形成されている以外は、貫通孔20bの形状と同じである。本実施の形態においては、絶縁部材32の形状は、例えば、外周が円形または多角形の筒状であり、具体的には、積層方向から見た場合の中心に導電部材42が貫通する貫通孔が形成された長尺状の円錐台形状である。なお、絶縁部材32の形状は、このような形状に限らず、絶縁部材32は、例えば、貫通孔20bおよび導電部材42の形状に合わせて形成される。
 絶縁部材31の厚みは、主面12側の絶縁部材31の端部から主面11側の絶縁部材31の端部に向かうに従って大きくなる。複数の電池セル100が直列接続されて積層されているため、主面11に近づくほど、貫通孔20aを通り、主面12に電気的に接続された導電部材41と、対応する位置の電池セル100との電位差が大きくなる。そのため、導電部材41と電池セル100との電位差、すなわち、絶縁部材31が絶縁する電圧が大きくなる領域で、絶縁部材31の厚みが大きくなる。その結果、絶縁信頼性が向上し、電池1の信頼性を向上できる。本実施の形態においては、絶縁部材31の厚みは、導電部材41と内壁25aとの距離に等しい。導電部材41の詳細は後述する。絶縁部材32の厚みは、絶縁部材31と同様に、主面12側の絶縁部材32の端部から主面11側の絶縁部材32の端部に向かうに従って大きくなる。本実施の形態においては、絶縁部材32の厚みは、導電部材42と内壁25bとの距離に等しい。そのため、絶縁部材31と同様の効果が得られる。なお、絶縁部材31および絶縁部材32の厚みの分布は特に制限されず、絶縁部材31および絶縁部材32の少なくとも一方の厚みは一定であってもよい。
 絶縁部材31および絶縁部材32はそれぞれ、電気的に絶縁性を有する絶縁材料を用いて形成されている。例えば、絶縁部材31および絶縁部材32はそれぞれ、樹脂を含む。樹脂は、例えばエポキシ系の樹脂であるが、これに限定されない。なお、絶縁材料として無機材料が用いられてもよい。使用可能な絶縁材料としては、柔軟性、ガスバリア性、耐衝撃性、耐熱性などの様々な特性を基に選定される。
 絶縁部材31は、例えば、絶縁材料を貫通孔20aに充填する、絶縁材料を貫通孔20a形状に成型する、または、絶縁材料を内壁25aに塗布する等により形成される。絶縁部材32も、絶縁部材31と同様の方法で形成可能である。
 [4.導電部材および接続部材]
 次に、導電部材41、導電部材42および接続部材50について説明する。
 導電部材41は、貫通孔20a内に配置される。導電部材41は第1導電部材の一例である。導電部材41は、発電要素5の主面12に接続部材50を介して電気的に接続されている。そのため、導電部材41は、他の電池セル100の接続を介さずに、最下部の電池セル100aの対極層120における端部層集電体150、すなわち、対極集電体121に電気的に接続されている。主面11は、最上層に位置する電極層110の上側の主面であるため、導電部材41は、主面11とは異極性の対極層120に接続されている。
 導電部材41は、主面12における貫通孔20aの開口位置22aから、貫通孔20aを通って、主面11に位置する貫通孔20aの開口位置21aまで延びる。導電部材41は、貫通孔20aを通って、発電要素5の主面11から主面12までを貫通している。これにより、最下部に位置する電池セル100aの対極層120の電位が主面11側に導かれ、発電要素5の主面11側で、最下部の電池セル100aからの電流の取り出しが可能となる。つまり、本実施の形態では、導電部材41は、発電要素5が有する全ての電池セル100を貫通する貫通電極として機能する。
 導電部材41の主面11側の端部は、集電端子51に接している。導電部材41の主面12側の端部は、接続部材50に接している。
 導電部材41と内壁25aの間には絶縁部材31が配置されている。導電部材41は、貫通孔20aの内壁25aにおいて、電極活物質層112、固体電解質層130、対極活物質層122、中間層集電体140および上端の端部層集電体150には接触していない。つまり、導電部材41は、貫通孔20a内で、複数の電池セル100との絶縁が保持されたまま、開口位置22aから開口位置21aに延びている。
 本実施の形態において、主面11は、導電部材41によって、電池セル100aの電位が導かれる開口位置21aが配置される第1面である。主面11は、最上部の電池セル100の上側の主面であるため、電池セル100aから最上部の電池セル100までに積層されている電池セル100が、主面11と電池セル100aとの間の接続に関与する電池セル100である。主面11と導電部材41との間の電圧は、主面11と電池セル100aとの間で直列接続に関与する電池セル100の数に対応する。本実施の形態においては、主面11と導電部材41との間の電圧は、発電要素5の全ての電池セル100が直列接続された電圧に相当する。
 導電部材42は、貫通孔20b内に配置される。導電部材42は第2導電部材の一例である。導電部材42は、他の電池セル100の接続を介さずに、電池セル100bの対極層120における対極集電体121に電気的に接続されている。主面11は、最上層に位置する電極層110の上側の主面であるため、導電部材42は、主面11とは異極性の対極層120に接続されている。
 導電部材42は、電池セル100bにおける対極集電体121の上側の主面から、貫通孔20bを通って、主面11に位置する貫通孔20bの開口位置21bまで延びる。導電部材42は、貫通孔20bを通って、主面11から電池セル100bにおける対極集電体121の上側の主面までを貫通している。これにより、複数の電池セル100のうち電池セル100aとは異なる電池セル100bの対極層120の電位が主面11側に導かれ、発電要素5の主面11側で、電池セル100bからの電流の取り出しが可能となる。つまり、本実施の形態では、導電部材42は、発電要素5が有する一部の電池セル100を貫通する貫通電極として機能する。
 導電部材42の主面11側の端部は、集電端子52に接している。導電部材42の主面12側の端部は、電池セル100bの対極集電体121に接している。
 導電部材42と内壁25bの間には絶縁部材32が配置されている。導電部材42は、貫通孔20bの内壁25bにおいて、電極活物質層112、固体電解質層130、対極活物質層122、中間層集電体140および上端の端部層集電体150には接触していない。つまり、導電部材42は、貫通孔20b内で、複数の電池セル100との絶縁が保持されたまま、電池セル100bにおける対極集電体121の上側の主面から開口位置21bに延びている。
 本実施の形態において、主面11は、導電部材42によって、電池セル100bの電位が導かれる開口位置21bが配置される第2面である。そのため、本実施の形態では、第1面および第2面は、いずれも主面11である。主面11は、最上部の電池セル100の上側の主面であるため、電池セル100bから最上部の電池セル100までに積層されている電池セル100が、主面11と電池セル100bとの間の接続に関与する電池セル100である。主面11と電池セル100aとの間の接続に関与する電池セル100と、主面11と電池セル100bとの間の接続に関与する電池セル100とは一致していない。主面11と導電部材42との間の電圧は、主面11と電池セル100bとの間で直列接続に関与する電池セル100の数に対応する。主面11と導電部材42との間の接続に関与する電池セル100は、直列接続されて積層されたセル積層体107を構成している。本実施の形態においては、セル積層体107に含まれる電池セル100の数は、発電要素5に含まれる電池セルの数の半分であるため、主面11と導電部材42との間の電圧は、発電要素5の半分の電池セル100が直列接続された電圧に相当する。つまり、主面11と導電部材42との間の電圧は、主面11と導電部材41との間の電圧の2分の1である。
 本実施の形態では、主面11と電池セル100aとの間で直列接続に関与する電池セル100の数と、主面11と電池セル100bとの間で直列接続に関与する電池セル100の数とは異なる。そのため、電池1は、主面11側で直列接続される電池セル100の数が異なる2種類の電圧を供給することが可能である。
 導電部材41および導電部材42はそれぞれ、例えば、円柱状であるが、角柱状、円錐台形状、角錐台形状等の他の形状であってもよい。導電部材41および導電部材42のそれぞれの太さは、例えば、一定である。
 導電部材41および導電部材42はそれぞれ、導電性を有する樹脂材料などを用いて形成されている。導電性を有する樹脂材料は、例えば、金属粒子と樹脂とを含む。あるいは、導電部材41および導電部材42はそれぞれ、アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス、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。導電部材41および導電部材42はそれぞれ、例えば、印刷、メッキ、成型等の方法で形成することができる。導電部材41および導電部材42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。
 接続部材50は、発電要素5の主面12側に配置される。接続部材50は、開口位置22aで導電部材41に接続されている。接続部材50は、開口位置22aの近傍の主面12を覆い、主面12にも接続されている。接続部材50は、導電部材41と、主面12、つまり、最下部に位置する電池セル100aの対極層120とを電気的に接続する。
 接続部材50は、導電性を有する材料を用いて形成されている。例えば、接続部材50は、アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス、半田などの金属材料を用いて形成されている。あるいは、接続部材50は、導電性を有する樹脂材料などを用いて形成されていてもよい。接続部材50は、例えば、印刷、メッキ、半田付け等の方法で形成することができる。また、接続部材50は、導電部材41が貫通孔20aから主面12の外側に出て主面12に接続されることで形成されていてもよい。つまり、接続部材50は、導電部材41の一部であってもよい。
 [5.集電端子]
 次に、集電端子51、集電端子52および集電端子55について説明する。
 集電端子51は、発電要素5の主面11側に配置される。集電端子51は、開口位置21aで導電部材41に接続されている。これにより、集電端子51は、導電部材41および接続部材50を介して、最下部に位置する電池セル100aの対極層120と電気的に接続される。集電端子51は、電池1の外部接続端子の1つであり、本実施の形態では、負極の取出端子である。集電端子51の一部は、絶縁部材31に接している。なお、集電端子51は、絶縁部材31に接していなくてもよい。また、集電端子51は、別の導電性の接続層等を介して導電部材41と接続されていてもよい。
 図2に示されるように、集電端子51は、主面11に対する平面視において、貫通孔20aの内側、本実施の形態では、絶縁部材31の外周よりも内側に位置する。そのため、集電端子51は、主面11と接しておらず、主面11、つまり、最上部に位置する電池セル100の電極層110とは絶縁されている。
 集電端子52は、発電要素5の主面11側に配置される。集電端子52は、開口位置21bで導電部材42に接続されている。これにより、集電端子52は、導電部材42を介して、電池セル100bの対極層120と電気的に接続される。集電端子52は、電池1の外部接続端子の1つであり、本実施の形態では、負極の取出端子である。集電端子52の一部は、絶縁部材32に接している。なお、集電端子52は、絶縁部材32に接していなくてもよい。また、集電端子52は、別の導電性の接続層等を介して導電部材42と接続されていてもよい。
 図2に示されるように、集電端子52は、主面11に対する平面視において、貫通孔20bの内側、本実施の形態では、絶縁部材32の外周よりも内側に位置する。そのため、集電端子52は、主面11と接しておらず、主面11、つまり、最上部に位置する電池セル100の電極層110とは絶縁されている。
 集電端子55は、発電要素5の主面11側に配置される。そのため、集電端子51と集電端子52と集電端子55とは、発電要素5の同一の主面11側に設けられる。集電端子55は、主面11上に配置され、主面11に接続されている。つまり、集電端子55は、最上部の電池セル100の電極層110における端部層集電体150、すなわち、電極集電体111に電気的に接続されている。集電端子55は、電池1の外部接続端子の1つであり、本実施の形態では、正極の取出端子である。なお、集電端子55は、別の導電性の接続層等を介して主面11と接続されていてもよい。
 平面視において、集電端子51と集電端子52と集電端子55とは、例えば、x軸方向に沿って並ぶ。また、平面視において、集電端子55は、例えば、集電端子51および集電端子52の少なくとも一方よりも外側、つまり、主面11の外周に近い位置に配置される。なお、集電端子51と集電端子52と集電端子55との位置関係は特に制限されず、例えば、電池1が実装される基板の配線パターン等に応じて設計される。例えば、平面視において、集電端子55は、集電端子51と集電端子52との間に配置されていてもよい。
 集電端子51、集電端子52および集電端子55はそれぞれ、発電要素5の主面11側に設けられた突起状の端子であるが、集電端子51、集電端子52および集電端子55の形状は、特に制限されない。集電端子51、集電端子52および集電端子55は必要な絶縁が行われた上で主面11に沿って板状に広がっていてもよい。
 集電端子51、集電端子52および集電端子55はそれぞれ、導電性を有する材料を用いて形成されている。例えば、集電端子51、集電端子52および集電端子55はそれぞれ、アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス、半田などの金属材料を用いて形成されている。あるいは、集電端子51、集電端子52および集電端子55はそれぞれ、導電性を有する樹脂材料などを用いて形成されていてもよい。集電端子51、集電端子52および集電端子55はそれぞれ、例えば、印刷、メッキ、半田付け等の方法で形成することができる。また、集電端子51は、導電部材41が貫通孔20aから主面11の外側に出て突出することで形成されていてもよい。つまり、集電端子51は、導電部材41の一部であってもよい。同様に、集電端子52は、導電部材42が貫通孔20bから主面11の外側に出て突出することで形成されていてもよい。つまり、集電端子52は、導電部材42の一部であってもよい。
 [6.使用例]
 次に、電池1の使用例について説明する。なお、以下の使用例は一例であり、電池1の使用方法は特に制限されない。
 本実施の形態に係る電池1は、例えば、回路基板に実装して用いられる。図5は、電池1の使用例を示す断面図である。図5では、図1に示される電池1とは上下が反転した状態で、回路基板190に実装された電池1が示されている。
 図5に示されるように、電池1を実装するための回路基板190は、絶縁性の板状の基体191と、回路配線192とを有する。回路配線192は、基体191上に形成された回路パターンである。
 例えば、電池1の集電端子51は、回路配線192の一部に接続される。また、例えば、電池1の集電端子52は、回路配線192の他の一部に接続される。また、例えば、電池1の集電端子55は、回路配線192の別の他の一部に接続される。これにより、回路基板190に実装されて回路配線192に接続された電子デバイス195に、電池1からの電力が供給される。図5に示される例では、導電部材41は、回路配線192を介して電子デバイス195に電気的に接続されている。電池1では、別の電子デバイスが回路配線192を介して導電部材42に電気的に接続されることで、導電部材41からの電圧とは異なる電圧を別の電子デバイスに供給することが可能である。
 電池1では、正極および負極の取出端子である集電端子51、集電端子52および集電端子55が同一の主面11に設けられている。平面視における発電要素5の外周の内側に集電端子51、集電端子52および集電端子55が配置されるので、最小限の実装面積かつ低背に電池1を回路基板190に実装できる。特に、異なる電圧が供給される回路の存在する基板への実装においては、電池1を用いることで、複数の電池を用いない場合でも異なる電圧を供給できるため、回路システムの小型化を実現できる。
 また、集電端子51、集電端子52および集電端子55が主面11に設けられることで、回路配線192の配線長も短くすることが容易になり、配線抵抗、および、配線に電流が流れることによるノイズを低減できる。
 なお、回路基板190には、後述する各実施の形態に係る電池が実装されてもよい。
 [7.まとめ]
 以上のように、本実施の形態に係る電池1では、複数の電池セル100が直列接続されて積層されているので、高容量密度および高電圧な電池1を実現することができる。
 また、貫通孔20aを通る導電部材41および貫通孔20bを通る導電部材42によって、2つの電池セル100aおよび電池セル100bのそれぞれの対極層120の電位を主面11側に導くことができる。すなわち、発電要素5における2通りの電池セル100の接続の組み合わせに対応する電圧の供給が主面11側で可能になる。本実施の形態においては、電池1は、発電要素5の全ての電池セル100が直列接続された電圧と、発電要素5の一部であるセル積層体107の全ての電池セル100が直列接続された電圧とを供給できる。よって、1つの電池1を用いて複数種類の電圧を電子デバイス等に供給できるため、電池1の利便性を高めることができる。
 また、2通りの電池セル100の接続の組み合わせに対応する電圧をどちらも主面11側で供給できるため、電池1の実装をコンパクトにまとめることができる。例えば、基板に形成される接続端子のパターン(フットプリントとも称される)を小さくすることができる。また、電池1の主面11と基板とを平行に配置した状態での実装が可能になるので、基板に対する低背な実装が実現できる。実装には、リフロー半田接続などが利用できる。このように、利便性が高く実装性に優れた電池1を実現することができる。
 また、2通りの電池セル100の接続の組み合わせに対応する電圧の供給のために用いられる導電部材41および導電部材42が、発電要素5内部を通るため、2種類の電圧を供給するために必要な構造を発電要素5の側面の外側に形成する必要が無い。そのため、電池1を小型化でき、電池1の容量密度を高めることができる。例えば、電池1を基板に実装する場合、実装面積を小さくすることが可能である。
 また、発電要素5の側面部分から集電体をタブ状に突出させる等によって電流取り出しのための端子を形成する必要が無いため、電池1の発電要素5の側面は、例えば、積層された複数の電池セル100を一括して切断することによって平坦な側面にすることができる。一括切断を用いることにより、例えば、各層の塗工始終端における膜厚の漸増または漸減などがなく、電極層110、対極層120および固体電解質層130の各面積が正確に定まる。これにより、複数の電池セル100間の容量ばらつきが小さくなるので、電池容量の精度を高めることができる。
 また、電池1では、導電部材41と導電部材42とは、互いに異なる貫通孔を通る。そのため、導電部材41と導電部材42との配置の自由度を高めることができる。
 また、導電部材42のように中間の電池セル100bに接続された導電部材は、直列接続された電池セル100の途中の電池セル100の電圧の監視、つまり、中間電圧の測定に用いることが可能である。例えば、導電部材42は、セル積層体107の電圧の監視に用いることができる。また、電池1では、導電部材42を用いて発電要素5の一部の電池セル100から電力を供給するため、複数の電池セル100の電気量は均等に変化しない場合がある。このような場合に、導電部材42を用いてセル積層体107の電圧を監視し、複数の電池セル100の電気量のバラツキに応じて、特定の電池セル100を充放電することで、複数の電池セル100の電気量を均等にそろえる操作を行ってもよい。これにより、電池1の容量および信頼性を長期にわたって保持することができる。
 (実施の形態2)
 続いて、実施の形態2について説明する。以下では、実施の形態1との相違点を中心に説明を行い、共通点の説明を省略または簡略化する。
 図6は、本実施の形態に係る電池201の断面図である。図6に示されるように、電池201は、実施の形態1に係る電池1と比較して、側面絶縁層60をさらに備える点で相違する。
 側面絶縁層60は、発電要素5の側面を覆う。側面絶縁層60は、例えば、発電要素5のすべての側面を覆う。これにより、発電要素5の側面での各層の材料の崩落抑制、耐候性の向上および耐衝撃性の向上などが実現でき、電池201の信頼性を向上できる。
 また、側面絶縁層60は、主面11および主面12それぞれの端部を覆っていてもよい。これにより、主面11および主面12に配置されている端部層集電体150の剥離を抑制することができ、電池201の信頼性をさらに向上できる。
 側面絶縁層60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。例えば、側面絶縁層60は、樹脂を含む。樹脂は、例えばエポキシ系の樹脂であるが、これに限定されない。なお、絶縁材料として無機材料が用いられてもよい。使用可能な絶縁材料としては、柔軟性、ガスバリア性、耐衝撃性、耐熱性などの様々な特性を基に選定される。
 なお、側面絶縁層60は、後述する各実施の形態に係る電池に設けられていてもよい。
 (実施の形態3)
 続いて、実施の形態3について説明する。以下では、実施の形態1および2との相違点を中心に説明を行い、共通点の説明を省略または簡略化する。
 図7は、本実施の形態に係る電池301の断面図である。図7に示されるように、電池301は、実施の形態1に係る電池1と比較して、発電要素5に貫通孔20bが設けられる代わりに、発電要素5に貫通孔320bが設けられる点、および、発電要素5に貫通孔320がさらに設けられる点で相違する。また、電池301は、実施の形態1に係る電池1と比較して、接続部材350をさらに備える点でも相違する。
 貫通孔320bは、電池セル100bの対極集電体121の下側の主面、つまり、電池セル100bの下側の主面から主面11までを貫通している以外は、貫通孔20bと同様の特徴を有する。貫通孔320bは、第2貫通孔の一例である。貫通孔20aと貫通孔320bとは繋がっておらず、互いに独立している。
 貫通孔320は、発電要素5の一部の電池セル100を積層方向に貫通している。具体的には、貫通孔320は、主面12から電池セル100bの対極集電体121の下側の主面、つまり、電池セル100bの下側の主面までを貫通している。また、貫通孔320は、貫通孔320bと連なっている。そのため、貫通孔320bと貫通孔320とは、発電要素5の全体、つまり、主面12から主面11までを貫通する1つの貫通孔を形成している。
 貫通孔320の形状は、例えば、円柱状であるが、角柱状等の他の形状であってもよい。
 電池セル100bの下側の主面において、貫通孔320bよりも、貫通孔320の方が大きい。そのため、貫通孔320は、電池セル100bの下側の主面における貫通孔320bの近傍を露出させている。
 電池セル100bの下側の主面の貫通孔320によって露出された箇所には、接続部材350が設けられている。接続部材350は、貫通孔320内の貫通孔320b側の端部に位置する。接続部材350は、導電部材42および電池セル100bの対極集電体121の下側の主面に接して接続されており、導電部材42と電池セル100bの対極層120とを電気的に接続している。これにより、電池1と同様に、導電部材42によって、電池セル100bの対極層120の電位が、主面11側へ導かれる。
 接続部材350は、接続部材50と同じ材料を用いて形成されうる。また、接続部材350は、導電部材42が貫通孔320bから貫通孔320側に出て突出することで形成されていてもよい。つまり、接続部材350は、導電部材42の一部であってもよい。
 このように、電池301では、接続部材350によって導電部材42と電池セル100bの対極集電体121とが電気的に接続されるため、導電部材42と電池セル100bとの電気的な接続をより強固にすることができる。また、貫通孔320bと貫通孔320とを連ならせることで、貫通孔320bを電池セル100bの途中までを貫通するような形状にする必要がなく、容易に導電部材42を通すための貫通孔320bを形成できる。
 (実施の形態4)
 続いて、実施の形態4について説明する。以下では、実施の形態1から3との相違点を中心に説明を行い、共通点の説明を省略または簡略化する。
 図8は、本実施の形態に係る電池401の断面図である。図8に示されるように、電池401は、実施の形態1に係る電池1と比較して、発電要素5に貫通孔20bが設けられる代わりに、発電要素5に貫通孔420bが設けられる点で相違する。また、電池401は、実施の形態1に係る電池1と比較して、接続部材450をさらに備える点でも相違する。
 貫通孔420bは、発電要素5の全体、つまり、主面12から主面11までを積層方向に貫通する。貫通孔20aと貫通孔420bとは繋がっておらず、互いに独立している。貫通孔420bにおいて、電池セル100bから主面11までに対応する位置には絶縁部材32および導電部材42が充填されている。
 貫通孔420bの形状は、例えば、円柱状であるが、角柱状等の他の形状であってもよい。また、貫通孔420bの形状は、貫通孔20aと同じの形状であってもよい。
 接続部材450は、貫通孔420b内に配置される。接続部材450は、貫通孔420bの内壁425bにおいて、電池セル100bの対極集電体121の内側面に接して接続されている。接続部材450は、導電部材42とも接して接続されており、導電部材42と電池セル100bの対極層120とを電気的に接続している。接続部材450は、複数の電池セル100のそれぞれの電極層110とは接していない。貫通孔420bにおいて、接続部材450の導電部材42側とは反対側、つまり、接続部材450の主面12側は空洞である。
 接続部材450は、接続部材50と同じ材料を用いて形成されうる。また、接続部材450は、導電部材42の主面12側の端部が貫通孔420bの内壁425bに向かって広がることで形成されていてもよい。つまり、接続部材450は、導電部材42の一部であってもよい。
 このように、電池401では、発電要素5の全体を貫通する貫通孔420b内に導電部材42が形成されるため、貫通孔420bおよび導電部材42を容易に形成することができる。
 なお、電池401では、貫通孔420bにおいて、接続部材450の主面12側は空洞であったが、これに限らない。図9は、本実施の形態の別の例に係る電池401aの断面図である。
 図9に示されるように、電池401aは、電池401の構成に加えて、貫通孔420bにおいて、接続部材450の主面12側に充填された絶縁部材432を備える。絶縁部材432は、貫通孔420bの内壁425bを覆い、貫通孔420bにおいて、接続部材450の主面12側を完全に埋めている。
 このように、貫通孔420b内の絶縁部材32および導電部材42が設けられていない箇所に絶縁部材432が設けられることで、内壁425bにおいて各電池セル100の内側面が保護され、電池401aの信頼性を高めることができる。
 (実施の形態5)
 続いて、実施の形態5について説明する。以下では、実施の形態1から4との相違点を中心に説明を行い、共通点の説明を省略または簡略化する。
 図10は、本実施の形態に係る電池501の断面図である。図11は、本実施の形態に係る電池501の上面図である。なお、図10は、図11のX-X線における断面を表している。図10および図11に示されるように、電池501は、実施の形態1に係る電池1と比較して、発電要素5に2つの貫通孔20aおよび貫通孔20bの代わりに、発電要素5に1つの貫通孔520が設けられている点で相違する。また、電池501は、実施の形態1に係る電池1と比較して、絶縁部材31、絶縁部材32、導電部材41、導電部材42、集電端子51および集電端子52の代わりに、絶縁部材530、導電部材541、導電部材542、導電部材543、集電端子551、集電端子552および集電端子553を備える点でも相違する。
 貫通孔520は、発電要素5の全体、つまり、主面12から主面11までを積層方向に貫通する。貫通孔520は、主面11および主面12で開口している。具体的には、貫通孔520は、主面11に位置する開口位置521、および、主面12に位置する開口位置522で開口している。
 貫通孔520の形状は、例えば、円柱状であるが、角柱状、円錐台形状、角錐台形状等の他の形状であってもよい。
 絶縁部材530は、貫通孔520内に配置される。絶縁部材530は、導電部材541と貫通孔520の内壁525との間、導電部材542と内壁525との間、および、導電部材543と内壁525との間に配置される。これにより、各導電部材間の絶縁を確保できる。また、絶縁部材530は、導電部材541と導電部材542との間、および、導電部材542と導電部材543との間にも配置される。これにより、導電部材541、導電部材542および導電部材543のそれぞれと貫通孔520の内壁525である発電要素5の内側面との絶縁を確保することができる。
 絶縁部材530は、導電部材541、導電部材542および導電部材543と共に貫通孔520を埋めるように充填されている。絶縁部材530は、例えば、貫通孔520内の導電部材541、導電部材542および導電部材543以外の空間を完全に埋めている。
 導電部材541は、貫通孔520内に配置される。導電部材541は、第1導電部材の一例である。導電部材541は、発電要素5の主面12に接続部材50を介して電気的に接続されている。そのため、導電部材541は、他の電池セル100の接続を介さずに、最下部の電池セル100aの対極層120における端部層集電体150、すなわち、対極集電体121に電気的に接続されている。
 導電部材541は、主面12における貫通孔520の開口位置522から、貫通孔520を通って、主面11に位置する貫通孔520の開口位置521まで延びる。導電部材541は、貫通孔520を通って、発電要素5の主面11から主面12までを貫通している。これにより、最下部に位置する電池セル100aの対極層120の電位が主面11側に導かれ、発電要素5の主面11側で、最下部の電池セル100aからの電流の取り出しが可能となる。
 導電部材541の主面11側の端部は、集電端子551に接している。導電部材541の主面12側の端部は、接続部材50に接している。
 導電部材541は、貫通孔520の内壁525において、電極活物質層112、固体電解質層130、対極活物質層122、中間層集電体140および上端の端部層集電体150には接触していない。
 本実施の形態において、主面11は、導電部材541によって、電池セル100aの電位が導かれる開口位置521が配置される第1面である。主面11と導電部材541との間の電圧は、主面11と電池セル100aとの間で直列接続に関与する電池セル100の数に対応する。本実施の形態においては、主面11と導電部材541との間の電圧は、発電要素5の全ての電池セル100が直列接続された電圧に相当する。
 導電部材541の形状は、例えば、円柱状であるが、角柱状等の他の形状であってもよい。
 導電部材542は、貫通孔520内に配置される。導電部材542は第2導電部材の一例である。導電部材542は、他の電池セル100の接続を介さずに、電池セル100aとは異なる電池セル100bの対極層120における対極集電体121に電気的に接続されている。
 導電部材542は、電池セル100bにおける対極集電体121に対応する位置から、貫通孔520を通って、主面11に位置する貫通孔520の開口位置521まで延びる。導電部材542は、例えば、電池セル100bの対極集電体121に接続される鍔部を有する筒状である。導電部材542の鍔部は、積層方向に沿って延びる導電部材542の筒状部分の主面12側の端部から内壁525に向かって広がり、電池セル100bの対極集電体121に接触している。これにより、複数の電池セル100のうち電池セル100aとは異なる電池セル100bの対極層120の電位が主面11側に導かれ、発電要素5の主面11側で、電池セル100bからの電流の取り出しが可能となる。また、筒状の導電部材542の内部を導電部材541が通っている。
 導電部材542の主面11側の端部は、集電端子552に接している。導電部材542の主面12側の端部は、電池セル100bの対極集電体121に接している。
 導電部材542と内壁525の間には絶縁部材530が配置されている。導電部材542は、貫通孔520の内壁525において、電極活物質層112、固体電解質層130、対極活物質層122、中間層集電体140および端部層集電体150には接触していない。
 本実施の形態において、主面11は、導電部材542によって、電池セル100bの電位が導かれる開口位置521が配置される第2面である。主面11と導電部材542との間の電圧は、主面11と電池セル100bとの間で直列接続に関与する電池セル100の数に対応する。主面11と導電部材542との間の接続に関与する電池セル100は、直列接続されて積層されたセル積層体507を構成している。そのため、主面11と導電部材542との間の電圧は、セル積層体507の全ての電池セル100が直列接続された電圧に相当する。
 導電部材543は、貫通孔520内に配置される。導電部材543は、他の電池セル100の接続を介さずに、電池セル100aおよび電池セル100bとは異なる電池セル100cの対極層120における対極集電体121に電気的に接続されている。電池セル100cは、発電要素5における中間の電池セル100であり、電池セル100bよりも上方に位置する。
 導電部材543は、電池セル100cにおける対極集電体121に対応する位置から、貫通孔520を通って、主面11に位置する貫通孔520の開口位置521まで延びる。導電部材543は、例えば、電池セル100cの対極集電体121に接続される鍔部を有する筒状である。導電部材543の鍔部は、積層方向に沿って延びる導電部材543の筒状部分の主面12側の端部から内壁525に向かって広がり、電池セル100cの対極集電体121に接触している。これにより、複数の電池セル100のうち電池セル100aおよび電池セル100bとは異なる電池セル100cの対極層120の電位が主面11側に導かれ、発電要素5の主面11側で、電池セル100cからの電流の取り出しが可能となる。また、筒状の導電部材543の内部を導電部材541および導電部材542が通っている。
 導電部材543の主面11側の端部は、集電端子553に接している。導電部材543の主面12側の端部は、電池セル100cの対極集電体121に接している。
 導電部材543と内壁525の間には絶縁部材530が配置されている。導電部材543は、貫通孔520の内壁525において、電極活物質層112、固体電解質層130、対極活物質層122、中間層集電体140および端部層集電体150には接触していない。
 電池セル100cの電位は、導電部材543によって主面11に配置される開口位置521に導かれている。主面11と導電部材543との間の電圧は、主面11と電池セル100cとの間で直列接続に関与する電池セル100の数に対応する。主面11と導電部材543との間の接続に関与する電池セル100は、直列接続されて積層されたセル積層体508を構成している。そのため、主面11と導電部材543との間の電圧は、セル積層体508の全ての電池セル100が直列接続された電圧に相当する。
 本実施の形態では、主面11と電池セル100aとの間で直列接続に関与する電池セル100の数と、主面11と電池セル100bとの間で直列接続に関与する電池セル100の数と、主面11と電池セル100cとの間で直列接続に関与する電池セル100の数とは異なる。そのため、電池501は、主面11側で大きさの異なる3種類の電圧を供給することが可能である。
 また、電池501においては、導電部材541、導電部材542および導電部材543が同じ貫通孔520内に配置されるため、電池セル100a、電池セル100bおよび電池セル100cからの電流の取り出し位置を集約することができる。
 また、導電部材541、導電部材542および導電部材543は、複数種類の電圧の供給ではなく、複数の電池セル100が積層された発電要素5の中間電圧測定にも用いることができる。これにより、中間の電池セル100の電圧をモニタしながら電池501を使用できるので、特定の電池セル100に過充電または過放電が生じることを抑制し、電池501の信頼性を高めることができる。
 集電端子551は、発電要素5の主面11側に配置される。集電端子551は、開口位置521で導電部材541に接続されている。これにより、集電端子551は、導電部材541および接続部材50を介して、最下部に位置する電池セル100aの対極層120と電気的に接続される。集電端子551は、電池1の外部接続端子の1つであり、本実施の形態では、負極の取出端子である。
 集電端子552は、発電要素5の主面11側に配置される。集電端子552は、開口位置521で導電部材542に接続されている。これにより、集電端子552は、導電部材542を介して、電池セル100bの対極層120と電気的に接続される。集電端子552は、電池1の外部接続端子の1つであり、本実施の形態では、負極の取出端子である。
 集電端子553は、発電要素5の主面11側に配置される。集電端子553は、開口位置521で導電部材543に接続されている。これにより、集電端子553は、導電部材543を介して、電池セル100cの対極層120と電気的に接続される。集電端子553は、電池1の外部接続端子の1つであり、本実施の形態では、負極の取出端子である。
 図11に示されるように、平面視において、集電端子551、集電端子552および集電端子553は、いずれも貫通孔520の内側に配置され、主面11には接していない。
 また、平面視において、集電端子551は、貫通孔520の中心部に位置する。また、平面視において、集電端子552は円環状であり、集電端子551を囲むように配置される。また、平面視において、集電端子553は円環状であり、集電端子552を囲むように配置される。平面視において、集電端子552および集電端子553は、集電端子551を中心として、同心円状に広がっている。このように、集電端子551、集電端子552および集電端子553が貫通孔520上に集約されていることで、ソケット状の接続部品を用いた端子接続を容易に形成できる。また、集電端子551、集電端子552および集電端子553が互いに平面視形状が異なるため、接続される外部端子の判別が容易になる。
 なお、平面視における集電端子551、集電端子552および集電端子553の形状および配置は、特に制限されず、主面11との絶縁および各集電端子同士の絶縁が確保されるように配置されればよい。
 また、集電端子552および集電端子553は、平面視形状が円環状でなくてもよい。例えば、集電端子551、集電端子552および集電端子553は、実施の形態1に係る集電端子51および集電端子52のように、突起状の端子であり、x軸方向に沿って並ぶように配置されてもよい。図12は、本実施の形態の別の例に係る電池501aの断面図である。図12に示されるように、電池501aでは、絶縁部材530、導電部材541、導電部材542および導電部材543が主面11の上方まで引き延ばされている。また、導電部材541、導電部材542および導電部材543はそれぞれ、主面11の上方で集電端子551a、集電端子552aおよび集電端子553aに接続されている。集電端子551a、集電端子552aおよび集電端子553aは、例えば、中空部を有さず、実施の形態1に係る集電端子51および集電端子52と同様に突起状の端子である。これにより、電池1と同様に、基板等への実装性に優れた電池501aが実現できる。
 (実施の形態6)
 続いて、実施の形態6について説明する。以下では、実施の形態1から5との相違点を中心に説明を行い、共通点の説明を省略または簡略化する。
 図13は、本実施の形態に係る電池601の断面図である。図13に示されるように、電池601は、実施の形態1に係る電池1と比較して、発電要素5に貫通孔20aおよび貫通孔20bの代わりに貫通孔620aおよび貫通孔620bが設けられている点で相違する。
 貫通孔620aおよび貫通孔620bはそれぞれ、内壁625aおよび内壁625bの形状が異なる以外は、貫通孔20aおよび貫通孔20bと同様の特徴を有する。貫通孔620aは、第1貫通孔の一例である。貫通孔620bは、第2貫通孔の一例である。貫通孔620aと貫通孔620bとは繋がっておらず、互いに独立している。
 貫通孔620aの内壁625aは、内壁25aのように積層方向に対して傾斜した1つの連続する面が主面11から主面12に延びている形状ではなく、ジグザグ状である。
 貫通孔620aが通る各電池セル100において、電極層110における積層方向に垂直な方向での貫通孔620aの断面積は、対極層120における積層方向に垂直な方向での貫通孔620aの断面積よりも大きい。貫通孔620bが通る各電池セル100において、電極層110における積層方向に垂直な方向での貫通孔620bの断面積は、対極層120における積層方向に垂直な方向での貫通孔620bの断面積よりも大きい。これにより、上述の貫通孔20aおよび貫通孔20bと同様の効果が得られる。
 また、貫通孔620aが通る各電池セル100における貫通孔620aの体積および形状は、実質的に同じである。貫通孔620aが通る各電池セル100の電極層110における積層方向に垂直な方向での貫通孔620aの断面積は、実質的に同じである。また、貫通孔620aが通る各電池セル100の対極層120における積層方向に垂直な方向での貫通孔620aの断面積は、実質的に同じである。貫通孔620aが通る各電池セル100において、貫通孔620aが占める体積が同じであるため、貫通孔620aが通る各電池セル100の体積が揃いやすく、貫通孔620aが通る各電池セル100間の容量バラツキを抑制できる。そのため、電池601の充放電において、直列接続されて積層された複数の電池セル100の動作電圧を均一にしやすくなり、特定の電池セル100に過充電または過放電が生じることが抑制される。よって、電池601の信頼性を向上できる。特に、小型で小面積な電池の場合には、貫通孔620aの体積の影響が大きくなるため、貫通孔620aが通る各電池セル100において貫通孔620aが占める体積が同じであることが有効である。また、貫通孔620aと同様に、貫通孔620bが通る各電池セル100における貫通孔620bの体積および形状は、実質的に同じである。
 貫通孔620aが通る各電池セル100における貫通孔620aの形状、および、貫通孔620bが通る各電池セル100における貫通孔620bの形状はそれぞれ、例えば、円錐台形状であるが、角錐台形状等の他の形状であってもよい。貫通孔620aおよび貫通孔620bの形状は、例えば、各電池セル100における円錐台形状が積層方向に沿って並んで連なった形状である。
 電池601においても、電池1と同様に、貫通孔620a内に絶縁部材31および導電部材41が設けられ、貫通孔620b内に絶縁部材32および導電部材42が設けられている。これにより、電池セル100aおよび電池セル100bのそれぞれの対極層120の電位を主面11側に導くことができる。
 このような電池601においても、貫通孔620aおよび貫通孔620b内に導電部材41および導電部材42が設けられることにより、1つの電池601から複数通りの電池セル100の組み合わせの電圧を供給することができ、実施の形態1に係る電池1と同様に容量密度および利便性を高めることができる。
 (実施の形態7)
 続いて、実施の形態7について説明する。以下では、実施の形態1から6との相違点を中心に説明を行い、共通点の説明を省略または簡略化する。
 図14は、本実施の形態に係る電池701の断面図である。図14に示されるように、電池701は、実施の形態1に係る電池1と比較して、発電要素5の代わりに発電要素705を備え、発電要素705に含まれる複数の電池セル100が2つのセル積層体707およびセル積層体708を構成している点で主に相違する。電池701では、セル積層体707およびセル積層体708のそれぞれに含まれる電池セル100の電位が導電部材によって発電要素705の主面11側に導かれている。
 電池701は、発電要素705と、絶縁部材31と、絶縁部材32と、絶縁部材733と、導電部材741と、導電部材742と、導電部材743と、接続部材750aと、接続部材750bと、接続部材756と、接続部材757と、集電端子51と、集電端子52と、集電端子55と、を備える。
 発電要素705は、複数の電池セル100および絶縁層160を含む。発電要素705では、複数の電池セル100の一部がセル積層体707を構成し、複数の電池セル100の他の一部がセル積層体708を構成している。セル積層体707を構成する電池セル100と、セル積層体708を構成する電池セル100とは重複していない。発電要素705は、セル積層体707およびセル積層体708を有しているとも言える。セル積層体707は、第1セル積層体の一例である。セル積層体708は、第2セル積層体の一例である。図14に示される例では、セル積層体707およびセル積層体708はそれぞれ、複数、具体的には4個の電池セル100を含む。つまり、セル積層体707に含まれる電池セル100の数と、セル積層体708に含まれる電池セル100の数とは同じである。なお、発電要素705が含むセル積層体の数、ならびに、セル積層体707およびセル積層体708のそれぞれが含む電池セル100の数はそれぞれ、特に制限されない。また、セル積層体707に含まれる電池セル100の数と、セル積層体708に含まれる電池セル100の数とは異なっていてもよい。
 セル積層体707およびセル積層体708のそれぞれに含まれる複数の電池セル100は、電気的に直列接続されている。なお、セル積層体707およびセル積層体708のそれぞれに含まれる複数の電池セル100のうちの少なくとも一部は、電気的に並列接続されていてもよい。
 セル積層体707における電池セル100とセル積層体708における電池セル100とは、電池セル100を構成する各層の並び順が同じになるように配置されている。
 セル積層体707は、セル積層体708の主面11側に配置される。また、セル積層体707とセル積層体708とは、絶縁層160を介して積層されている。セル積層体707とセル積層体708とは、電気的に接続されていない。
 本実施の形態においては、主面11は、上方側に位置するセル積層体707の一部を構成している。具体的には、主面11は、セル積層体707の上側の主面である。また、主面12は、下方側に位置するセル積層体708の一部を構成している。具体的には、主面12は、セル積層体708の下側の主面である。
 絶縁層160は、セル積層体707とセル積層体708との間に配置される。絶縁層160は、絶縁材料で形成されており、セル積層体707とセル積層体708とを絶縁している。また、絶縁層160は、接続部材750aと接続部材750bとの間にも配置されている。
 発電要素705には、貫通孔720a、貫通孔720bおよび貫通孔720cが設けられている。貫通孔720aは、セル積層体707を積層方向に貫通する。貫通孔720bは、セル積層体707および絶縁層160を積層方向に貫通する。貫通孔720cは、発電要素705の全体を積層方向に貫通する。貫通孔720aは第1貫通孔の一例である。貫通孔720bは第2貫通孔の一例である。貫通孔720aと貫通孔720bと貫通孔720cとは繋がっておらず、互いに独立している。
 貫通孔720aは、主面11に開口している。具体的には、貫通孔720aは、主面11に位置する開口位置21aで開口している。
 貫通孔720aは、セル積層体707に含まれる複数の電池セル100のうちの最下部に位置する電池セル700aから主面11まで延びている。貫通孔720aは、セル積層体707の下側の主面から主面11であるセル積層体707の上側の主面までを貫通している。電池セル700aは第1電池セルの一例である。なお、貫通孔720aは、セル積層体707の全体を貫通してなくてもよく、例えば、電池セル700aの対極層120の一部から主面11までを貫通していてもよい。
 貫通孔720bは、主面11に開口している。具体的には、貫通孔720bは、主面11に位置する開口位置21bで開口している。
 貫通孔720bは、絶縁層160から主面11まで延びている。貫通孔720bは、セル積層体708に含まれる複数の電池セル100のうちの最上部に位置する電池セル700bの上側の主面から主面11までを貫通している。電池セル700bは第2電池セルの一例である。
 貫通孔720cは、主面11および主面12に開口している。具体的には、貫通孔720cは、主面11に位置する開口位置721c、および、主面12に位置する開口位置722cで開口している。
 貫通孔720aの内壁725a、貫通孔720bの内壁725bおよび貫通孔720cの内壁725cは、積層方向に平行である。これにより、容易に貫通孔720aが通る各電池セル100における貫通孔720aの体積および形状を同じにすることができる。貫通孔720bの内壁725bおよび貫通孔720cの内壁725cについても、同様の効果が得られる。
 貫通孔720a、貫通孔720bおよび貫通孔720cはそれぞれ、例えば、円柱状であるが、角柱状、円錐台形状、角錐台形状等、他の形状であってもよい。
 電池701においても、電池1と同様に、絶縁部材31が、導電部材741と貫通孔720aの内壁725aとの間に配置され、導電部材741と貫通孔720aの内壁725aである発電要素705の内側面との絶縁を確保することができる。同様に、絶縁部材32が、導電部材742と貫通孔720bの内壁725bとの間に配置され、導電部材742と貫通孔720bの内壁725bである発電要素705の内側面との絶縁を確保することができる。
 絶縁部材733は、貫通孔720c内に配置される。絶縁部材733は、導電部材743と貫通孔720cの内壁725cとの間に位置する。絶縁部材733によって、導電部材743と貫通孔720cの内壁725cである発電要素705の内側面との絶縁を確保することができる。
 絶縁部材733は、貫通孔720cの内壁725cに沿って配置される。絶縁部材733は、貫通孔720cの内壁725cを一括で覆い、貫通孔720cの内壁725cに接している。これにより、貫通孔720cの内壁725cにおいて、電池セル100の各層の材料の崩落を抑制でき、また、電極層110と対極層120との短絡を抑制できる。絶縁部材733は、例えば、貫通孔720cの内壁725cの全面を覆っている。絶縁部材733と内壁725cとの間の一部には空隙が設けられていてもよい。
 絶縁部材733は、積層方向から見た場合の導電部材743の外周を囲み、導電部材743に接している。本実施の形態においては、導電部材743は柱状であり、絶縁部材733は、柱状の導電部材743の側面の全面を覆い、導電部材743の側面に接している。絶縁部材733と導電部材743との間の一部には空隙が設けられていてもよい。
 絶縁部材733は、導電部材743と共に、貫通孔720cを埋めるように充填されている。絶縁部材733は、例えば、貫通孔720cの内壁725cと導電部材743との間の空間を完全に埋めている。そのため、絶縁部材733の形状は、積層方向から見た場合の中心に導電部材743が貫通する貫通孔が形成されている以外は、貫通孔720cの形状と同じである。本実施の形態においては、絶縁部材733の形状は、例えば、外周が円形または多角形の筒状であり、具体的には、積層方向から見た場合の中心に導電部材743が貫通する貫通孔が形成された長尺状の円柱状である。なお、絶縁部材733の形状は、このような形状に限らず、絶縁部材733は、例えば、貫通孔720cおよび導電部材743の形状に合わせて形成される。
 導電部材741は、貫通孔720a内に配置される。導電部材741は第1導電部材の一例である。導電部材741は、セル積層体707の下側の主面に接続部材750aを介して電気的に接続されている。そのため、導電部材741は、他の電池セル100の接続を介さずに、電池セル700aの対極層120における対極集電体121に電気的に接続されている。
 導電部材741は、電池セル700aにおける対極集電体121の下側の主面から、貫通孔720aを通って、主面11に位置する貫通孔720aの開口位置21aまで延びる。導電部材741は、貫通孔720aを通って、主面11から電池セル700aにおける対極集電体121の下側の主面までを貫通している。これにより、セル積層体707の最下部に位置する電池セル700aの対極層120の電位が主面11側に導かれ、発電要素705の主面11側で、電池セル700aからの電流の取り出しが可能となる。
 導電部材741の主面11側の端部は、集電端子51に接している。導電部材741の主面12側の端部は、接続部材750aに接している。
 導電部材742は、貫通孔720b内に配置される。導電部材742は第2導電部材の一例である。導電部材742は、他の電池セル100の接続を介さずに、電池セル700bの電極層110における電極集電体111に電気的に接続されている。
 導電部材742は、電池セル700bにおける電極集電体111の上側の主面から、貫通孔720bを通って、主面11に位置する貫通孔720bの開口位置21bまで延びる。導電部材742は、貫通孔720bを通って、主面11から電池セル700bにおける電極集電体111の上側の主面までを貫通している。これにより、複数の電池セル100のうち電池セル700aを含むセル積層体707とは異なるセル積層体708に含まれる電池セル700bの電極層110の電位が主面11側に導かれ、発電要素705の主面11側で、電池セル700bからの電流の取り出しが可能となる。
 導電部材742の主面11側の端部は、集電端子52に接している。導電部材742の主面12側の端部は、電池セル700bの電極集電体111および接続部材750bに接している。
 導電部材743は、貫通孔720c内に配置される。導電部材743は第3導電部材の一例である。導電部材743は、主面12における貫通孔720cの開口位置722cから、貫通孔720cを通って、主面11に位置する貫通孔720cの開口位置721cまで延びる。導電部材743は、貫通孔720cを通って、発電要素705の主面11から主面12までを貫通している。
 導電部材743は、発電要素705の主面11に接続部材756を介して電気的に接続されている。また、導電部材743は、発電要素705の主面12に接続部材757を介して電気的に接続されている。これにより、発電要素705の主面11と主面12とが電気的に接続され、主面11と主面12とが同電位になる。発電要素705における最上層の端部層集電体150と最下層の端部層集電体150とは、導電部材743によって同電位に接続されている。これにより、主面11にセル積層体708に位置する主面12が電気的に接続されるため、導電部材742と主面11との間で、セル積層体708に含まれる電池セル100による電位差が生じる。つまり、主面11側でセル積層体708の電池セル100の電力を供給できる。なお、導電部材743は、貫通孔720c内を通らず、発電要素705の外側を通って主面11と主面12とを電気的に接続していてもよい。
 導電部材741、導電部材742および導電部材743はそれぞれ、例えば、円柱状であるが、角柱状、円錐台形状、角錐台形状等の他の形状であってもよい。導電部材741、導電部材742および導電部材743のそれぞれの太さは、例えば、一定である。
 導電部材741、導電部材742および導電部材743はそれぞれ、導電部材41および導電部材42と同じ材料を用いて形成されうる。
 本実施の形態において、主面11は、導電部材741によって、電池セル700aの電位が導かれる開口位置21aが配置される第1面である。主面11は、セル積層体707における最上部の電池セル100の上側の主面である。そのため、セル積層体707における電池セル700aから最上部の電池セル100までに積層されている電池セル100が、主面11と電池セル700aとの間の接続に関与する電池セル100である。主面11と導電部材741との間の電圧は、主面11と電池セル700aとの間で直列接続に関与する電池セル100の数に対応する。本実施の形態においては、主面11と導電部材741との間の電圧は、セル積層体707の全ての電池セル100が直列接続された電圧に相当する。
 また、本実施の形態において、主面11は、導電部材742によって、電池セル700bの電位が導かれる開口位置21bが配置される第2面である。主面11は、導電部材743によって主面12と電気的に接続されている。主面12は、セル積層体708における最下部の電池セル100の下側の主面である。そのため、セル積層体708における最下部の電池セルから電池セル700bまでに積層されている電池セル100が、主面12と電池セル700bとの間、すなわち、主面11と電池セル700bとの間の接続に関与する電池セル100である。主面11と導電部材742との間の電圧は、主面11と電池セル700bとの間で直列接続に関与する電池セル100の数に対応する。本実施の形態においては、主面11と導電部材742との間の電圧は、セル積層体708の全ての電池セル100が直列接続された電圧に相当する。
 電池701では、セル積層体707に含まれる電池セル100の数と、セル積層体708に含まれる電池セル100の数とは同じである。そのため、主面11と導電部材741との間の電圧と主面11と導電部材742との間の電圧とは同じ絶対値である。
 また、導電部材741は、電池セル700aの対極層120(本実施の形態においては負極層)に電気的に接続されているため、主面11を基準とする導電部材741の電圧は負電圧である。一方、導電部材742は、電池セル700bの電極層110(本実施の形態においては正極層)に電気的に接続されているため、主面11を基準とする導電部材742の電圧は正電圧である。このように、電池701は、導電部材741および導電部材742を用いて、主面11を基準とした場合の正電圧および負電圧の両方を供給することができる。例えば、最上層の端部層集電体150を電位0Vのシールド層になるように用いて、主面11の上方に正電圧および負電圧の両方を用いる回路パターンを形成することで、低ノイズの回路を形成することができる。
 主面11と電池セル700aとの間の接続に関与する電池セル100と、主面11と電池セル700bとの間の接続に関与する電池セル100とは重複していない。そのため、電池701の各電池セル100の電力が均等に消費されやすくなる。
 接続部材750aは、セル積層体707の下側に配置される。接続部材750aは、絶縁層160に埋設されている。接続部材750aは、導電部材741の下端部において、導電部材741に接続されている。接続部材750aは、電池セル700aの下側の主面を覆い、電池セル700aの対極集電体121に接続されている。接続部材750aは、導電部材741と電池セル700aの対極層120とを電気的に接続する。なお、接続部材750aは、導電部材741の一部であってもよい。
 接続部材750bは、セル積層体708の上側に配置される。接続部材750bは、絶縁層160に埋設されている。接続部材750bは、導電部材742の下端部において、導電部材742に接続されている。接続部材750bは、電池セル700bの上側の主面を覆い、電池セル700bの電極集電体111に接続されている。接続部材750bは、導電部材742と電池セル700bの電極層110とを電気的に接続する。なお、接続部材750bは、導電部材742の一部であってもよい。また、電池701は、接続部材750bを備えていなくてもよい。
 接続部材756は、発電要素705の主面11側に配置される。接続部材756は、開口位置721cで導電部材743に接続されている。接続部材756は、開口位置721cの近傍の主面11を覆い、主面11にも接続されている。接続部材756は、導電部材743と主面11とを電気的に接続する。なお、接続部材756は、導電部材743の一部であってもよい。
 接続部材757は、発電要素705の主面12側に配置される。接続部材757は、開口位置722cで導電部材743に接続されている。接続部材757は、開口位置722cの近傍の主面12を覆い、主面12にも接続されている。接続部材757は、導電部材743と主面12とを電気的に接続する。なお、接続部材757は、導電部材743の一部であってもよい。
 接続部材750a、接続部材750b、接続部材756および接続部材757はそれぞれ、例えば、接続部材50と同じ材料を用いて形成されうる。
 なお、発電要素705において、セル積層体707における電池セル100とセル積層体708における電池セル100とは、電池セル100を構成する各層の並び順が同じになるように配置されていたが、これに限らない。例えば、図15に示される発電要素705aのように、セル積層体707における電池セル100とセル積層体708における電池セル100とは、電池セル100を構成する各層の並び順が逆であってもよい。図15は、本実施の形態の別の例に係る電池701aの断面図である。
 図15に示されるように、電池701aは、電池701の発電要素705の代わりに発電要素705aを備える。
 発電要素705aでは、セル積層体707における電池セル100とセル積層体708における電池セル100とは、電池セル100を構成する各層の並び順が逆である。つまり、セル積層体707では、各電池セル100において電極層110が対極層120よりも上側に配置されているのに対して、セル積層体708では、各電池セル100において対極層120が電極層110よりも上側に配置されている。そのため、電池701aでは、導電部材742は、電池セル700bの対極集電体121の上側の主面に接続されている。この場合、導電部材742は、電池セル700bの対極層120(本実施の形態においては負極層)に電気的に接続されているため、主面11を基準とする導電部材742の電圧は負電圧である。このように、電池701aは、導電部材741および導電部材742を用いて、主面11を基準とした場合に同じ極性の電圧を供給することができる。このように、セル積層体708における電池セル100を構成する各層の並び順を変更することで、主面11を基準とした導電部材742の電圧の極性を変更することができる。
 また、主面11と電池セル700aとの間で直列接続に関与する電池セル100の数と、主面12と電池セル700bとの間で直列接続に関与する電池セル100の数とは同じである。つまり、それぞれ電池セル100が直列接続されて積層されたセル積層体707とセル積層体708とは、含まれる電池セル100の数が同じである。そのため、電池701aは、含まれる電池セル100が互いに重複していないセル積層体707とセル積層体708とから同等の直列電圧を供給できる。これにより、例えば、ノイズの影響を小さくするために、同じ電圧を2つの端子から1つの電子デバイス等に供給できる。
 また、発電要素705および発電要素705aでは、セル積層体707に含まれる電池セル100の数と、セル積層体708に含まれる電池セル100の数とは同じであったが、これに限らない。例えば、図16に示される発電要素705bのように、セル積層体707における電池セル100の数とセル積層体708bにおける電池セル100の数とは、異なっていてもよい。図16は、本実施の形態のさらに別の例に係る電池701bの断面図である。
 図16に示されるように、電池701bは、発電要素705aの代わりに、発電要素705aにおけるセル積層体708よりも含まれる電池セル100の数が少ないセル積層体708bを有する発電要素705bを備える。
 電池701bにおいても、導電部材742は、セル積層体708bにおける最上部に位置する電池セル700bに接続されるため、主面11と導電部材742との間の電圧は、セル積層体708bの全ての電池セル100が直列接続された電圧に相当する。セル積層体707における電池セル100の数とセル積層体708bにおける電池セル100の数とは異なるため、電池701bは、直列接続される電池セル100の数が異なる2種類の電圧を供給することが可能である。このように、セル積層体707およびセル積層体708bのそれぞれに含まれる電池セル100の数を調整することで、供給する電圧を調整することができる。
 電池701bにおいて、電池701aと同様に、セル積層体707における電池セル100とセル積層体708bにおける電池セル100とは、電池セル100を構成する各層の並び順が逆である。なお、電池701bにおいても、セル積層体708bの向きを逆転させて、電池701と同様に、セル積層体707における電池セル100とセル積層体708bにおける電池セル100とが、電池セル100を構成する各層の並び順が同じである構成にしてもよい。
 以上のように本実施の形態に係る電池701、電池701aおよび電池701bは、発電要素が、2つのセル積層体が絶縁層160を介して積層された構成を有する。そのため、絶縁層160を介して積層されて電気的に接続されていない2つのセル積層体に含まれる電池セル100の数および積層される向きを変更することで、導電部材741および導電部材742を用いて供給する電圧の大きさおよび極性を容易に調整することができる。
 (実施の形態8)
 続いて、実施の形態8について説明する。以下では、実施の形態1から7との相違点を中心に説明を行い、共通点の説明を省略または簡略化する。
 図17は、本実施の形態に係る電池801の断面図である。図17に示されるように、電池801は、実施の形態1に係る電池1と比較して、発電要素5に貫通孔20cがさらに設けられ、絶縁部材33、導電部材43および集電端子53をさらに備える点で主に相違する。
 貫通孔20cは、主面12で開口しており、主面11には開口していない。貫通孔20cは、主面12に位置する開口位置22cで開口している。
 貫通孔20cは、複数の電池セル100のうち電池セル100aおよび電池セル100bとは異なる電池セル100cから主面12まで延びている。電池セル100cは、例えば、上下に他の電池セル100が積層される中間の電池セル100である。また、本実施の形態においては、電池セル100cは、電池セル100bと隣り合い、電池セル100bの主面12側に配置されている。具体的には、貫通孔20cは、電池セル100cの電極活物質層112の上側の主面(言い換えると、電極集電体111の下側の主面)から主面12までを貫通している。
 貫通孔20cは、例えば、円錐台形状であるが、角錐台形状、円柱状、角柱状等、他の形状であってもよい。
 絶縁部材33は、貫通孔20c内に配置される。絶縁部材33は、導電部材43と貫通孔20cの内壁25cとの間に位置する。絶縁部材33によって、導電部材43と貫通孔20cの内壁25cである発電要素5の内側面との絶縁を確保することができる。
 絶縁部材33は、貫通孔20cの内壁25cに沿って配置される。絶縁部材33は、貫通孔20cの内壁25cを一括で覆い、貫通孔20cの内壁25cに接している。これにより、貫通孔20cの内壁25cにおいて、電池セル100の各層の材料の崩落を抑制でき、また、電極層110と対極層120との短絡を抑制できる。絶縁部材33は、例えば、貫通孔20cの内壁25cの全面を覆っている。絶縁部材33と内壁25cとの間の一部には空隙が設けられていてもよい。
 絶縁部材33は、積層方向から見た場合の導電部材43の外周を囲み、導電部材43に接している。本実施の形態においては、導電部材43は柱状であり、絶縁部材33は、柱状の導電部材43の側面の全面を覆い、導電部材43の側面に接している。絶縁部材33と導電部材43との間の一部には空隙が設けられていてもよい。
 絶縁部材33は、導電部材43と共に、貫通孔20cを埋めるように充填されている。絶縁部材33は、例えば、貫通孔20cの内壁25cと導電部材43との間の空間を完全に埋めている。そのため、絶縁部材33の形状は、積層方向から見た場合の中心に導電部材43が貫通する貫通孔が形成されている以外は、貫通孔20cの形状と同じである。本実施の形態においては、絶縁部材33の形状は、例えば、外周が円形または多角形の筒状であり、具体的には、積層方向から見た場合の中心に導電部材43が貫通する貫通孔が形成された長尺状の円錐台形状である。なお、絶縁部材33の形状は、このような形状に限らず、絶縁部材33は、例えば、貫通孔20cおよび導電部材43の形状に合わせて形成される。
 導電部材43は、貫通孔20c内に配置される。導電部材43は、他の電池セル100の接続を介さずに、電池セル100cの電極層110における電極集電体111に電気的に接続されている。主面12は、最下層に位置する対極層120の下側の主面であるため、導電部材43は、主面12とは異極性の電極層110に接続されている。
 導電部材43は、電池セル100cにおける電極集電体111の上側の主面から、貫通孔20cを通って、主面12に位置する貫通孔20cの開口位置22cまで延びる。導電部材43は、貫通孔20cを通って、主面12から電池セル100cにおける電極集電体111の下側の主面までを貫通している。これにより、複数の電池セル100のうち電池セル100aおよび電池セル100bとは異なる電池セル100cの電極層110の電位が主面12側に導かれ、発電要素5の主面12側で、電池セル100cからの電流の取り出しが可能となる。つまり、本実施の形態では、導電部材43は、発電要素5が有する一部の電池セル100を貫通する貫通電極として機能する。
 導電部材43の主面12側の端部は、集電端子53に接している。導電部材43の主面11側の端部は、電池セル100cの電極集電体111に接している。
 電池セル100cの電位は、導電部材43によって主面12に配置される開口位置22cに導かれている。主面12は、最下部の電池セル100の下側の主面であるため、電池セル100cから最上部の電池セル100までに積層されている電池セル100が、主面12と電池セル100cとの間の接続に関与する電池セル100である。主面12と導電部材43との間の電圧は、主面12と電池セル100cとの間で直列接続に関与する電池セル100の数に対応する。主面12と導電部材43との間の接続に関与する電池セル100は、直列接続されて積層されたセル積層体808を構成している。本実施の形態においては、セル積層体808に含まれる電池セル100の数は、発電要素5に含まれる電池セルの数の半分であるため、主面12と導電部材43との間の電圧は、発電要素5の半分の電池セル100が直列接続された電圧に相当する。つまり、主面12と導電部材43との間の電圧は、主面11と導電部材41との間の電圧の2分の1である。また、主面12と導電部材43との間の電圧は、主面11と導電部材42との間の電圧に等しい。
 また、セル積層体107を構成する電池セル100と、セル積層体808を構成する電池セル100とは重複していない。つまり、主面11と電池セル100bとの間の接続に関与する電池セル100と、主面12と電池セル100cとの間の接続に関与する電池セル100とは重複していない。そのため、主面11と導電部材41との間の電圧の2分の1の電圧を供給したい電子デバイス等に導電部材42および導電部材43を接続して用いることで、電池801の各電池セル100の電力が均等に消費されやすくなる。よって、一部の電池セル100の電力が集中的に消費されることが抑制され、電池801の使用時間を延ばすことができる。また、各電池セル100間の電位バラツキを小さくすることができる。電池801は、複数の電池セル100のうちの一部の電池セル100が直列接続された電圧を用いた使用が多い場合に特に効果的である。
 また、主面11と電池セル100bとの間で直列接続に関与する電池セル100の数と、主面12と電池セル100cとの間で直列接続に関与する電池セル100の数とは同じである。つまり、それぞれ電池セル100が直列接続されて積層されたセル積層体107とセル積層体808とは、含まれる電池セル100の数が同じである。そのため、電池801は、含まれる電池セル100が互いに重複していないセル積層体107とセル積層体808とから同等の直列電圧を供給できる。これにより、例えば、ノイズの影響を小さくするために、同じ電圧を2つの端子から1つの電子デバイス等に供給できる。なお、セル積層体107とセル積層体808とは、含まれる電池セル100の数が異なっていてもよい。
 また、セル積層体107を構成する電池セル100と、セル積層体808を構成する電池セル100とは、発電要素5を構成している。発電要素5は、セル積層体107を構成する電池セル100およびセル積層体808を構成する電池セル100以外の電池セル100を含まない。これにより、電池801の各電池セル100の電力がより均等に消費されやすくなる。なお、発電要素5は、セル積層体107を構成する電池セル100およびセル積層体808を構成する電池セル100以外の電池セル100を含んでいてもよい。
 集電端子53は、発電要素5の主面12側に配置される。集電端子53は、開口位置22cで導電部材43に接続されている。これにより、集電端子53は、導電部材43を介して、電池セル100cの電極層110と電気的に接続される。集電端子53は、電池801の外部接続端子の1つであり、本実施の形態では、正極の取出端子である。集電端子53の一部は、絶縁部材33に接している。また、集電端子53は、主面12と接しておらず、主面12、つまり、最下部に位置する電池セル100の対極層120とは絶縁されている。なお、集電端子53は、絶縁部材33に接していなくてもよい。また、集電端子53は、別の導電性の接続層等を介して導電部材43と接続されていてもよい。
 集電端子53は、例えば、集電端子51、集電端子52および集電端子55と同じ材料を用いて形成されうる。
 以上のように、電池801は、発電要素5の全ての電池セル100が直列接続された電圧と、発電要素5の一部の電池セル100が直列接続された電圧とを供給できると共に、発電要素5の一部の電池セル100が直列接続された電圧を、重複しない2通りの電池セル100の組み合わせの直列接続で実現している。そのため、一部の電池セル100が直列接続された電圧を使用する頻度が高い使用方法であっても、発電要素5に含まれる各電池セル100の電力が均等に消費されやすくなる。
 なお、本実施の形態においては、電池セル100c、貫通孔20c、絶縁部材33および導電部材43がそれぞれ、第1電池セル、第1貫通孔、第1絶縁部材および第1導電部材であってもよい。この場合、主面12は、導電部材43によって、電池セル100cの電位が導かれる開口位置22cが配置される第1面である。また、この場合、電池セル100a、貫通孔20a、絶縁部材31および導電部材41がそれぞれ、第2電池セル、第2貫通孔、第2絶縁部材および第2導電部材であってもよい。
 また、電池801において、発電要素5に貫通孔20aが設けられず、電池801が絶縁部材31、導電部材41、接続部材50および集電端子51を備えていなくてもよい。また、電池801において、発電要素5に貫通孔20bが設けられず、電池801が絶縁部材32、導電部材42および集電端子52を備えていなくてもよい。
 (実施の形態9)
 続いて、実施の形態9について説明する。以下では、実施の形態1から8との相違点を中心に説明を行い、共通点の説明を省略または簡略化する。
 図18は、本実施の形態に係る電池901の断面図である。図18に示されるように、電池901は、実施の形態1に係る電池1と比較して、発電要素5の代わりに発電要素905を備える点で主に相違する。
 電池901は、発電要素905と、絶縁部材31と、絶縁部材32と、導電部材941と、導電部材942と、接続部材50と、集電端子51と、集電端子52と、集電端子55と、電極絶縁層71と、対極絶縁層72と、対極接続部81と、電極接続部82と、を備える。
 発電要素905は、複数の電池セル100を含む。複数の電池セル100の一部は電気的に並列接続されて積層されている。発電要素905は、電池セル100の並列接続および直列接続の両方を含む。
 具体的には、発電要素905は、複数の並列積層体907を含む。図18に示される例では、複数の並列積層体907はそれぞれ、奇数個、具体的には3個の電池セル100を含む。並列積層体907に含まれる奇数個の電池セル100は、電気的に並列接続されている。並列接続は、対極接続部81および電極接続部82によって行われている。複数の並列積層体907は、電気的に直列接続されている。直列接続は、並列積層体907を電池セル100の積層方向(すなわち、z軸方向)に積層することによって行われる。具体的な接続については後で説明する。なお、発電要素905が含む並列積層体907の数、および、並列積層体907が含む電池セル100の数はそれぞれ、特に制限されず、奇数個であってもよく、偶数個であってもよい。また、複数の電池セル100が直列接続された積層体が並列接続されてもよい。
 発電要素905は、側面13および側面14を含む。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、平坦面である。発電要素905の側面13は、複数の並列積層体907の各々の第1側面が面一に繋がることで形成されている。同様に、発電要素905の側面14は、複数の並列積層体907の各々の第2側面が面一に繋がることで形成されている。
 このように、電池901では、複数の電池セル100が並列接続されて積層された並列積層体907を構成することによって大容量化が実現される。さらに、複数の並列積層体907が直列接続されることによって、高電圧化が実現される。
 図18に示されるように、並列積層体907内において隣り合う2つの電池セル100では、電池セル100を構成する各層の並び順が逆になっている。つまり、電池セル100を構成する各層の並び順が交互に入れ替わりながら、複数の電池セル100は、z軸に沿って並んで積層されている。本実施の形態では、並列積層体907に含まれる電池セル100の積層数が奇数個であるので、並列積層体907の最下層および最上層がそれぞれ、異極性の集電体になる。図18に示される例では、並列積層体907において、最下層が対極層120の対極集電体121であり、最上層が電極層110の電極集電体111となる。3つの並列積層体907の各々は、同じ構成を有する。
 このため、複数の並列積層体907をz軸方向に積層することによって、直列接続を容易に行うことができる。具体的には、2つの並列積層体907を異極性の集電体が向かい合うように直接積層することができる。つまり、積層方向において隣り合う並列積層体907間には、絶縁層が配置されていない。より具体的には、隣り合う2つの並列積層体907において、下方側の並列積層体907の最上層の電極層110と、上方側の並列積層体907の最下層の対極層120とは、集電体を共有している。
 図18に示される中間層集電体141は、2つの並列積層体907で共有された集電体である。中間層集電体141は、一方の並列積層体907の電極集電体111として機能し、かつ、他方の並列積層体907の対極集電体121として機能する。具体的には、中間層集電体141の下面には電極活物質層112が配置されており、上面には対極活物質層122が配置されている。
 また、各並列積層体907において、隣り合う2つの電池セル100では、隣り合う2つの電極層110が1枚の電極集電体111を共有している。つまり、1枚の電極集電体111の上面および下面の各々に電極活物質層112が配置されている。同様に、隣り合う2つの対極層120が1枚の対極集電体121を共有している。つまり、1枚の対極集電体121の上面および下面の各々に対極活物質層122が配置されている。
 このような発電要素905は、例えば、図3Aから図3Cに示される電池セル100D、100Eおよび100Fを用いて形成可能である。
 次に、電極絶縁層71および対極絶縁層72について説明する。
 電極絶縁層71は、複数の並列積層体907の各々の第1側面において、電極層110を覆っている。具体的には、電極絶縁層71は、発電要素905の側面13において、複数の並列積層体907の各々に含まれる複数の電極層110と、複数の固体電解質層130と、複数の対極活物質層122の各々の一部と、を覆う。電極絶縁層71は、側面13において、複数の並列積層体907の各々に含まれる複数の対極集電体121のいずれも覆っていない。
 並列積層体907では、隣り合う2つの電池セル100の電極層110が1枚の電極集電体111を共有しているので、電極絶縁層71は、隣り合う2つの電極層110を一括して覆っている。具体的には、電極絶縁層71は、隣り合う2つの電池セル100の、一方の電池セル100の対極活物質層122から固体電解質層130、電極活物質層112、共有される電極集電体111、他方の電池セル100の電極活物質層112、固体電解質層130、対極活物質層122までを連続して覆っている。このように、電極絶縁層71が電極層110以外に、固体電解質層130および対極活物質層122を覆うことにより、電極絶縁層71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、側面13に電極層110を露出させる可能性が低くなる。よって、側面13において電極層110と対極接続部81とが接触して短絡する可能性が低くなり、電池901の信頼性を高めることができる。なお、電極絶縁層71は、対極活物質層122を覆っていなくてもよい。また、電極絶縁層71は、固体電解質層130も覆っていなくてもよい。
 対極絶縁層72は、複数の並列積層体907の各々の第2側面において、対極層120を覆っている。具体的には、対極絶縁層72は、発電要素905の側面14において、複数の並列積層体907の各々に含まれる複数の対極層120と、複数の固体電解質層130と、複数の電極活物質層112の各々の一部と、を覆う。対極絶縁層72は、側面14において、複数の並列積層体907の各々に含まれる複数の電極集電体111のいずれも覆っていない。
 電極絶縁層71および対極絶縁層72はそれぞれ、電極活物質層112、対極活物質層122および固体電解質層130の各端面の凹凸に入り込むことで、密着強度が向上し、電池901の信頼性が向上する。なお、電極活物質層112、対極活物質層122および固体電解質層130はそれぞれ、粉体状の材料で形成することができ、この場合、各層の端面は非常に微細な凹凸が存在する。
 電極絶縁層71および対極絶縁層72はそれぞれ、例えば、側面13または側面14を正面視した場合に、ストライプ形状を有する。
 電極絶縁層71および対極絶縁層72はそれぞれ、電気的に絶縁性を有する絶縁材料を用いて形成されている。例えば、電極絶縁層71および対極絶縁層72はそれぞれ、樹脂を含む。樹脂は、例えばエポキシ系の樹脂であるが、これに限定されない。なお、絶縁材料として無機材料が用いられてもよい。使用可能な絶縁材料としては、柔軟性、ガスバリア性、耐衝撃性、耐熱性などの様々な特性を基に選定される。電極絶縁層71および対極絶縁層72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。
 本実施の形態では、発電要素905に含まれる全ての集電体のうち、中間層集電体141、発電要素905の最上層の電極集電体111、および、発電要素905の最下層の対極集電体121はいずれも、側面13および14の各々において、絶縁部材には覆われていない。発電要素905に含まれる残りの集電体は、側面13および14のいずれか一方において、絶縁部材に覆われている。中間層集電体141が側面13で対極接続部81に接続され、かつ、側面14で電極接続部82が接続されることにより、並列積層体907の直列接続を行うことができる。
 次に、対極接続部81および電極接続部82について説明する。
 対極接続部81は、複数の並列積層体907の各々において、第1側面および電極絶縁層71を覆い、複数の対極層120に接続された導電部である。つまり、対極接続部81は、並列積層体907ごとに設けられている。図18に示されるように、3つの対極接続部81が、側面13を覆うように設けられている。3つの対極接続部81は、互いに接触しないように所定の隙間を空けて配置されている。
 対極接続部81は、具体的には、側面13において、複数の対極集電体121の各々の端面を接触して覆っている。本実施の形態では、対極接続部81は、複数の対極活物質層122の各々の端面の少なくとも一部も接触して覆っている。対極接続部81が対極活物質層122の端面の凹凸に入り込むことで、密着強度が向上し、電池901の信頼性が向上する。
 電極接続部82は、複数の並列積層体907の各々において、第2側面および対極絶縁層72を覆い、複数の電極層110に接続された導電部である。つまり、電極接続部82は、並列積層体907ごとに設けられている。図18に示されるように、3つの電極接続部82が、側面14を覆うように設けられている。3つの電極接続部82は、互いに接触しないように所定の隙間を空けて配置されている。
 電極接続部82は、具体的には、側面14において、複数の電極集電体111の各々の端面を接触して覆っている。本実施の形態では、電極接続部82は、複数の電極活物質層112の各々の端面の少なくとも一部も接触して覆っている。電極接続部82が電極活物質層112の端面の凹凸に入り込むことで、密着強度が向上し、電池901の信頼性が向上する。
 なお、中間層集電体141は、電極集電体111でもあり、対極集電体121でもある。中間層集電体141は、側面13において対極接続部81に接触して覆われ、側面14において電極接続部82に接触して覆われている。このとき、中間層集電体141に接触する対極接続部81は、中間層集電体141を対極集電体121として含む並列積層体907(すなわち、図18の例では、上方側の並列積層体907)の対極接続部81である。このとき、上方側の並列積層体907の対極接続部81は、下方側の並列積層体907の電極活物質層112に接触していてもよい。同様に、中間層集電体141に接触する電極接続部82は、中間層集電体141を電極集電体111として含む並列積層体907(すなわち、図18の例では、下方側の並列積層体907)の電極接続部82である。このとき、下方側の並列積層体907の電極接続部82は、上方側の並列積層体907の対極活物質層122に接触していてもよい。
 対極接続部81および電極接続部82はそれぞれ、例えば、側面13または側面14を正面視した場合に、ストライプ形状を有する。
 対極接続部81および電極接続部82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、対極接続部81および電極接続部82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。対極接続部81および電極接続部82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。
 一の並列積層体907に着目すると、当該一の並列積層体907の第1側面に設けられた対極接続部81と、当該一の並列積層体907の第2側面に設けられた電極接続部82とによって、当該一の並列積層体907に含まれる全ての電池セル100の並列接続が行われている。並列積層体907ごとに、3つの電池セル100の並列接続が対極接続部81および電極接続部82によって行われている。対極接続部81および電極接続部82はそれぞれ、並列積層体907の側面13または側面14に沿って小さな体積で実現することができるので、電池901の容量密度を高めることができる。また、発電要素905では、電池セル100の直列接続と並列接続とを含むため、大容量かつ高電圧の電池901を実現できる。
 発電要素905には、貫通孔920aおよび貫通孔920bが設けられている。図18に示される例では、貫通孔920aは、発電要素905に含まれる全ての電池セル100を積層方向に貫通する。また、貫通孔920bは、発電要素905に含まれる一部の電池セル100を積層方向に貫通する。貫通孔920aは、第1貫通孔の一例である。貫通孔920bは、第2貫通孔の一例である。貫通孔920aと貫通孔920bとは繋がっておらず、互いに独立している。
 貫通孔920aは、主面11および主面12で開口している。具体的には、貫通孔920aは、主面11に位置する開口位置21a、および、主面12に位置する開口位置22aで開口している。
 貫通孔920aは、複数の電池セル100のうち最下部に位置する電池セル900aから主面11まで延びている。具体的には、貫通孔920aは、電池セル900aの下側の主面である主面12から主面11までを貫通している。電池セル900aは、最下部に位置する並列積層体907の最下部に位置する電池セル100でもある。本実施の形態においては、電池セル900aは最下部に位置するため、主面12は、電池セル900aの一部を構成する。具体的には、主面12は、電池セル900aの下側の主面である。電池セル900aは、第1電池セルの一例である。なお、貫通孔920aは、主面12で開口していなくてもよく、例えば、電池セル900aの対極層120の一部から主面11までを貫通していてもよい。
 貫通孔920bは、主面11で開口しており、主面12には開口していない。具体的には、貫通孔920bは、主面11に位置する開口位置21bで開口している。
 貫通孔920bは、複数の電池セル100のうち電池セル900aとは異なる電池セル900bから主面11まで延びている。具体的には、貫通孔920bは、電池セル900bの対極活物質層122の下側の主面(言い換えると、対極集電体121の上側の主面)から主面11までを貫通している。電池セル900bは、上下に他の並列積層体907が積層される中間の並列積層体907の最下部に位置する電池セル100でもある。そのため、電池セル900aと電池セル900bとは、異なる並列積層体907に含まれる。電池セル900bは、第2電池セルの一例である。
 貫通孔920aの内壁925aおよび貫通孔920bの内壁925bは、積層方向に平行である。これにより、容易に貫通孔920aが通る各電池セル100における貫通孔920aの体積および形状を同じにすることができる。貫通孔920bの内壁925bについても、同様の効果が得られる。
 貫通孔920aおよび貫通孔920bはそれぞれ、例えば、円柱状であるが、角柱状、円錐台形状、角錐台形状等、他の形状であってもよい。
 電池901においても、電池1と同様に、絶縁部材31が、導電部材941と貫通孔920aの内壁925aとの間に配置され、導電部材941と貫通孔920aの内壁925aである発電要素905の内側面との絶縁を確保することができる。同様に、絶縁部材32が、導電部材942と貫通孔920bの内壁925bとの間に配置され、導電部材942と貫通孔920bの内壁925bである発電要素905の内側面との絶縁を確保することができる。
 導電部材941は、貫通孔920a内に配置される。導電部材941は第1導電部材の一例である。導電部材941は、発電要素905の主面12に接続部材50を介して電気的に接続されている。そのため、導電部材941は、他の電池セル100の接続を介さずに、発電要素905の最下部の電池セル900aの対極層120における対極集電体121に電気的に接続されている。主面11は、最上層に位置する電極層110の上側の主面であるため、導電部材941は、主面11とは異極性の対極層120に接続されている。
 導電部材941は、主面12における貫通孔920aの開口位置22aから、貫通孔920aを通って、主面11に位置する貫通孔920aの開口位置21aまで延びる。導電部材941は、貫通孔920aを通って、発電要素905の主面11から主面12までを貫通している。これにより、発電要素905の最下部に位置する電池セル900aの対極層120の電位が主面11側に導かれ、発電要素905の主面11側で、最下部の電池セル900aからの電流の取り出しが可能となる。
 導電部材941の主面11側の端部は、集電端子51に接している。導電部材941の主面12側の端部は、接続部材50に接している。
 本実施の形態において、主面11は、導電部材941によって、電池セル900aの電位が導かれる開口位置21aが配置される第1面である。主面11は、最上部の電池セル100の上側の主面であるため、電池セル900aから最上部の電池セル100までに積層されている電池セル100が、主面11と電池セル900aとの間の接続に関与する電池セル100である。主面11と導電部材941との間の電圧は、主面11と電池セル900aとの間で直列接続に関与する電池セル100の数に対応する。本実施の形態においては、電池セル100が並列接続された並列積層体907が直列接続されているため、主面11と導電部材941との間の電圧は、主面11と電池セル900aとの間で直列接続に関与する並列積層体907の数に対応するとも言える。主面11は、上方側の並列積層体907の上側の主面であり、電池セル900aは、下方側の並列積層体907に含まれる電池セル100である。そのため、本実施の形態においては、主面11と導電部材941との間の電圧は、発電要素905の全ての並列積層体907が直列接続された電圧に相当する。
 導電部材942は、貫通孔920b内に配置される。導電部材942は第2導電部材の一例である。導電部材942は、他の電池セル100の接続を介さずに、電池セル900bの対極層120における対極集電体121に電気的に接続されている。主面11は、最上層に位置する電極層110の上側の主面であるため、導電部材942は、主面11とは異極性の対極層120に接続されている。
 導電部材942は、電池セル900bにおける対極集電体121の上側の主面から、貫通孔920bを通って、主面11に位置する貫通孔920bの開口位置21bまで延びる。導電部材942は、貫通孔920bを通って、主面11から電池セル900bにおける対極集電体121の上側の主面までを貫通している。これにより、複数の電池セル100のうち電池セル900aを含む並列積層体907とは異なる並列積層体907に含まれる電池セル900bの対極層120の電位が主面11側に導かれ、発電要素905の主面11側で、電池セル900bからの電流の取り出しが可能となる。
 導電部材942の主面11側の端部は、集電端子52に接している。導電部材942の主面12側の端部は、電池セル900bの対極集電体121に接している。
 本実施の形態において、主面11は、導電部材942によって、電池セル900bの電位が導かれる開口位置21bが配置される第2面である。そのため、本実施の形態では、第1面および第2面は、いずれも主面11である。主面11は、最上部の電池セル100の上側の主面であるため、電池セル900bから最上部の電池セル100までに積層されている電池セル100が、主面11と電池セル900bとの間の接続に関与する電池セル100である。主面11と導電部材942との間の電圧は、主面11と電池セル900bとの間で直列接続に関与する電池セル100の数に対応する。本実施の形態においては、主面11と導電部材942との間の電圧は、主面11と電池セル900bとの間で直列接続に関与する並列積層体907の数に対応するとも言える。主面11は、上方側の並列積層体907の上側の主面であり、電池セル900bは、中間の並列積層体907に含まれる電池セル100である。そのため、本実施の形態においては、主面11と導電部材942との間の電圧は、2つの並列積層体907が直列接続された電圧に相当する。本実施の形態においては、主面11と導電部材942との間の電圧は、主面11と導電部材941との間の電圧の3分の2である。
 本実施の形態では、主面11と電池セル900aとの間で直列接続に関与する並列積層体907の数と、主面11と電池セル900bとの間で直列接続に関与する並列積層体907の数とは異なる。そのため、電池901は、主面11側で大きさの異なる2種類の電圧を供給することが可能である。
 導電部材941および導電部材942はそれぞれ、例えば、円柱状であるが、角柱状、円錐台形状、角錐台形状等の他の形状であってもよい。導電部材941および導電部材942のそれぞれの太さは、例えば、一定である。
 導電部材941および導電部材942はそれぞれ、導電部材41および導電部材42と同じ材料を用いて形成されうる。
 以上のように、電池901では、貫通孔920aおよび貫通孔920b内に導電部材941および導電部材942が設けられることにより、1つの電池901から複数通りの並列積層体907の組み合わせの電圧を供給することができる。よって、電池901は、実施の形態1に係る電池1と同様に容量密度および利便性を高めることができる。
 (実施の形態10)
 続いて、実施の形態10について説明する。以下では、実施の形態1から9との相違点を中心に説明を行い、共通点の説明を省略または簡略化する。
 図19は、本実施の形態に係る電池1001の断面図である。図20は、本実施の形態に係る電池1001の上面図である。なお、図19は、図20のXIX-XIX線における断面を表している。図19および図20に示されるように、電池1001は、実施の形態1に係る電池1と比較して、封止部材90をさらに備える点で相違する。
 封止部材90は、集電端子51、集電端子52および集電端子55の各々の少なくとも一部を露出させ、かつ、発電要素5を封止する。封止部材90は、例えば、発電要素5、絶縁部材31、絶縁部材32、導電部材41、導電部材42および接続部材50が露出しないように設けられている。
 封止部材90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90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90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90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90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、電極集電体111と対極集電体121との間隔以下であればよい。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90が設けられることで、電池1001の信頼性を、機械的強度、短絡防止、防湿など様々な点で向上することができる。
 なお、ここでは、実施の形態1に係る電池1が封止部材90をさらに備える例を示したが、他の実施の形態に係る電池も同様に、封止部材90をさらに備えてもよい。
 (実施の形態11)
 続いて、実施の形態11について説明する。実施の形態11では、上述の各実施の形態に係る電池を備える回路基板について説明する。以下では、実施の形態1から10との相違点を中心に説明を行い、共通点の説明を省略または簡略化する。
 図21は、本実施の形態に係る回路基板2000の断面図である。図21に示されるように、回路基板2000は、例えば、電子デバイス195、電子デバイス196および電子デバイス197を実装するための実装基板である。電子デバイス195、電子デバイス196および電子デバイス197はそれぞれ、例えば、抵抗、キャパシタ、インダクタまたは半導体チップなどである。回路基板2000に実装される電子デバイスの数は特に制限されない。
 回路基板2000は、電池2001と、回路パターン層170と、を備える。
 電池2001は、例えば、上述の実施の形態に係る電池1、201、301、401、401a、501、501a、601、701、701a、701b、801、901または1001である。図21では、見やすさのため、電池2001の詳細構造の図示は省略され、電池2001の貫通孔20a、貫通孔20b、絶縁部材31、絶縁部材32、導電部材41、導電部材42、集電端子51、集電端子52および集電端子55のみが明示されている。また、図21では、実施の形態1に係る電池1の貫通孔20a、貫通孔20b、絶縁部材31絶縁部材32、導電部材41および導電部材42が代表的に図示されているが、電池2001には、実施の形態1以外の実施の形態に係る電池の貫通孔、絶縁部材および導電部材が形成されていてもよい。
 回路パターン層170は、電池2001に積層されている、回路パターン層170は、電池2001の発電要素の主面11側に配置される。回路パターン層170は、配線用絶縁層171と、回路配線172と、を備える。
 配線用絶縁層171は、主面11上に配置される。図21に示される例では、配線用絶縁層171の幅(面積)は、電池2001の幅(面積)と同じであるが、電池2001の幅(面積)よりも小さくてもよく、大きくてもよい。配線用絶縁層171の主面11側とは反対側の面には回路配線172が形成されている。
 配線用絶縁層171は、絶縁材料で形成されており、例えば、絶縁フィルムまたは絶縁板等、一般的な基板用の絶縁部材が用いられうる。また、配線用絶縁層171は、電池2001上に塗布された絶縁材料の塗工層であってもよい。また、配線用絶縁層171は、封止部材90の一部であってもよい。
 回路基板2000では、集電端子51、集電端子52および集電端子55が、配線用絶縁層171を貫通し、配線用絶縁層171の主面11側とは反対側に突出している。
 回路配線172は、配線用絶縁層171の主面11側とは反対側に配置される。回路配線172は、配線用絶縁層171上に形成された回路パターンである。回路配線172は、例えば、一般的なプリント基板配線である。回路配線172は、他の方法で形成された導電パターンであってもよい。回路配線172には、電子デバイス195、電子デバイス196および電子デバイス197が接続される。回路配線172は、第1配線172aと、第2配線172bと、第3配線172cと、を含む。第1配線172aは、回路配線172の一部の一例である。第2配線172bは、回路配線の別の一部の一例である。
 回路配線172には、集電端子51、集電端子52および集電端子55が接続されている。具体的には、集電端子51は、第1配線172aに接続されている。また、集電端子52は、第2配線172bに接続されている。また、集電端子55は、第3配線172cに接続されている。これにより、導電部材41は、集電端子51を介して第1配線172aに電気的に接続される。また、導電部材42は、集電端子52を介して第2配線172bに電気的に接続される。また、主面11は、集電端子55を介して第3配線172cに電気的に接続される。第1配線172aと第2配線172bと第3配線172cとは、離間しており、接触してない。
 回路基板2000では、集電端子51および集電端子52はそれぞれ、回路配線172を貫通せずに、集電端子51および集電端子52それぞれの一部が回路配線172に埋まっている。集電端子55は、回路配線172を貫通し、集電端子55の先端が露出している。なお、集電端子51、集電端子52および集電端子55は、回路配線172に接続されていれば、回路配線172との位置関係は特に制限されない。例えば、集電端子51および集電端子52は、回路配線172を貫通していてもよい。また、集電端子55は、回路配線172を貫通していなくてもよい。また、集電端子51、集電端子52および集電端子55の少なくとも1つは、先端が回路配線172の主面11側の面に接していてもよい。
 回路基板2000は、例えば、回路パターン層170と電池2001とを別で形成し、形成された回路パターン層170と、電池2001とを接合することで形成される。また、回路基板2000は、電池2001に、配線用絶縁層171を積層し、積層した配線用絶縁層171上に回路配線172をパターン形成することで形成してもよい。
 このような回路基板2000により、電池2001上に形成された回路パターン層170に電子デバイス195、電子デバイス196および電子デバイス197を実装することができる。これにより、配線基板と電池とが一体化されるので、電子機器の小型化および薄層化を実現できる。また、電池2001は、上述の各実施の形態に係る電池であるため、高容量密度と高利便性とを両立できる。例えば、回路基板2000は、電子デバイス等に複数種類の電圧を供給可能である。
 また、回路配線172の必要な場所に、電池2001から直接電力を供給することができるため、配線の引き回しを削減し、配線からの輻射ノイズを抑制することができる。また、電池2001の集電体が、ノイズ抑制のシールド層として機能できる。このように、回路基板2000を電子機器に用いることで、電子機器の動作を安定化できる。例えば、回路基板2000は、輻射ノイズの影響を受けやすい高周波機器に用いられる。
 なお、導電部材41、導電部材42および主面11はそれぞれ、集電端子51、集電端子52または集電端子55を介して回路配線172に電気的に接続されたが、これに限らない。例えば、配線用絶縁層171を貫通する導電コンタクトが形成されることで、導電コンタクトを介して回路配線172と導電部材41、導電部材42および主面11とが電気的に接続されていてもよい。
 (製造方法)
 続いて、上述した各実施の形態に係る電池の製造方法について説明する。なお、以下で説明する製造方法は一例であり、上述した各実施の形態に係る電池の製造方法は、以下の例には限られない。また、以下の説明では、上述のいずれかの実施の形態に係る電池の製造を中心に説明するが、以下の製造方法は、他の実施の形態に係る電池にも適用されうる。
 [製造方法例1]
 まず、各実施の形態に係る電池の製造方法例1について説明する。
 図22は、各実施の形態に係る電池の製造方法例1を示すフローチャートである。製造方法例1では、実施の形態1に係る電池1の製造を中心に説明する。
 図22に示されるように、まず、複数の電池セルを準備する(ステップS10)。準備される電池セルは、例えば、図3Aから図3Cに示した電池セル100D、および、電池セル100Eまたは電池セル100Fである。また、以下の製造方法の説明では、電池セル100D、100Eおよび100Fを総称して電池セル100と表現する場合がある。
 次に、複数の電池セル100を積層して積層体を形成する(ステップS20)。具体的には、電極層110、対極層120および固体電解質層130の並び順が各電池セルで同一になるように複数の電池セル100を順に積層した積層体を形成する。電池セル100D、100Eおよび100Fを適宜組み合わせて積層することにより、例えば、図4に示される発電要素5が形成される。発電要素5は、積層体の一例である。
 なお、複数の電池セル100を積層した後、発電要素5の側面を平坦化してもよい。例えば、複数の電池セル100の積層体を一括して切断することにより、各側面が平坦な発電要素5を形成することができる。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。
 次に、発電要素5に、複数の電池セル100のうちの少なくとも一部の電池セル100を積層方向に貫通する少なくとも1つの貫通孔を形成する(ステップS30)。具体的には、発電要素5に、複数の電池セル100の全てを貫通する貫通孔20a、および、複数の電池セル100の一部を貫通する貫通孔20bを形成する。貫通孔20aおよび貫通孔20bの形成は、例えば、ドリル等を用いた切削加工によって行われる。また、レーザー等を用いて貫通孔20aおよび貫通孔20bを形成してもよい。
 また、製造方法例1では、積層体の形成(ステップS20)後に貫通孔20aおよび貫通孔20bを形成する。そのため、貫通孔が貫通する少なくとも一部の電池セル100を一括して加工できるため、電池1の生産性を向上できる。また、積層されていない複数の電池セル100に貫通孔20aおよび貫通孔20bに対応する貫通孔を形成する場合のような、当該貫通孔の位置合わせを行う必要が無い。発電要素5の面積が大きくなるために当該貫通孔の位置合わせ精度を高める必要がある大判の電池1の製造の場合に、特に効果的である。
 次に、形成された少なくとも1つの貫通孔内に絶縁部材を形成する(ステップS40)。具体的には、導電部材41と、形成された貫通孔20aの内壁25aとの間に配置される絶縁部材31を形成する。また、導電部材42と、形成された貫通孔20bの内壁25bとの間に配置される絶縁部材32を形成する。
 例えば、発電要素5に形成された貫通孔20aの内壁25aを覆う絶縁部材31を形成する。絶縁部材31は、例えば、発電要素5に形成された貫通孔20a内で、導電部材41が形成される空間を空けて形成される。絶縁部材31は、例えば、貫通孔20aの内壁25aに絶縁材料を塗布することで形成する。また、例えば、貫通孔20aを完全に埋めるように貫通孔20aに絶縁材料を充填し、充填した絶縁材料に、導電部材41を形成するための貫通孔、つまり形成される導電部材41と同じ形状の貫通孔を形成することで、絶縁部材31が形成されてもよい。絶縁部材32についても、絶縁部材31と同様の方法で形成することができる。つまり、貫通孔20a、内壁25a、絶縁部材31および導電部材41をそれぞれ、貫通孔20b、内壁25b、絶縁部材32および導電部材42に読み替えることで説明される。以下の製造方法の説明でも同様の読み替えを行ってもよい。
 次に、形成された少なくとも1つの貫通孔内に導電部材を形成する(ステップS50)。具体的には、発電要素5に形成された貫通孔20a内に、電池セル100aと電気的に接続され、貫通孔20aを通って貫通孔20aの開口位置21aまで延びる導電部材41を形成する。また、発電要素5に形成された貫通孔20b内に、電池セル100bと電気的に接続され、貫通孔20bを通って貫通孔20bの開口位置21bまでの延びる導電部材42を形成する。導電部材41は、例えば、貫通孔20a内の絶縁部材31が形成されていない空間に導電材料を充填することで形成される。また、例えば、あらかじめ成型等により形状を付与した導電部材41を貫通孔20a内に挿入することで導電部材41を形成してもよい。導電部材42についても、導電部材41と同様の方法で形成することができる。また、必要に応じて、導電部材41の主面12側の端部および主面12に接続される位置に接続部材50を形成する。
 なお、絶縁部材の形成(ステップS40)と導電部材の形成(ステップS50)とは、この順で行われなくてもよい。例えば、絶縁部材の形成(ステップS40)よりも先に導電部材の形成(ステップS50)が行われてもよい。この場合、例えば、貫通孔20a内に導電部材41を配置し、導電部材41と貫通孔20aの内壁25aとの間に絶縁部材を充填することで、絶縁部材31と導電部材41とを貫通孔20a内に形成する。絶縁部材32および導電部材42についても、絶縁部材31および導電部材41と同様の方法で形成することができる。
 また、絶縁部材の形成(ステップS40)と導電部材の形成(ステップS50)とは同時に行われてもよい。この場合、例えば、絶縁部材31と導電部材41とが一体化された複合部材を貫通孔20aに挿入することで、絶縁部材31と導電部材41とを貫通孔20a内に形成する。複合部材は、例えば、柱状の導電部材41の周囲に絶縁部材31が形成された部材である。絶縁部材32および導電部材42についても、絶縁部材31および導電部材41と同様の方法で形成することができる。
 次に、集電端子51、集電端子52および集電端子55を形成する(ステップS60)。具体的には、導電部材41の主面11側の端部に接続され、主面11には接触しない位置に集電端子51を形成する。また、導電部材42の主面11側の端部に接続され、主面11には接触しない位置に集電端子52を形成する。また、主面11上に集電端子55を形成する。集電端子51、集電端子52および集電端子55は、所望の領域に印刷、メッキ、半田付け等によって、導電材料を配置することによって形成される。
 以上の工程を経て、図1に示される電池1を製造することができる。
 また、積層体の形成(ステップS20)後のいずれかのタイミングで、図6に示される側面絶縁層60を形成してもよい。側面絶縁層60は、例えば、絶縁材料を発電要素5の側面等に塗布する等により形成される。側面絶縁層60は、液状の絶縁材料に発電要素5の一部を側面側から浸漬(ディップ)し、発電要素5に付着した絶縁材料を硬化させることで形成してもよい。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。
 また、集電端子51、集電端子52および集電端子55の形成(ステップS60)の後、図19および図20に示される封止部材90を形成してもよい。封止部材90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。
 [製造方法例2]
 続いて、各実施の形態に係る電池の製造方法例2について説明する。以下では、製造方法例1との相違点を中心に説明を行い、共通点の説明を省略または簡略化する。
 図23は、各実施の形態に係る電池の製造方法例2を示すフローチャートである。製造方法例2では、実施の形態6に係る電池601の製造を中心に説明する。製造方法例2は、製造方法例1とは、各ステップの順序が異なる。
 図23に示されるように、まず、製造方法例1と同様の方法で、複数の電池セルを準備する(ステップS10)。
 次に、積層されていない複数の電池セル100のうちの少なくとも一部の電池セル100に貫通孔を形成する(ステップS31)。具体的には、積層されていない複数の電池セル100の全てに、各電池セル100における貫通孔620aに対応する形状の貫通孔を形成する。また、積層されていない複数の電池セル100の一部に、各電池セル100における貫通孔620bに対応する形状の貫通孔を形成する。このように、電池セル100ごとに、各電池セル100における貫通孔620aおよび貫通孔620bに対応する形状の貫通孔を形成するため、貫通孔620aおよび貫通孔620bに対応する形状の貫通孔を容易に形成できる。また、貫通孔620aおよび貫通孔620bの形状の自由度が高まる。例えば、貫通孔620aおよび貫通孔620bのように内壁がジグザグ状の面を有する場合であっても、容易に貫通孔620aおよび貫通孔620bに対応する形状の貫通孔を形成できる。また、貫通孔620bのように複数の電池セル100のうちの一部に貫通孔を形成する場合であっても、複数の電池セル100の積層前に貫通孔を形成するため、貫通孔を形成する必要のない電池セル100に貫通孔が形成されることを回避できる。そのため、例えば、不要な貫通孔が形成されることによる電池容量のロスを低減できる。貫通孔の形成方法には、製造方法例1と同様の方法を用いることができる。
 次に、複数の電池セル100を積層して積層体を形成する(ステップS21)。ステップS21では、複数の電池セル100のうちの少なくとも一部の電池セル100に形成された貫通孔が連なるように、複数の電池セル100を積層する。これにより、発電要素5が形成されると共に、複数の電池セル100のうちの少なくとも一部に形成された貫通孔が連なって、貫通孔620aおよび貫通孔620bが形成される。
 次に、製造方法例1と同様の方法で、絶縁部材の形成(ステップS40)、導電部材の形成(ステップS50)ならびに集電端子51、集電端子52および集電端子55の形成(ステップS60)を行う。これにより、貫通孔620aに絶縁部材31および導電部材41をそれぞれ一括で形成でき、貫通孔620bに絶縁部材32および導電部材42を一括で形成できるため、生産性を高めることができる。
 以上の工程を経て、図13に示される電池601を製造することができる。
 [製造方法例3]
 続いて、各実施の形態に係る電池の製造方法例3について説明する。以下では、製造方法例1および2との相違点を中心に説明を行い、共通点の説明を省略または簡略化する。
 図24は、各実施の形態に係る電池の製造方法例3を示すフローチャートである。製造方法例3では、実施の形態6に係る電池601の製造を中心に説明する。製造方法例3は、製造方法例1および2とは、各ステップの順序が異なる。
 図24に示されるように、まず、製造方法例1と同様の方法で、複数の電池セルを準備する(ステップS10)。
 次に、製造方法例2と同様の方法で、積層されていない複数の電池セル100のうちの少なくとも一部の電池セル100に貫通孔を形成する(ステップS31)。
 次に、積層されていない複数の電池セル100のうちの少なくとも一部の電池セル100に形成された貫通孔内に絶縁部材を形成する(ステップS42)。具体的には、積層されていない複数の電池セル100の全ての電池セル100に形成された貫通孔620aに対応する形状の貫通孔に絶縁部材31を形成する。また、積層されていない複数の電池セル100のうちの一部の電池セル100に形成された貫通孔620bに対応する形状の貫通孔に絶縁部材32を形成する。
 次に、積層されていない複数の電池セル100のうちの少なくとも一部の電池セル100に形成された貫通孔内に導電部材を形成する(ステップS52)。具体的には、積層されていない複数の電池セル100の全ての電池セル100に形成された貫通孔620aに対応する形状の貫通孔に導電部材41を形成する。また、積層されていない複数の電池セル100のうちの一部の電池セル100に形成された貫通孔620bに対応する形状の貫通孔に導電部材42を形成する。
 絶縁部材31、絶縁部材32、導電部材41および導電部材42の形成は、製造方法例1と同様の方法を用いることができる。
 このように、複数の電池セル100を積層する前に、絶縁部材31、絶縁部材32、導電部材41および導電部材42を形成できるため、貫通孔内への材料の挿入等が行いやすく、絶縁部材31、絶縁部材32、導電部材41および導電部材42を容易にかつ精度良く形成できる。
 次に、複数の電池セル100を積層して積層体を形成する(ステップS22)。ステップS22では、複数の電池セル100のうちの少なくとも一部の電池セル100に形成された貫通孔が連なるように、複数の電池セル100を積層する。これにより、発電要素5が形成されると共に、複数の電池セル100のうちの少なくとも一部の電池セル100に形成された貫通孔が連なって、貫通孔620aおよび貫通孔620bが形成される。また、複数の電池セル100のうちの少なくとも一部の電池セル100に形成された貫通孔内に形成された絶縁部材31同士、絶縁部材32同士、導電部材41同士、および、導電部材42同士が接続されるように、複数の電池セル100を積層する。
 次に、製造方法例1と同様の方法で、集電端子51、集電端子52および集電端子55を形成する(ステップS60)。
 以上の工程を経て、図13に示される電池601を製造することができる。
 [製造方法例4]
 続いて、各実施の形態に係る電池の製造方法例4について説明する。以下では、製造方法例1から3との相違点を中心に説明を行い、共通点の説明を省略または簡略化する。
 図25は、各実施の形態に係る電池の製造方法例4を示すフローチャートである。製造方法例4では、実施の形態6に係る電池601の製造を中心に説明する。製造方法例4は、製造方法例1から3とは、各ステップの順序が異なる。
 図25に示されるように、まず、製造方法例1と同様の方法で、複数の電池セルを準備する(ステップS10)。
 次に、製造方法例2と同様の方法で、積層されていない複数の電池セル100のうちの少なくとも一部の電池セル100に貫通孔を形成する(ステップS31)。
 次に、製造方法例3と同様の方法で、積層されていない複数の電池セル100のうちの少なくとも一部の電池セル100に形成された貫通孔内に絶縁部材を形成する(ステップS42)。これにより、電池601の信頼性を高めるために精度良く形成することが求められる絶縁部材31および絶縁部材32を容易にかつ精度良く形成できる。
 次に、複数の電池セル100を積層して積層体を形成する(ステップS23)。ステップS23では、複数の電池セル100のうちの少なくとも一部の電池セル100に形成された貫通孔が連なるように、複数の電池セル100を積層する。これにより、発電要素5が形成されると共に、複数の電池セル100のうちの少なくとも一部の電池セル100に形成された貫通孔が連なって、貫通孔620aおよび貫通孔620bが形成される。また、複数の電池セル100のうちの少なくとも一部の電池セル100の貫通孔内に形成された絶縁部材31同士および絶縁部材32同士が接続されるように、複数の電池セル100を積層する。また、絶縁部材31および絶縁部材32それぞれに導電部材41および導電部材42を形成するための貫通孔が形成されている場合には、絶縁部材31および絶縁部材32それぞれの貫通孔が連なるように、複数の電池セル100を積層する。
 なお、絶縁部材の形成(ステップS42)において、複数の電池セル100のうちの少なくとも一部の電池セル100に形成された貫通孔を完全に埋めるように当該貫通孔に絶縁材料を充填し、充填した絶縁材料に導電部材41および導電部材42を形成するための貫通孔を形成することで、絶縁部材31および絶縁部材32を形成してもよい。この場合、導電部材41および導電部材42を形成するための貫通孔の形成は、積層体の形成(ステップS23)の前に行われてもよく、積層体の形成(ステップS23)の後に、複数の電池セル100に対して一括で行われてもよい。
 次に、製造方法例1と同様の方法で、導電部材の形成(ステップS50)ならびに集電端子51、集電端子52および集電端子55の形成(ステップS60)を行う。
 以上の工程を経て、図13に示される電池601を製造することができる。
 (他の実施の形態)
 以上、1つまたは複数の態様に係る電池、電池の製造方法および回路基板について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本開示の主旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したもの、および、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の範囲内に含まれる。
 例えば、上記の実施の形態では、隣り合う電池セル間で1枚の集電体が中間層集電体、電極集電体または対極集電体として共有される例を示したが、集電体は共有されなくてもよい。2枚の集電体が接合されて隣り合う電池セルが積層されていてもよい。例えば、対極集電体と電極集電体とが重ね合わされて中間層集電体を構成してもよい。
 また、例えば、上記の実施の形態では、電池は、絶縁部材を備えたが、これに限らない。絶縁部材は電池に形成されていなくてもよい。
 また、例えば、上記の実施の形態において、集電端子上に、めっき、印刷または半田付け等によって外部電極をさらに形成してもよい。外部電極の形成によって、例えば電池の実装性をさらに高めることができる。
 また、例えば、上記の実施の形態では、絶縁部材は、導電部材と貫通孔の内壁との間の空間を完全に埋めていたが、これに限らない。絶縁部材は、貫通孔の内壁を覆って導電部材と離間していてもよい。また、絶縁部材は、導電部材の外周面を覆って貫通孔の内壁と離間していてもよい。
 また、例えば、発電要素における複数の電池セルの接続関係は、上記の実施の形態で説明した例に限らない。例えば、複数の電池セルは、任意の組み合わせで、直列接続と並列接続とが組み合わせられていてもよい。
 また、例えば、上記の実施の形態では、電池は集電端子を備えたが、これに限らない。電池は、集電端子を備えていなくてもよい。例えば、電子デバイスの端子、基板のコンタクトおよび基板のパッド等が導電部材および発電要素の主面に接続されて、電池から電流が取り出されてもよい。
 また、例えば、第1導電部材が接続される第1電池セルおよび第2導電部材が接続される第2電池セルは、上記の実施の形態の例に限らず、第1電池セルと第2電池セルとは、互いに異なる電池セルであればどの電池セルであってもよい。例えば、第1電池セルおよび第2電池セルの両方が中間の電池セルであってもよい。
 また、上記の各実施の形態は、特許請求の範囲又はその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
 本開示は、例えば、電子機器、電気器具装置および電気車両などの電池または回路基板として利用することができる。
1、201、301、401、401a、501、501a、601、701、701a、701b、801、901、1001、2001 電池
5、705、705a、705b、905 発電要素
11、12 主面
13、14 側面
20a、20b、20c、320、320b、420b、520、620a、620b、720a、720b、720c、920a、920b 貫通孔
21a、21b、22a、22c、521、522、721c、722c 開口位置
25a、25b、25c、425b、525、625a、625b、725a、725b、725c、925a、925b 内壁
31、32、33、432、530、733 絶縁部材
41、42、43、541、542、543、741、742、743、941、942 導電部材
50、350、450、750a、750b、756、757 接続部材
51、52、53、55、551、551a、552、552a、553、553a 集電端子
60 側面絶縁層
71 電極絶縁層
72 対極絶縁層
81 対極接続部
82 電極接続部
90 封止部材
100、100a、100b、100c、100D、100E、100F、700a、700b、900a、900b 電池セル
107、507、508、707、708、708b、808 セル積層体
110、110E 電極層
111 電極集電体
112 電極活物質層
120、120F 対極層
121 対極集電体
122 対極活物質層
130 固体電解質層
140、141 中間層集電体
150 端部層集電体
160 絶縁層
170 回路パターン層
171 配線用絶縁層
172、192 回路配線
172a 第1配線
172b 第2配線
172c 第3配線
190、2000 回路基板
191 基体
195、196、197 電子デバイス
907 並列積層体

Claims (20)

  1.  電極層、対極層、および、前記電極層と前記対極層との間に位置する固体電解質層をそれぞれが含む複数の電池セルを有し、前記複数の電池セルが積層された発電要素と、
     第1導電部材と、
     第2導電部材と、を備え、
     前記複数の電池セルのうちの少なくとも一部は電気的に並列接続され、
    前記並列接続は前記発電要素の側面に設けられた絶縁層と接続部によってなされ、
     前記複数の電池セルのうちの少なくとも一部は電気的に直列接続され、
     前記発電要素には、前記複数の電池セルのうちの少なくとも一部を積層方向に貫通し、前記発電要素の第1主面および前記第1主面の反対側の第2主面の少なくとも一方で開口する少なくとも1つの貫通孔が設けられ、
     前記第1導電部材は、前記複数の電池セルのうちの第1電池セルと電気的に接続され、前記少なくとも1つの貫通孔内を通って、前記第1主面または前記第2主面である第1面に位置する前記少なくとも1つの貫通孔の開口位置まで延び、
     前記第2導電部材は、前記複数の電池セルのうちの前記第1電池セルと異なる第2電池セルと電気的に接続され、前記少なくとも1つの貫通孔内を通って、前記第1主面または前記第2主面である第2面に位置する前記少なくとも1つの貫通孔の開口位置まで延び、
     前記第1セルと前記第2電池セルとは並列接続されていない、
     電池。
  2.  前記少なくとも1つの貫通孔は、
     前記第1導電部材が通り、前記第1面で開口する第1貫通孔と、
     前記第2導電部材が通り、前記第2面で開口する第2貫通孔と、を含む、
     請求項1に記載の電池。
  3.  前記第1導電部材と前記第1貫通孔の内壁との間に位置する第1絶縁部材と、
     前記第2導電部材と前記第2貫通孔の内壁との間に位置する第2絶縁部材と、をさらに備える、
     請求項2に記載の電池。
  4.  前記少なくとも1つの貫通孔は、前記第1導電部材および前記第2導電部材が通る1つの貫通孔である、
     請求項1に記載の電池。
  5.  前記第1導電部材と前記1つの貫通孔の内壁との間、前記第2導電部材と前記1つの貫通孔の内壁との間および前記第1導電部材と前記第2導電部材との間に配置される絶縁部材をさらに備える、
     請求項4に記載の電池。
  6.  前記第1面を基準とする前記第1導電部材の電圧、および、前記第2面を基準とする前記第2導電部材の電圧のうち、一方は正電圧であり、他方は負電圧である、
     請求項1から5のいずれか1項に記載の電池。
  7.  前記発電要素では、
      前記複数の電池セルのうちの前記第1電池セルを含む一部の電池セルが、第1セル積層体を構成し、
      前記複数の電池セルのうちの前記第2電池セルを含む他の一部の電池セルが、前記第1セル積層体に積層された第2セル積層体を構成し、
     前記発電要素は、前記第1セル積層体と前記第2セル積層体との間に位置する絶縁層をさらに有する、
     請求項1から6のいずれか1項に記載の電池。
  8.  前記第1主面と前記第2主面とを電気的に接続する第3導電部材をさらに備え、
     前記第1主面は、前記第1セル積層体の一部を構成し、
     前記第2主面は、前記第2セル積層体の一部を構成する、
     請求項7に記載の電池。
  9.  前記複数の電池セルのうち、前記第1面と前記第1電池セルとの間で接続されている電池セルは、前記複数の電池セルのうち、前記第2面と前記第2電池セルとの間で接続されている電池セルと重複しない、
     請求項1から8のいずれか1項に記載の電池。
  10.  前記第1面は、前記第1主面であり、
     前記第2主面は、前記第1電池セルの一部を構成し、
     前記第1導電部材は、前記第2主面に電気的に接続され、前記少なくとも1つの貫通孔を通って前記発電要素を貫通する、
     請求項1から6のいずれか1項に記載の電池。
  11.  前記複数の電池セルのうち、前記第1面と前記第1電池セルとの間で直列接続に関与する電池セルの数は、前記複数の電池セルのうち、前記第2面と前記第2電池セルとの間で直列接続に関与する電池セルの数と異なる、
     請求項1から10のいずれか1項に記載の電池。
  12.  前記第1面および前記第2面は前記第1主面である、
     請求項1から11のいずれか1項に記載の電池。
  13.  複数の電池セルのうちの少なくとも一部が直列接続されるように前記複数の電池セルを積層した積層体を形成するステップと、
     前記積層体に、前記複数の電池セルのうちの少なくとも一部を積層方向に貫通し、前記積層体の第1主面および前記第1主面の反対側の第2主面の少なくとも一方で開口する少なくとも1つの貫通孔を形成するステップと、
     前記少なくとも1つの貫通孔内に、前記複数の電池セルのうちの第1電池セルと電気的に接続され、前記少なくとも1つの貫通孔内を通って、前記第1主面または前記第2主面に位置する前記少なくとも1つの貫通孔の開口位置まで延びる第1導電部材を形成するステップと、
     前記少なくとも1つの貫通孔内に、前記複数の電池セルのうちの前記第1電池セルと異なる第2電池セルと電気的に接続され、前記少なくとも1つの貫通孔内を通って、前記第1主面または前記第2主面に位置する前記少なくとも1つの貫通孔の開口位置まで延びる第2導電部材を形成するステップと、を含み、
     前記複数の電池セルのうちの少なくとも一部は電気的に並列接続され、
     前記並列接続は前記積層体の側面に設けられた絶縁層と接続部によってなされ、
     前記第1セルと前記第2電池セルとは並列接続されていない、
     電池の製造方法。
  14.  前記第1導電部材と、前記少なくとも1つの貫通孔の内壁との間、および、前記第2導電部材と、前記少なくとも1つの貫通孔の内壁との間に配置される絶縁部材を形成するステップをさらに含む、
     請求項13に記載の電池の製造方法。
  15.  前記積層体を形成するステップの後に、前記少なくとも1つの貫通孔を形成するステップを行う、
     請求項13または14に記載の電池の製造方法。
  16.  前記少なくとも1つの貫通孔を形成するステップは、前記積層体を形成するステップの前に、積層されていない前記複数の電池セルのうちの少なくとも一部に前記少なくとも1つの貫通孔に対応する貫通孔を形成することを含み、
     前記電池の製造方法では、
     前記積層体を形成するステップの後に、前記絶縁部材を形成するステップ、前記第1導電部材を形成するステップおよび前記第2導電部材を形成するステップを行う、
     請求項14に記載の電池の製造方法。
  17.  前記少なくとも1つの貫通孔を形成するステップは、前記積層体を形成するステップの前に、積層されていない前記複数の電池セルのうちの少なくとも一部に前記少なくとも1つの貫通孔に対応する貫通孔を形成することを含み、
     前記電池の製造方法では、
     前記積層体を形成するステップの前に、前記絶縁部材を形成するステップ、前記第1導電部材を形成するステップおよび前記第2導電部材を形成するステップを行う、
     請求項14に記載の電池の製造方法。
  18.  前記少なくとも1つの貫通孔を形成するステップは、前記積層体を形成するステップの前に、積層されていない前記複数の電池セルのうちの少なくとも一部に前記少なくとも1つの貫通孔に対応する貫通孔を形成することを含み、
     前記電池の製造方法では、
     前記積層体を形成するステップの前に、前記絶縁部材を形成するステップを行い、
     前記積層体を形成するステップの後に、前記第1導電部材を形成するステップおよび前記第2導電部材を形成するステップを行う、
     請求項14に記載の電池の製造方法。
  19.  電極層、対極層、および、前記電極層と前記対極層との間に位置する固体電解質層をそれぞれが含む複数の電池セルを有し、前記複数の電池セルが積層された発電要素と、
     第1導電部材と、
     第2導電部材と、
     前記発電要素に積層され、回路配線を有する回路パターン層と、を備え、
     前記複数の電池セルのうちの少なくとも一部は電気的に直列接続され、
     前記発電要素には、前記複数の電池セルのうちの少なくとも一部を積層方向に貫通し、前記発電要素の第1主面で開口する少なくとも1つの貫通孔が設けられ、
     前記第1導電部材は、前記少なくとも1つの貫通孔内で、前記複数の電池セルのうちの第1電池セルと電気的に接続され、前記少なくとも1つの貫通孔内を通って、前記第1主面に位置する前記少なくとも1つの貫通孔の開口位置まで延び、かつ、前記回路配線の一部と電気的に接続され、
     前記第2導電部材は、前記少なくとも1つの貫通孔内で、前記複数の電池セルのうちの前記第1電池セルと異なる第2電池セルと電気的に接続され、前記少なくとも1つの貫通孔内を通って、前記第1主面に位置する前記少なくとも1つの貫通孔の開口位置まで延び、かつ、前記回路配線の他の一部と電気的に接続され、
     前記回路パターン層は、前記発電要素の前記第1主面側に位置する、
     回路基板。
  20.  前記複数の電池セルのうちの少なくとも一部は電気的に並列接続され、
     前記並列接続は前記発電要素の側面に設けられた絶縁層と接続部によってなされ、
     前記第1セルと前記第2電池セルとは並列接続されていない、
     請求項19に記載の回路基板。
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