WO2026009697A1 - 固体電池、固体電池を備える固体電池パッケージおよび固体電池の製造方法 - Google Patents

固体電池、固体電池を備える固体電池パッケージおよび固体電池の製造方法

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layer
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雄大 早川
英樹 井村
圭輔 清水
充良 西出
啓輔 荒木
彰 馬場
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Definitions

  • the present disclosure relates to a solid-state battery, a solid-state battery package including a solid-state battery, and a method for manufacturing a solid-state battery.
  • an insulating layer is placed between the electrode layers and the external electrodes to prevent short circuits between them.
  • the battery element is formed by stacking layers in which such insulating layers are placed on the same plane as the extending electrode layers.
  • insulating layers are provided on part of the side surfaces of the battery element (end surfaces of the electrode layers, counter electrode layers, and solid electrolyte layers).
  • Patent Documents 1 and 2 still have room for improvement in terms of increasing the capacity of the solid-state battery and the insulation provided by the insulating layer between the electrode layer and the external electrode.
  • a primary object of the present disclosure is to provide a solid-state battery having a higher capacity and suppressing undesired short circuits between the electrode layer and the external electrode.
  • Another object of the present disclosure is to provide a solid-state battery package including such a solid-state battery.
  • Another object of the present disclosure is to provide a method for manufacturing such a solid-state battery.
  • a solid state battery comprises: a battery element in which positive electrode layers and negative electrode layers are alternately stacked with solid electrolyte layers interposed therebetween, the positive electrode layers and the negative electrode layers being exposed, and the battery element having at least one side surface parallel to the stacking direction; an insulating layer disposed so as to cover at least a portion of a first end surface of a first electrode layer of one of the positive electrode layer and the negative electrode layer exposed on the side surface; an external electrode disposed on a part of the side surface so as to cover a second end surface of a second electrode layer of the other electrode layer between the positive electrode layer and the negative electrode layer exposed on the side surface and the insulating layer,
  • Another embodiment of the solid-state battery package of the present disclosure includes: The solid-state battery; a circuit board on which the solid-state battery is mounted and which has a circuit electrically connected to the external electrode; and an exterior body that covers and seals the solid-state battery via a sealing layer.
  • a method for manufacturing a solid-state battery according to another embodiment of the present disclosure includes: A method for producing the above solid-state battery, disposing an insulating layer on at least a part of a first end surface of a first electrode layer of either the positive electrode layer or the negative electrode layer exposed on a side surface of the battery element; and disposing an external electrode on at least a part of a second end surface of a second electrode layer of the other electrode layer of the positive electrode layer and the negative electrode layer, the second electrode layer being exposed on the side surface of the battery element.
  • the present disclosure can provide a solid-state battery that has a higher capacity and suppresses undesired short circuits between the electrode layer and the external electrode.
  • FIG. 1A is a perspective view schematically illustrating the configuration of a solid-state battery according to a first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view (cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1A) that schematically illustrates the configuration of the solid-state battery according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1C is a cross-sectional view (cross-sectional view taken along line BB in FIG. 1A) that schematically illustrates the configuration of the solid-state battery according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2A is a side view (a side view seen from C1 in FIG. 1A) that schematically illustrates the configuration of the solid state battery according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1A is a perspective view schematically illustrating the configuration of a solid-state battery according to a first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view (cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1A)
  • FIG. 2B is a side view (a side view seen from C2 in FIG. 1A) that schematically illustrates the configuration of the solid state battery according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a side view schematically illustrating the configuration of a solid state battery according to a second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a side view schematically illustrating the configuration of a solid-state battery according to a third embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a side view schematically illustrating the configuration of a solid-state battery according to a fourth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a solid-state battery according to a fifth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a solid-state battery package according to a seventh embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a perspective view schematically illustrating steps in the manufacturing process of the solid state battery according to the first embodiment of the present disclosure.
  • 9A to 9C are perspective views schematically illustrating steps in the manufacturing process of the solid state battery according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a perspective view schematically illustrating steps in the manufacturing process of the solid state battery according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a perspective view schematically illustrating steps in a manufacturing process for a solid-state battery according to a third embodiment of the present disclosure.
  • plan view or “plan view shape” refers to a sketch of the object in a direction parallel to the main surfaces of the electrode layer and solid electrolyte layer when viewed from above (top side) or below (bottom side), or in a direction parallel to the side surface of the battery element when viewed from the side.
  • cross-sectional view refers to the shape of the cross section formed when a solid-state battery is cut along a plane perpendicular to a pair of opposing side surfaces of the battery element of the solid-state battery and parallel to the Z direction (the definition of the direction will be described later).
  • upper-lower direction and “left-right direction” used directly or indirectly in this specification correspond to the upper-lower direction and left-right direction in the drawings, respectively.
  • the same symbols or signs indicate the same components, parts, or the same meaning.
  • the vertically downward direction i.e., the direction in which gravity acts
  • the opposite direction can be considered to correspond to the "upward direction”/"top side (upper surface side, top surface side).
  • a substrate, layer, etc. not only refers to being in contact with the upper surface of the substrate, layer, etc. (for example, being placed directly in contact with the upper surface of the substrate, layer, etc.), but also includes being not in contact with the upper surface of the substrate, layer, etc. (for example, being placed indirectly via a new film or layer without being in contact with the upper surface of the substrate, layer, etc.).
  • "on" a substrate, layer, etc. includes cases where a new film or layer is formed above the substrate or layer, and/or cases where another film or layer is interposed between the substrate or layer.
  • "on” does not necessarily mean above in the vertical direction. "On” merely indicates the relative positional relationship of the substrate, layer, etc.
  • the positive electrode side will be described as a representative example, and the contents of this description may be applied mutatis mutandis to the negative electrode side.
  • the first embodiment relates to a solid-state battery.
  • the solid-state battery according to the first embodiment is a battery element in which positive electrode layers and negative electrode layers are alternately stacked with a solid electrolyte layer interposed therebetween, the positive electrode layer and the negative electrode layer being exposed, and having at least one side surface parallel to the stacking direction; an insulating layer disposed so as to cover at least a portion of a first end surface of a first electrode layer of one of the positive electrode layer and the negative electrode layer exposed on the side surface; an external electrode disposed on a part of the side surface so as to cover a second end face of the second electrode layer of the other electrode layer of the positive electrode layer and the negative electrode layer exposed on the side surface and the insulating layer,
  • the solid state battery according to the first embodiment has a higher capacity and suppresses undesired short circuits between the electrode layer and the external electrode.
  • the reason for this is presumed to be as follows, without being bound by any particular theory.
  • the solid-state battery according to the first embodiment satisfies the following mathematical expression (1): W ⁇ W1>W2 (W represents the width of the first end face in the extension direction, W1 represents the width of the insulating layer disposed on the first end face in the extension direction (of the first end face), and W2 represents the width of the external terminal disposed on the insulating layer in the extension direction (of the first end face)).
  • the insulating layer is disposed so as to cover the side surface of the battery element.
  • the insulating layer is not disposed so as to be aligned in the extension direction of the electrode layer as in Patent Document 1. Therefore, compared to Patent Document 1, the insulating layer can reduce the dead space in the extension direction of the electrode layer, and this space can be used for the electrode layer. This allows for a high capacity solid-state battery. From the above, it is believed that the solid state battery according to the first embodiment has a higher capacity and suppresses undesired short circuits between the electrode layers and the external electrodes.
  • FIG. 1A is a perspective view schematically illustrating the configuration of the solid-state battery according to the first embodiment.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view (cross-sectional view A-A in FIG. 1 ) schematically illustrating the configuration of the solid-state battery according to the first embodiment.
  • FIG. 1C is a cross-sectional view (cross-sectional view B-B in FIG. 1 ) schematically illustrating the configuration of the solid-state battery according to the first embodiment.
  • FIG. 1A is a perspective view schematically illustrating the configuration of the solid-state battery according to the first embodiment.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view (cross-sectional view A-A in FIG. 1 ) schematically illustrating the configuration of the solid-state battery according to the first embodiment.
  • FIG. 1C is a cross-sectional view (cross-sectional view B-B in FIG. 1 ) schematically illustrating the configuration of the solid-state battery according to the first embodiment.
  • FIG. 1A is a perspective
  • FIG. 2A is a side view (side view when viewed from the side from C1 in FIG. 1A ) schematically illustrating the configuration of the solid-state battery according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2B is a side view (side view when viewed from the side from C2 in FIG. 1A ) schematically illustrating the configuration of the solid-state battery according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the reverse Z direction is the vertically downward direction
  • the forward Z direction is the vertically upward direction.
  • the letter a in the reference numerals in the figures is generally attached to the positive electrode layer itself and components related to the positive electrode layer, which are primarily located on the left side (relatively the reverse X direction side) in Figure 1B.
  • the letter b in the reference symbols in the drawings generally refers to the negative electrode layer itself and components related to the negative electrode layer, which are primarily located on the right side (relatively the forward X direction side) in Figure 1B.
  • the solid-state battery 100 is a stacked solid-state battery configured such that the electrode layers 111 (positive electrode layer 111a and negative electrode layer 111b) and solid electrolyte layers 112 that constitute the battery structural units are stacked on top of each other, and these layers are made of, for example, sintered bodies.
  • solid-state battery refers broadly to a battery whose components are made of solids, and narrowly to an all-solid-state battery whose components (particularly preferably all components) are made of solids.
  • solid-state batteries 100 include so-called secondary batteries (more specifically, storage batteries) that can be repeatedly charged and discharged, and primary batteries that can only be discharged.
  • the battery element 110 has two side surfaces 113a, 113b parallel to the stacking direction and has, for example, a substantially rectangular parallelepiped shape (approximately rectangular parallelepiped shape).
  • the battery element 110 includes a positive electrode layer 111a, a negative electrode layer 111b, and a solid electrolyte layer 112, and further includes an outermost layer 116.
  • the battery element 110 is a laminate in which the positive electrode layers 111a and the negative electrode layers 111b are alternately stacked with the solid electrolyte layer 112 interposed therebetween.
  • Outermost layers 116 are arranged facing each other on the outermost sides of the battery element 110 in the Z direction (stacking direction).
  • External electrodes 130a and 130b are arranged on side surfaces 113a and 113b of the battery element 110 facing each other in the X direction.
  • End surfaces of the electrode layer 111 (positive electrode layer 111a and negative electrode layer 111b) and solid electrolyte layer 112 are exposed on side surfaces 113c and 113d of the battery element 110 facing each other in the Y direction.
  • the anode layer end surface 111b1 of the anode layer 111b is covered (the entire anode layer end surface 111b1) by the first insulating layer 120a on the first side surface 113a side of the solid-state battery 100, and is electrically insulated from the first external electrode 130a. Therefore, on the first side surface 113a side of the solid-state battery 100, the anode layer 111b becomes the first electrode layer, and the anode layer end surface 111b1 of the anode layer 111b becomes an end surface (first end surface) not connected to the first external electrode 130a.
  • the negative electrode layer end surface 111b1 of the negative electrode layer 111b serving as the first electrode layer is entirely covered by the first insulating layer 120a.
  • the positive electrode layer end surface 111a1 of the positive electrode layer 111a is not covered by the first insulating layer 120a and is exposed to the first insulating layer 120a.
  • the negative electrode layer end surface 111b1 of the negative electrode layer 111b is electrically connected to the second external electrode 130b on the second side surface 113b side of the solid-state battery 100. Therefore, on the second side surface 113b side of the solid-state battery 100, the negative electrode layer 111b serves as the second electrode layer, the negative electrode layer end surface 111b1 of the negative electrode layer 111b serves as the connection end surface (second end surface) with the second external electrode 130b, and the second external electrode 130b serves as the negative electrode.
  • the positive electrode layer end surface 111a1 of the positive electrode layer 111a is covered (the entire positive electrode layer end surface 111a1) by the second insulating layer 120b on the second side surface 113b side of the solid-state battery 100, and is electrically insulated from the second external electrode 130b. Therefore, on the second side surface 113b side of the solid-state battery 100, the positive electrode layer 111a becomes a first electrode layer, and the positive electrode layer end surface 111a1 of the positive electrode layer 111a becomes an end surface (first end surface) not connected to the first external electrode 130a.
  • the second external electrode 130b which is approximately rectangular in side view, is arranged to cover the upper and lower outermost layers 116 and the positive electrode layer end surface 111a1 of the positive electrode layer 111a, which is entirely covered by the second insulating layer 120b, and the negative electrode layer end surface 111b1 of the negative electrode layer 111b, with the forward Y direction side and reverse Y direction side of the second side surface 113b exposed.
  • the second external electrode 130b contacts and electrically connects to the negative electrode layer end surface 111b1 of the negative electrode layer 111b, and is electrically insulated from the positive electrode layer end surface 111a1, which is covered by the second insulating layer 120b.
  • the solid-state battery 100 satisfies the following formula (1): [Equation 3] W ⁇ W1>W2...(1) [In formula (1), W represents the width of the first end surface in the extension direction, W1 represents the width of the insulating layer disposed on the first end surface in the extension direction (of the first end surface), and W2 represents the width of the external electrode disposed on the insulating layer in the extension direction (of the first end surface)] Meet the following.
  • the regions used to determine Equation (1) are the D1 , D2 , and D3 sections in FIG. 2A and the D4 and D5 sections in FIG. 2B.
  • the measurement targets in the D1 section in FIG. 2A are the negative electrode layer 111b as the first electrode layer, the first insulating layer 120a disposed on the negative electrode layer 111b, and the first external electrode 130a disposed on the first insulating layer 120a.
  • section D4 of FIG. 2B The measurement targets for section D4 of FIG. 2B are the positive electrode layer 111a as the first electrode layer, the second insulating layer 120b disposed on the positive electrode layer 111a, and the second external electrode 130b disposed on the second insulating layer 120b.
  • W in Equation (1) is the width of the first end surface (positive electrode layer end surface 111a1) in the extension direction, and corresponds to the length of the positive electrode layer end surface 111a1 in the Y direction in section D4 .
  • W1 in Equation (1) is the width of the second insulating layer 120b (of the positive electrode layer end surface 111a1) disposed on the positive electrode layer end surface 111a1 in the extension direction, and corresponds to the length of the second insulating layer 120b in section D4 .
  • W2 in formula (1) is the width in the extension direction (of the positive electrode layer end surface 111a1) of the second external electrode 130b arranged on the second insulating layer 120b, and corresponds to the length in the Y direction of the second external electrode 130b in the D4 portion.
  • the length W1 in the Y direction of the second insulating layer 120b is equal to the width W in the extension direction of the first end surface (positive electrode layer end surface 111a1).
  • the solid-state battery 100 satisfies the formula (1).
  • the positive electrode layer 111a contains a positive electrode active material, and may further contain at least one selected from the group consisting of a solid electrolyte, a conductive material, and a sintering aid, and may further include a positive electrode current collecting layer.
  • the negative electrode layer 111b contains at least a negative electrode active material, and may further contain at least one material selected from the group consisting of a solid electrolyte, a conductive material, and a sintering aid, and may further include a negative electrode current collecting layer.
  • the material constituting the negative electrode layer 111b may be the same as the material constituting the positive electrode layer 111a.
  • the active materials are materials involved in the transfer of electrons in the solid-state battery 100.
  • Carriers ions, particularly lithium ions or sodium ions
  • the electrode layers 111 (positive electrode layer 111a and negative electrode layer 111b) of the positive electrode layer 111a and the negative electrode layer 111b are preferably layers capable of absorbing and releasing lithium ions or sodium ions.
  • the solid-state battery 100 is preferably an all-solid-state secondary battery in which lithium ions or sodium ions move between the positive electrode layer 111a and the negative electrode layer 111b via the solid electrolyte layer 112 to charge and discharge the battery.
  • Positive electrode active materials capable of absorbing and releasing lithium ions include, for example, at least one selected from the group consisting of lithium-containing phosphate compounds having a Nasicon structure, lithium-containing phosphate compounds having an olivine structure, lithium-containing layered oxides, and lithium-containing oxides having a spinel structure.
  • An example of a lithium - containing phosphate compound having a Nasicon structure is Li3V2 ( PO4 ) 3 .
  • An example of a lithium - containing phosphate compound having an olivine structure is Li3Fe2( PO4 ) 3 , LiFePO4 , and/or LiMnPO4 .
  • lithium-containing layered oxide is LiCoO2 and/or LiCo1 /3Ni1 /3Mn1 / 3O2 .
  • lithium - containing oxides having a spinel structure include LiMn2O4 and/or LiNi0.5Mn1.5O4 .
  • lithium compounds include, but are not limited to, lithium transition metal composite oxides and lithium transition metal phosphate compounds.
  • Lithium transition metal composite oxides are oxides containing lithium and one or more transition metal elements as constituent elements.
  • Lithium transition metal phosphate compounds are phosphate compounds containing lithium and one or more transition metal elements as constituent elements.
  • the type of transition metal element is not particularly limited, but examples include cobalt (Co), nickel (Ni), manganese (Mn), and iron (Fe).
  • the positive electrode active material capable of absorbing and releasing sodium ions may be, for example, at least one selected from the group consisting of sodium-containing phosphate compounds having a Nasicon structure, sodium-containing phosphate compounds having an olivine structure, sodium-containing layered oxides, and sodium - containing oxides having a spinel structure.
  • An example of the positive electrode active material may be at least one selected from the group consisting of sodium-containing phosphate compounds such as Na3V2(PO4)3, NaCoFe2(PO4)3, Na2Ni2Fe ( PO4 ) 3 , Na3Fe2 ( PO4 ) 3 , Na2FeP2O7 , and Na4Fe3 ( PO4 ) 2 ( P2O7 ) , and sodium - containing layered oxides such as NaFeO2 .
  • sodium-containing phosphate compounds such as Na3V2(PO4)3, NaCoFe2(PO4)3, Na2Ni2Fe ( PO4 ) 3 , Na3Fe2 ( PO4 ) 3 , Na2FeP2O7 , and Na4Fe3 ( PO4 ) 2 ( P2O7 )
  • sodium -containing layered oxides such as NaFeO2 .
  • positive electrode active materials include oxides, disulfides, and conductive polymers.
  • oxides include titanium oxide, vanadium oxide, and manganese dioxide.
  • disulfides include titanium disulfide and molybdenum sulfide.
  • conductive polymers include disulfides, polypyrrole, polyaniline, polythiophene, polyparastyrene, polyacetylene, and polyacene.
  • Negative Electrode Active Material examples include at least one selected from the group consisting of oxides containing at least one element selected from the group consisting of titanium (Ti), silicon (Si), tin (Sn), chromium (Cr), iron (Fe), niobium (Nb), and molybdenum (Mo), carbon materials such as graphite, graphite-lithium compounds, lithium alloys, lithium-containing phosphate compounds having a Nasicon structure, lithium-containing phosphate compounds having an olivine structure, and lithium-containing oxides having a spinel structure.
  • An example of a lithium alloy is Li-Al.
  • An example of a lithium-containing phosphate compound having a Nasicon structure is Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 and/or LiTi 2 (PO 4 ) 3.
  • An example of a lithium-containing phosphate compound having an olivine structure is Li 3 Fe 2 (PO 4 ) 3 and/or LiCuPO 4 .
  • An example of a lithium-containing oxide having a spinel structure is Li 4 Ti 5 O 12 .
  • examples of negative electrode active materials capable of absorbing and releasing sodium ions include at least one selected from the group consisting of sodium-containing phosphate compounds having a Nasicon structure, sodium-containing phosphate compounds having an olivine structure, and sodium-containing oxides having a spinel structure.
  • the electrode layer 111 and the solid electrolyte layer 112 When viewed from the side surface 113 of the battery element 110, the electrode layer 111 and the solid electrolyte layer 112 preferably have high contrast so that each layer can be easily identified. This facilitates the formation of the insulating layer 120 on the end surface of the electrode layer 111 in the method for manufacturing the solid-state battery 100 described below. Such high contrast can be adjusted, for example, by making the compositions of each layer different from each other.
  • the solid electrolyte that can be contained in the electrode layer 111 may be made of the same material as the solid electrolyte contained in the solid electrolyte layer 112 described below.
  • the conductive material may be at least one conductive material selected from the group consisting of metal materials such as silver, palladium, gold, platinum, aluminum, copper and nickel, and carbon.
  • the sintering aid may be, for example, at least one selected from the group consisting of lithium oxide, sodium oxide, potassium oxide, boron oxide, silicon oxide, bismuth oxide, and phosphorus oxide.
  • the current collecting layers may each have the form of a foil.
  • the current collecting layers may have the form of a sintered body.
  • the positive electrode current collecting layer and the negative electrode current collecting layer are preferably made of a conductive material with high conductivity. Examples of such conductive materials include at least one selected from the group consisting of silver, palladium, gold, platinum, aluminum, copper, and nickel.
  • the current collecting layers may have electrical connection portions for electrical connection to the outside and may be configured to be electrically connectable to the external electrodes 130a and 130b.
  • the current collecting layers may be made of a sintered body containing a conductive material and a sintering aid.
  • the conductive material contained in the current collecting layers may be selected from, for example, the same conductive materials that may be contained in the electrode layer 111.
  • the sintering aids contained in the positive electrode current collecting layer and the negative electrode current collecting layer may be selected from, for example, the same materials as the sintering aids that may be contained in the positive electrode layer 111a and the negative electrode layer 111b, respectively.
  • the thickness of the positive electrode layer 111a and the negative electrode layer 111b is not particularly limited, but may be, for example, each independently from 2 ⁇ m to 200 ⁇ m, particularly from 5 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • the solid electrolyte layer 112 is interposed between the positive electrode layer 111a and the negative electrode layer 111b, and is responsible for carrier conduction between these electrode layers.
  • the thickness of the solid electrolyte layer 112 is not particularly limited, but is, for example, 1 ⁇ m to 500 ⁇ m, particularly 1 ⁇ m to 200 ⁇ m. In this specification, the thickness of the solid electrolyte layer 112 refers to the thickness of the solid electrolyte layer 112 disposed between the positive electrode layer 111 a and the negative electrode layer 111 b.
  • the solid electrolyte layer 112 includes a solid electrolyte and may further include a sintering aid.
  • the solid electrolyte is a material capable of conducting carriers (e.g., lithium ions or sodium ions).
  • the solid electrolyte layer 112 constituting a battery structural unit in the solid-state battery 100 may form a layer capable of conducting lithium ions between the positive electrode layer 111a and the negative electrode layer 111b.
  • Examples of the solid electrolyte include at least one selected from the group consisting of crystalline solid electrolytes, glass-based solid electrolytes, and glass-ceramic-based solid electrolytes.
  • a solid electrolyte capable of conducting lithium ions will now be described.
  • crystalline solid electrolytes include oxide-based crystalline materials and sulfide-based crystalline materials.
  • oxide-based crystalline materials include lithium-containing phosphate compounds with a Nasicon structure, oxides with a perovskite structure, oxides with garnet or garnet-like structures, and oxide glass ceramic lithium ion conductors.
  • lithium-containing phosphate compounds with a Nasicon structure examples include LixMy ( PO4 ) 3 (1 ⁇ x ⁇ 2, 1 ⁇ y ⁇ 2, M is at least one selected from the group consisting of titanium (Ti), germanium (Ge), aluminum (Al), gallium (Ga), and zirconium (Zr)), and more specifically, Li1.2Al0.2Ti1.8 ( PO4 ) 3 .
  • An example of an oxide with a perovskite structure is La0.55Li0.35TiO3 .
  • An example of an oxide having a garnet-type or garnet-like structure is Li 7 La 3 Zr 2 O 12 .
  • examples of sulfide-based crystalline materials include thio-LISICON, such as Li 3.25 Ge 0.25 P 0.75 S 4 and Li 10 GeP 2 S 12.
  • the crystalline solid electrolyte may contain a polymer material (e.g., polyethylene oxide (PEO)).
  • Examples of glass-based solid electrolytes include oxide-based glass materials and sulfide-based glass materials.
  • oxide - based glass materials include 50Li4SiO4.50Li3BO3 .
  • Examples of sulfide -based glass materials include 30Li2S.26B2S3.44LiI , 63Li2S.36SiS2.1Li3PO4 , 57Li2S.38SiS2.5Li4SiO4 , 70Li2S.30P2S5 , and 50Li2S.50GeS2 .
  • glass-ceramic solid electrolytes include oxide-based glass-ceramic materials and sulfide-based glass-ceramic materials.
  • oxide-based glass-ceramic materials include phosphate compounds containing lithium, aluminum, and titanium as constituent elements (LATP) and phosphate compounds containing lithium, aluminum, and germanium as constituent elements (LAGP).
  • LATP include Li1.07Al0.69Ti1.46 ( PO4 ) 3 .
  • LAGP include Li1.5Al0.5Ge1.5 ( PO4 ).
  • sulfide-based glass ceramic materials include Li 7 P 3 S 11 and Li 3.25 P 0.95 S 4 .
  • examples of solid electrolytes capable of conducting sodium ions include sodium-containing phosphate compounds having a Nasicon structure, oxides having a perovskite structure, and oxides having a garnet or garnet-like structure.
  • Examples of sodium-containing phosphate compounds having a Nasicon structure include Na x M y (PO 4 ) 3 (1 ⁇ x ⁇ 2, 1 ⁇ y ⁇ 2, M is at least one selected from the group consisting of Ti, Ge, Al, Ga, and Zr).
  • the sintering aid contained in the solid electrolyte layer 112 may be, for example, the same material as the sintering aid that may be contained in the electrode layers (positive electrode layer 111a and negative electrode layer 111b).
  • the outermost layers 116 are arranged facing each other and are outermost in the stacking direction of the battery element 110.
  • the outermost layers 116 protect the layers that contribute to power generation and charging of the battery element 110 (the positive electrode layer 111 a, the negative electrode layer 111 b, and the solid electrolyte layer 112) from the outside, and ensure electrical insulation of the layers that contribute to power generation and charging from the outside.
  • the first insulating layers 120a are arranged on the first side surfaces 113a of the battery elements 110, which are parallel to the stacking direction and face each other.
  • the first insulating layer 120a covers the first side surface 113a of the battery element 110 (the negative electrode layer end surface 111b1 thereof and a portion of the solid electrolyte layer end surface 1121 of the solid electrolyte layer 112), and a portion of the first insulating layer 120a is covered by the first external electrode (positive electrode) 130a.
  • the first insulating layer 120a is interposed between the first external electrode (positive electrode) 130a and the negative electrode layer 111b of the battery element 110, and insulates the first external electrode 130a from the negative electrode layer 111b of the battery element 110.
  • the second insulating layer 120b is arranged on the second side surface 113b of the battery element 110, which is parallel to the stacking direction and faces each other.
  • the second insulating layer 120b covers the second side surface 113b of the battery element 110 (the positive electrode layer end surface 111a1 and part of the solid electrolyte layer end surface 1121 of the solid electrolyte layer 112), and part of it is covered by the second external electrode (negative electrode) 130b.
  • the second insulating layer 120b is interposed between the second external electrode (negative electrode) 130b and the positive electrode layer 111a of the battery element 110, and insulates the second external electrode 130b from the positive electrode layer 111a of the battery element 110.
  • the thickness (length in the X direction) of the insulating layers 120a, 120b is 500 ⁇ m or less, 100 ⁇ m or less, or 10 ⁇ m or less. From the perspective of ensuring insulation between the external electrode 130 and the battery element 110, the thickness of the insulating layers 120a, 120b is 5 ⁇ m or more, 10 ⁇ m or more, or 100 ⁇ m or more.
  • Insulating layers 120a and 120b contain at least one resin selected from the group consisting of acrylic resin, imide resin, phenolic resin, urea resin, melamine resin, unsaturated polyester resin, epoxy resin, polyurethane resin, silicon resin (e.g., silicone resin), diallyl phthalate resin, and amino resin.
  • the pair of external electrodes 130a, 130b are respectively arranged on mutually opposing side surfaces 113a, 113b among the four side surfaces of the battery element 110 parallel to the stacking direction.
  • the first external electrode 130a is electrically connected to the positive electrode layer end surface 111a1 of the positive electrode layer 111a of the battery element 110, and is electrically insulated from the negative electrode layer end surface 111b1 of the negative electrode layer 111b of the battery element 110 by the first insulating layer 120a. This makes the first external electrode 130a a positive electrode.
  • the second external electrode 130b is electrically connected to the negative electrode layer end surface 111b1 of the negative electrode layer 111b of the battery element 110, and is electrically insulated from the positive electrode layer end surface 111a1 of the positive electrode layer 111a of the battery element 110 by the second insulating layer 120b. This makes the second external electrode 130b a negative electrode.
  • the external electrodes 130a, 130b are arranged on some, but not all, of the side surfaces 113a, 113b of the battery element 110. More specifically, the first external electrode 130a is arranged so as not to contact the outer edges 114a, 114b of the first side surface 113a that are parallel to the stacking direction in a C1 side view seen from a direction facing the first side surface 113a, and the second external electrode 130b is arranged so as not to contact the outer edges 115a, 115b of the second side surface 113b that are parallel to the stacking direction in a C2 side view seen from a direction facing the second side surface 113b.
  • the external electrodes 130a, 130b are arranged so as not to contact the outer edges 114a, 114b, 115a, 115b of the side surfaces 113a, 113b in a side view, the external electrodes 130a, 130b are less likely to contact the side surfaces 113c, 113d that are adjacent to the first side surface 113a and that expose the electrode layer 111. This can further suppress the occurrence of undesired short circuits.
  • the external electrode 130 contains, for example, at least one metal selected from the group consisting of silver, gold, platinum, aluminum, copper, tin, carbon, and nickel.
  • the method for manufacturing the solid-state battery 100 according to the first embodiment includes the steps of: disposing (forming) an insulating layer on at least a part of a first end surface of a first electrode layer of either the positive electrode layer 111 a or the negative electrode layer 111 b exposed on a side surface 113 of the battery element 110 (insulating layer forming step); and arranging (forming) an external electrode 130 on at least a portion of the second end surface of the second electrode layer of the other electrode layer of the positive electrode layer 111a and the negative electrode layer 111b, which is exposed on the side surface 113 of the battery element 110 (external electrode forming process).
  • Fig. 8 to Fig. 10 are perspective views schematically illustrating steps in the manufacturing process for the solid state battery according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the solid-state battery 100 was manufactured at room temperature (25° C.), under atmospheric pressure (1 atm), and in an open system.
  • the method for manufacturing the solid-state battery 100 further includes preparing a battery element 110 (a battery element preparation step).
  • a battery element preparation step may comprise:
  • the positive electrode side will be described as a representative example, and the negative electrode side is almost the same as the positive electrode side except that the lead portion is connected to the connection end surface of the negative electrode layer, so its description will be omitted.
  • the battery element 110 is prepared by, for example, manufacturing or purchasing.
  • the first insulating layer 120a is formed using, for example, an inkjet process so as to completely cover the negative electrode layer end surface 111b1 of the negative electrode layer 111b exposed on the first side surface 113a of the battery element 110.
  • the inkjet process forms the insulating layer 120 directly on the side surface 113 of the battery element 110, resulting in higher positional accuracy than, for example, the method described in Patent Document 2, in which an insulating member is first placed on a substrate and then the substrate is bonded to the side surface of the battery element, thereby placing an insulating member on the battery element. This more effectively prevents undesired short circuits between the external electrodes and the electrode layers.
  • the first external electrode 130a is formed on a part of the first side surface 113a.
  • the first external electrode 130a is arranged so that the forward Y direction side and the reverse Y direction side are exposed in the C1 side view, and so as to cover the outermost layer 116, the positive electrode layer end surface 111a1 of the positive electrode layer 111a, and the negative electrode layer end surface 111b1 of the negative electrode layer 111b covered with the first insulating layer 120a.
  • the metal mask 500 has a substantially rectangular first opening 520 in a metal substrate 510.
  • the substantially rectangular shape of this first opening 520 corresponds to the shape of the first external electrode 130a in a C1 side view.
  • the battery element 110 is placed in the first opening 520 of the metal mask 500. This battery element 110 has already undergone an insulating layer formation process, and a first insulating layer 120a has already been formed on the first side surface 113a.
  • the first external electrode precursor material 130apr is poured out of the first opening 520 to form a coating film of the first external electrode precursor material 130apr on the first side surface 113a.
  • the coating film is then dried. This forms the first external electrode 130a on the first side surface 113a of the battery element 110.
  • the first opening 520 in FIG. 9 is an opening for forming the first external electrode 130a on the first side surface 113a of the singulated battery element, as shown in FIG. 10.
  • the second opening 530 in FIG. 9 is an opening for forming the first external electrode 130a on the first side surface 113a of the singulated battery element 110 or the strip-shaped battery element 110 (see FIG. 8: right side view), as shown in FIG. 10.
  • strip-shaped battery elements 110 may also be used in the insulating layer formation process. In this case, the end surfaces of the electrode layer 111 and solid electrolyte layer that form the first external electrode 130a must be exposed in the insulating layer formation process and the external electrode formation process.
  • Solid-State Battery differs from the solid-state battery 100 according to the first embodiment in that W>W1 in formula (1). This difference will be mainly described below. Note that in the second embodiment, the same reference numerals as in the first embodiment represent the same configuration as in the first embodiment, and therefore, in principle, description thereof will be omitted.
  • FIG. 3 is a side view schematically illustrating the configuration of a solid-state battery 100A according to a second embodiment. Note that in the second embodiment, the first insulating layer 120Aa in a C1 side view will be described as an example. A description of the second insulating layer in a C2 side view will be omitted.
  • a portion of the end surface 110b1 (first end surface) of the negative electrode layer 111b is covered with the first insulating layer 120Aa. More specifically, the first insulating layer 120Aa covers a portion of the end surface 110b1 of the negative electrode layer 111b, and a portion of the negative electrode layer end surface 111b1 of the negative electrode layer 111b is exposed.
  • formula (1) satisfies W > W1 > W2.
  • the first insulating layer 120Aa separates the first external electrode 130a and the negative electrode layer 111b by a width (length in the Y direction) L A in the extension direction (Y direction) of the first end surface in the C1 side view, thereby ensuring insulation between the first external electrode 130a and the negative electrode layer 111b.
  • the first insulating layer 120Aa covers a portion of the negative electrode layer end surface 111b1 of the negative electrode layer 111b, thereby ensuring insulation between the first external electrode 130a and the negative electrode layer 111b, thereby achieving size and weight reduction, reducing material costs, and preventing short circuits between the first external electrode 130a and the electrode layer (negative electrode layer 111b) exposed on the side surfaces 113c and 113d.
  • the width (distance L A in the Y direction) of the first insulating layer 120Aa is, for example, 10 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less.
  • the solid state battery 100A according to the second embodiment is manufactured in the same manner as in the first embodiment, except that the arrangement pattern of the first insulating layer 120a on the first side surface 113a is changed from the entire anode layer end surface 111b1 and a part of the solid electrolyte layer end surface 1121 of the adjacent solid electrolyte layer 112 to a part of the anode layer end surface 111b1 and a part of the solid electrolyte layer end surface 1121 of the adjacent solid electrolyte layer 112, and the arrangement pattern of the second insulating layer (not shown) on the second side surface 113b is changed from the entire cathode layer end surface 111a1 and a part of the solid electrolyte layer end surface 1121 of the adjacent solid electrolyte layer 112 to a part of the cathode layer end surface 111a1 and a part of the solid electrolyte layer end surface 1121 of the adjacent solid electrolyte layer 112.
  • the solid-state battery according to the third embodiment differs from the solid-state battery 100 according to the first embodiment in that a plurality of external electrodes of the same type are arranged on the same side surface.
  • Arranging a plurality of external electrodes of the same type on the same side surface means arranging a plurality of electrodes of the same polarity (e.g., positive or negative electrodes) on the same side surface.
  • This different configuration will be mainly described below.
  • the same reference numerals as those in the first embodiment represent the same configuration as in the first embodiment, and therefore, in principle, description thereof will be omitted.
  • FIG. 4 is a side view schematically showing the configuration of a solid-state battery 100B according to the third embodiment. Note that the third embodiment will be described using the first external electrode 130Ba in the C1 side view as an example. A description of the second external electrode in the C2 side view will be omitted.
  • multiple external electrodes 130Ba of the same polarity are arranged on the same side surface. More specifically, three first external electrodes (positive electrodes) 130Ba are arranged on the first side surface 113a.
  • Each first external electrode 130Ba has a substantially rectangular shape with its major axis in the Z direction, and the three first external electrodes 130Ba are arranged parallel to the Z direction and equally spaced apart in the Y direction.
  • the method for determining whether formula (1) is true is performed for the first external electrodes 130Ba located relatively farthest to the right and farthest to the left.
  • first insulating layers 120a there are three first insulating layers 120a, so on the first side surface 113a, a determination is made as to whether formula (1) is true for all six locations in total.
  • second side surface 113b a determination is made as to whether formula (1) is true for all four locations in total.
  • FIG. 11 is a perspective view schematically illustrating the manufacturing process for the solid-state battery 100B according to the third embodiment.
  • a metal mask 500B is formed with a plurality of rectangular first openings (slits) 520B.
  • the opening shape of the first openings 520B corresponds to the shape of the first external electrode 130Ba in a C1 side view.
  • the battery element 110 is placed in the first openings 520B of the metal mask 500B, and the first external electrode precursor material is poured out of the first openings 520B to form a coating film of the external electrode precursor material on the first side surface 113a of the battery element 110.
  • the coating film is then dried to form the first external electrode 130Ba.
  • the second opening 530B on the left side of Figure 11 is an opening for forming the first external electrode 130Ba on the strip-shaped battery element (see Figure 8: right diagram), and the first opening 520B on the right side of Figure 11 is an opening for forming the first external electrode 130Ba on the individualized battery element 110.
  • the solid-state battery according to the fourth embodiment differs from the solid-state battery 100 according to the first embodiment in that two types of external electrodes are arranged on one side surface. This different configuration will be mainly described below.
  • the same reference numerals as those in the first embodiment represent the same configuration as in the first embodiment, and therefore, in principle, description thereof will be omitted.
  • FIG. 5 is a side view schematically illustrating the configuration of a solid-state battery 100C according to the fourth embodiment.
  • two types of external electrodes a first external electrode 130Ca (positive electrode) and a second external electrode 130Cb (negative electrode) are arranged on the first side surface 113a of the solid-state battery 100C according to the fourth embodiment.
  • the first side surface 113a of the solid-state battery 100C is divided into a first external electrode region Aa on the relatively left side and a second external electrode region Ab on the relatively right side with respect to a line parallel to the Z direction that passes through the middle in the Y direction.
  • the negative electrode layer end surface 111b1 (corresponding to the first end surface of the first electrode) of the negative electrode layer 111b is covered with the first insulating layer 120Ca, and the positive electrode layer end surface 111a1 (corresponding to the second end surface of the second electrode) of the positive electrode layer 111a is exposed from the first insulating layer 120Ca.
  • the first external electrode 130Ca is electrically connected to the positive electrode layer end surface 111a1 of the positive electrode layer 111a and electrically insulated from the negative electrode layer end surface 111b1 of the negative electrode layer 111b. Therefore, the first external electrode 130Ca in the first external electrode region Aa is a positive electrode.
  • the width of the first external electrode region Aa in the X direction corresponds to the width W1 in the extension direction of the first insulating layer.
  • the positive electrode layer end surface 111a1 (corresponding to the first end surface of the first electrode) of the positive electrode layer 111a is covered with the second insulating layer 120Cb, and the negative electrode layer end surface 111b1 of the negative electrode layer 111b is exposed from the second insulating layer 120Cb.
  • the second external electrode 130Cb is electrically connected to the negative electrode layer end surface 111b1 (corresponding to the second end surface of the second electrode) of the negative electrode layer 111b and is electrically insulated from the positive electrode layer end surface 111a1 of the positive electrode layer 111a. Therefore, the second external electrode 130Cb in the second external electrode region Ab is a negative electrode.
  • the width of the second external electrode region Ab in the X direction corresponds to the width W1 in the extension direction of the second insulating layer.
  • External electrodes 130Ca and 130Cb of different polarities are arranged on the same side, and the semiconductor device has a first external electrode region (first region) Aa on the same side where one (polarity) first external electrode 130Ca is arranged, and a second external electrode region (second region) Ab on the same side where the other (polarity) second external electrode 130Cb is arranged, and the first insulating layer 120Ca in the first external electrode region Aa and the second insulating layer 120Cb in the second external electrode region Ab are arranged alternately in the stacking direction.
  • a pair of external electrodes 130Ca, 130Cb are arranged on the same side, that is, the first side surface 113a, and a first external electrode region (first region) Aa on the same side surface 113a on which one first external electrode 130Ca is arranged and a second external electrode region (second region) Ab on the same side surface 113a on which the other second external electrode 130Cb is arranged are adjacent to each other via a linear interface, and the first insulating layer 120Ca and the second insulating layer 120Cb are arranged alternately at the interface.
  • the pair of external electrodes 130Ca, 130Cb are arranged on the same side surface 113a among the four side surfaces 113a, 113b, 113c, and 113d of the battery element 110 that are parallel to the stacking direction.
  • the first external electrode region Aa and the second external electrode region Ab are adjacent to each other via an interface, but this is not limiting.
  • the first external electrode region Aa and the second external electrode region Ab may partially overlap, or the first external electrode region Aa and the second external electrode region Ab may be spaced apart from each other.
  • formula (1) is evaluated at three locations for the first external electrode 130Ca and two locations for the first external electrode 130Ca. It is determined whether formula (1) is satisfied for all five locations in total.
  • Solid-state battery manufacturing method The method for manufacturing the solid state battery according to the fourth embodiment is the same as that of the first embodiment, except that the insulating layer forming step and the external electrode forming step are changed as described below.
  • the first insulating layer 120Ca is formed by, for example, an inkjet method so as to entirely cover the negative electrode layer end surface 111b1 of the negative electrode layer 111b exposed in the first external electrode region Aa of the first side surface 113a of the battery element 110.
  • the second insulating layer 120Cb is formed by, for example, an inkjet method so as to entirely cover the positive electrode layer end surface 111a1 of the positive electrode layer 111a exposed in the second external electrode region Ab of the first side surface 113a of the battery element 110.
  • the first external electrode 130Ca is formed in the first external electrode region Aa of the first side surface 113a
  • the second external electrode 130Cb is formed in the second external electrode region Ab of the first side surface 113a.
  • the first external electrode 130Ca is formed in the first external electrode region Aa of the first side surface 113a so as to cover the upper and lower outermost layers 116 and the positive electrode layer end surface 111a1 of the positive electrode layer 111a and the negative electrode layer end surface 111b1 of the negative electrode layer 111b covered with the first insulating layer 120Ca, so that the forward Y direction and reverse Y direction of the first external electrode region Aa are exposed.
  • the second external electrode 130Cb is formed in the second external electrode region Ab of the first side surface 113a so as to cover the upper and lower outermost layers 116 and the positive electrode layer end surface 111a1 of the positive electrode layer 111a and the negative electrode layer end surface 111b1 of the negative electrode layer 111b, which are covered with the second insulating layer 120Cb, so that the forward Y direction and reverse Y direction of the second external electrode region Ab are exposed.
  • the solid-state battery according to the fifth embodiment differs from the solid-state battery 100 according to the first embodiment in that it further includes a composite exterior part and an extraction electrode. This different configuration will be mainly described below.
  • the same reference numerals as those in the first embodiment represent the same configuration as in the first embodiment, and therefore, in principle, description thereof will be omitted.
  • Figure 6 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the solid-state battery according to the fifth embodiment.
  • the solid-state battery 100D has: composite exterior parts 150a, 150b that cover and seal the battery element 110 and the pair of external electrodes 130a, 130b;
  • the device further includes extraction electrodes 140a and 140b that are electrically connected to the pair of external electrodes 130a and 130b and are capable of extracting electricity to the outside.
  • the solid-state battery 100D according to the fifth embodiment further comprises composite exterior parts 150a, 150b and lead electrodes 140a, 140b in addition to the solid-state battery 100 according to the first embodiment.
  • the end faces of the positive electrode layer 111a, the negative electrode layer 111b, and the solid electrolyte layer 112 are exposed to the outside on two side surfaces 113c, 113d parallel to the stacking direction. Therefore, by sealing the solid-state battery 100D with composite exterior parts 150a, 150b, which have excellent moisture resistance, the penetration of atmospheric moisture into the battery element 110 is suppressed.
  • the composite exterior parts 150a and 150b cover and seal the battery element 110 and the pair of external electrodes 130a and 130b.
  • the first composite exterior part 150a covers the side surfaces 113a, 113b and bottom surface 113f (as well as side surfaces 113c, 113d (not shown in FIG. 6)) of the solid-state battery 100.
  • the second composite exterior part 150b covers the side surfaces 113a, 113b of the solid-state battery via the first composite exterior part 150a and extraction electrodes 140a, 140b, and further partially covers the top surface 113e of the solid-state battery 100 via the extraction electrodes 140a, 140b.
  • the first composite exterior part 150a includes, from the side relatively closest to the battery element 110 to the side relatively farther from the battery element 110, a first adhesive layer 150a1, a first metal layer 150a2 disposed on the first adhesive layer 150a1, and a first protective layer 150a3 disposed on the first metal layer 150a2.
  • the first adhesive layer 150a1 functions to adhere the first composite exterior part 150a to the object to be sealed.
  • the first adhesive layer 150a1 includes, for example, an epoxy resin.
  • the first metal layer 150a2 includes a metal, such as a metal foil.
  • the first protective layer 150a3 includes a resin (e.g., epoxy resin) and is, for example, a resin film.
  • the battery element 110 is sealed with the composite exterior parts 150a and 150b.
  • the first composite exterior part 150a is first bonded to the battery element 110 so as to cover the lower surface 113f and side surfaces 113a and 113b (and side surfaces 113c and 113d) of the battery element 110 and the external electrodes 130a and 130b.
  • the lead electrodes 140a and 140b are placed on the upper surface 113e of the battery element 110 so as to be electrically connected to the external electrodes 130a and 130b, and are also placed in contact with the first protective layer 150a3 of the first composite exterior part 150a.
  • the second composite exterior part 150b is placed in contact with the lead electrodes 140a and 140b, thereby sealing the battery element 110 and the external electrodes 130a and 130b with the composite exterior parts 150a and 150b. In this manner, the solid state battery 100D is manufactured.
  • the solid-state battery package 1000 includes: A solid-state battery 100 according to the first embodiment; a circuit board (200) on which the solid-state battery (100) is mounted and which has a circuit (210) electrically connected to the external electrodes (130a, 130b); and an exterior body 400 that covers and seals the solid-state battery 100 via the sealing layer 300.
  • the sealing layer covering step the solid-state battery 100 mounted on the circuit board 200 is covered with the sealing layer 300.
  • the solid-state battery 100 is not exposed to the outside (e.g., the atmosphere) and is isolated from the outside, and further is electrically insulated from all parts other than the terminals provided on the first surface 202 of the circuit board 200.
  • the sealing layer 300 is made of resin, the sealing layer 300 can be formed by a dipping method.
  • the solid state battery 100 covered with the sealing layer 300 is further covered with the exterior body 400. More specifically, in the exterior body covering step, the solid state battery 100 is covered with the exterior body 400 via the sealing layer 300, and is joined to the side surface and the second surface 204 of the circuit board 200. In this manner, the solid-state battery package 1000 is manufactured.
  • two external electrodes are arranged on the side surfaces 113a, 113b that are parallel to the stacking direction of the approximately rectangular parallelepiped battery element 110 and that face each other, but this is not limited to this.
  • a pair of external electrodes may be arranged on each of the adjacent side surfaces 113a, 113b, 113c, and 113d that are parallel to the stacking direction of the approximately rectangular parallelepiped battery element 110.
  • the two types of external electrodes can be arranged not only on two opposing side surfaces of the substantially rectangular parallelepiped battery element 110 in the first to third embodiments, but also on the same side surface as shown in the fourth embodiment, and can also be arranged on adjacent side surfaces as described above.
  • the solid-state battery according to the present disclosure allows the location of the external electrodes to be selected depending on the application of the solid-state battery, allowing for a high degree of design freedom.
  • the solid-state battery according to the first embodiment further includes composite exterior parts 150a, 150b and extraction electrodes 140a, 140b, but is not limited to this.
  • the solid-state battery according to the second, third, or fourth embodiment may be used instead of the solid-state battery according to the first embodiment.
  • the solid-state battery package according to the sixth embodiment includes the solid-state battery according to the first embodiment, but is not limited to this.
  • the fifth embodiment may include the solid-state battery according to the second, third, or fourth embodiment instead of the solid-state battery according to the first embodiment.
  • ⁇ 1> a battery element in which positive electrode layers and negative electrode layers are alternately stacked with solid electrolyte layers interposed therebetween, the positive electrode layers and the negative electrode layers being exposed, and the battery element having at least one side surface parallel to the stacking direction; an insulating layer disposed so as to cover at least a portion of a first end surface of a first electrode layer of one of the positive electrode layer and the negative electrode layer exposed on the side surface; an external electrode disposed on a part of the side surface so as to cover a second end surface of a second electrode layer of the other electrode layer between the positive electrode layer and the negative electrode layer exposed on the side surface and the insulating layer,
  • ⁇ 2> The solid-state battery according to ⁇ 1>, wherein the external electrode is arranged so as not to contact an outer edge of the side surface that is parallel to the stacking direction in a side view seen from a direction facing the side surface.
  • ⁇ 3> ⁇ 1> or ⁇ 2>, wherein W W1 in the formula (1).
  • ⁇ 4> ⁇ 3> The solid-state battery according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, wherein a portion of the first end surface is covered with the insulating layer.
  • ⁇ 5> ⁇ 4> The solid state battery according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>, wherein W>W1 in the formula (1).
  • ⁇ 6> The solid-state battery according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, wherein a plurality of the external electrodes having the same polarity are arranged on the same side surface. ⁇ 7> the external electrodes of different polarities are arranged on the same side surface, and the electrode has a first region on the same side surface in which one external electrode is arranged and a second region on the same side surface in which the other external electrode is arranged, ⁇ 6> The solid-state battery according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6>, wherein the first insulating layers in the first region and the second insulating layers in the second region are alternately arranged in a stacking direction.
  • the battery element has a substantially rectangular parallelepiped shape, ⁇ 7>
  • ⁇ 9> a composite exterior part that covers and seals the battery element and the external electrodes;
  • ⁇ 11> ⁇ 1> ⁇ 9> A method for producing the solid-state battery according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 9>, disposing an insulating layer on at least a part of a first end surface of a first electrode layer of either the positive electrode layer or the negative electrode layer exposed on a side surface of the battery element; and disposing an external electrode on at least a part of a second end surface of a second electrode layer of the other electrode layer of the positive electrode layer and the negative electrode layer, the second end surface being exposed on the side surface of the battery element.
  • ⁇ 12> ⁇ 11> The method for manufacturing a solid-state battery according to ⁇ 11>, wherein the insulating layer is disposed using an inkjet method.
  • the solid-state battery according to the present disclosure can be used in applications that typically require the use of electrical energy.
  • the solid-state battery according to the present disclosure can be used in a variety of fields where electricity storage is anticipated.
  • the batteries according to the present disclosure can be used in fields such as electricity, information, and communications where electrical and electronic devices are used (for example, electrical and electronic devices or mobile devices including mobile phones, smartphones, laptop computers, digital cameras, activity monitors, arm computers, electronic paper, wearable devices, and small electronic devices such as RFID tags, card-type electronic money, and smart watches), household and small industrial applications (for example, power tools, golf carts, and household, nursing care, and industrial robots), large industrial applications (for example, forklifts, elevators, and harbor cranes), transportation systems (for example, hybrid cars, electric cars, buses, trains, electrically assisted bicycles, and electric motorcycles), power system applications (for example, various power generation systems, road conditioners, smart grids, and general household power storage systems), medical applications (medical devices such as earphones and
  • Solid-state battery 110 Battery element (laminated body) 111 Electrode layer 111a Positive electrode layer 111a1 Positive electrode layer end surface 111b Negative electrode layer 111b1 Negative electrode layer end surface 112 Solid electrolyte layer 1121 Solid electrolyte layer end surface 113a First side surface 113b Second side surface 113c Third side surface 113d Fourth side surface 113e Upper surface (top surface) 113f Lower surface (bottom surface) 114a, 114b C1 Outer edges parallel to the stacking direction in side view 115a, 115b C2 Outer edges parallel to the stacking direction in side view 116 Outermost layer 120a, 120Aa, 120Ca First insulating layer 120b, 120Cb Second insulating layer 130a, 130Ba, 130Ca First external electrode 130b, 130Cb Second external electrode 140a First lead electrode 140b Second lead electrode 150a First composite exterior part 150a1 First adhesive layer 150a2 First metal layer 150a3 First protective layer 150b

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Abstract

正極層および負極層が固体電解質層を介して交互に積層し、正極層および負極層が露出し、積層方向に平行な側面を少なくとも１つ有する電池素子と、側面に露出する正極層および負極層のいずれか一方の電極層の第１電極層の第１端面の少なくとも一部を覆うように配置された絶縁層と、側面に露出した正極層および負極層の他方の電極層の第２電極層の第２端面ならびに絶縁層を覆うように、側面の一部に配置された外部電極とを備え、以下の数式（１）：　［数１］　Ｗ≧Ｗ１＞Ｗ２・・・（１） ［数式（１）中、Ｗは、第１端面の延在方向の幅を示し、Ｗ１は、第１端面上に配置された絶縁層の延在方向における幅を示し、Ｗ２は、絶縁層上に配置された外部電極の延在方向における幅を示す］ を満たす、固体電池。

Description

固体電池、固体電池を備える固体電池パッケージおよび固体電池の製造方法
　本開示は、固体電池、固体電池を備える固体電池パッケージおよび固体電池の製造方法に関する。
　従来、複数の電極層（正極層および負極層）が固体電解質層を介して積層した電池素子と、積層方向に沿って電池素子の側面に一対の外部電極とを備える固体電池では、電極層と外部電極との間に絶縁層を配置して、電極層と外部電極との間に短絡を起こさないようにしている。例えば、特許文献１の固体電池では、このような絶縁層を電極層の延在する同一平面上に配置した層を積層して電池素子を形成する。また、特許文献２の固体電池では、電池素子の側面（電極層、対極層および固体電解質層の端面）の一部に絶縁層を設けている。
国際公開第２０１９／１７６９４０号 国際公開第２０２３／２０３７９５号
　ところで、本発明者は、鋭意検討した結果、特許文献１～２に記載の固体電池には、固体電池の高容量化、ならびに電極層と外部電極との間の絶縁層による絶縁性に関して、依然として改善の余地があることを見出した。
　本開示は上記課題に鑑みてなされたものである。即ち、本開示の主たる目的は、より高い容量を有し、電極層と外部電極との間の非所望の短絡が抑制された固体電池を提供することにある。本開示の別の目的は、そのような固体電池を備える固体電池パッケージを提供することにある。本開示の別の目的は、そのような固体電池を製造する方法を提供することにある。
　上記課題を解決するため、本開示の一実施形態に係る固体電池は、
　正極層および負極層が固体電解質層を介して交互に積層し、前記正極層および前記負極層が露出し、積層方向に平行な側面を少なくとも１つ有する電池素子と、
　前記側面に露出する前記正極層および前記負極層のいずれか一方の電極層の第１電極層の第１端面の少なくとも一部を覆うように配置された絶縁層と、
　前記側面に露出した前記正極層および前記負極層の他方の電極層の第２電極層の第２端面ならびに前記絶縁層を覆うように、前記側面の一部に配置された外部電極と
を備え、
　以下の数式（１）：
　　［数１］
　Ｗ≧Ｗ１＞Ｗ２・・・（１）
［前記数式（１）中、Ｗは、前記第１端面の延在方向の幅を示し、Ｗ１は、該第１端面上に配置された前記絶縁層の前記延在方向における幅を示し、Ｗ２は、該絶縁層上に配置された前記外部端子の前記延在方向における幅を示す］
を満たす。
　本開示の別の実施形態に係る固体電池パッケージは、
　上記の固体電池と、
　前記固体電池を搭載し、前記外部電極と電気的に接続する回路を有する回路基板と、
　封止層を介して前記固体電池を覆って封止する外装体と
を備える。
　本開示の別の実施形態に係る固体電池の製造方法は、
　上記の固体電池を製造する方法であって、
　電池素子の側面に露出する、正極層および負極層のいずれか一方の電極層の第１電極層の第１端面の少なくとも一部に絶縁層を配置することと、
　前記電池素子の前記側面に露出する、前記正極層および前記負極層の他方の電極層の第２電極層の第２端面の少なくとも一部に外部電極を配置することと
を含んで成る。
　本開示は、より高い容量を有し、電極層と外部電極との間の非所望の短絡が抑制された固体電池を提供することができる。
図１Ａは、本開示の第１実施形態に係る固体電池の構成を模式的に示した斜視図である。 図１Ｂは、本開示の第１実施形態に係る固体電池の構成を模式的に示した断面図（図１ＡのＡ－Ａ断面図）である。 図１Ｃは、本開示の第１実施形態に係る固体電池の構成を模式的に示した断面図（図１ＡのＢ－Ｂ断面図）である。 図２Ａは、本開示の第１実施形態に係る固体電池の構成を模式的に示した側面図（図１ＡにおけるＣ１からの側面視した際の側面図）である。 図２Ｂは、本開示の第１実施形態に係る固体電池の構成を模式的に示した側面図（図１ＡにおけるＣ２からの側面視した際の側面図）である。 図３は、本開示の第２実施形態に係る固体電池の構成を模式的に示した側面図である。 図４は、本開示の第３実施形態に係る固体電池の構成を模式的に示した側面図である。 図５は、本開示の第４実施形態に係る固体電池の構成を模式的に示した側面図である。 図６は、本開示の第５実施形態に係る固体電池の構成を模式的に示した断面図である。 図７は、本開示の第７実施形態に係る固体電池パッケージの構成を模式的に示した断面図である。 図８は、本開示の第１実施形態に係る固体電池の製造プロセスを模式的に示した工程斜視図である。 図９は、本開示の第１実施形態に係る固体電池の製造プロセスを模式的に示した工程斜視図である。 図１０は、本開示の第１実施形態に係る固体電池の製造プロセスを模式的に示した工程斜視図である。 図１１は、本開示の第３実施形態に係る固体電池の製造プロセスを模式的に示した工程斜視図である。
　　以下、本開示の一態様である固体電池およびその製造方法を実施形態により詳細に説明する。必要に応じて図面を参照して説明を行う。図面は、本開示の理解のためにその一部に模式的なものを含み、実際の寸法や比率を反映していない場合がある。
　本明細書でいう「平面視」または「平面視形状」とは、対象物を上側（上面側）もしくは下側（下面側）からみた場合の電極層および固体電解質層の主面に平行な方向の、または側面側から見た場合の電池素子の側面に平行な方向の、見取図に基づいている。また、本明細書でいう「断面視」とは、固体電池の電池素子の互いに対向する一対の側面に垂直でかつＺ方向（方向の定義については後述する）に平行な平面で、固体電池を切断した場合に形成される切断面の形態に基づいている。
　本明細書で直接的または間接的に用いる「上下方向」および「左右方向」は、それぞれ図中における上下方向および左右方向に相当する。特記しない限り、同じ符号または記号は、同じ部材、部位または同じ意味内容を示すものとする。ある好適な態様では、鉛直方向下向き（すなわち、重力が働く方向）が「下方向」／「底面側（下面側）」に相当し、その逆向きが「上方向」／「頂面側（上面側、天面側）」に相当すると捉えることができる。
　また、本明細書において、基板または層等の「上に」とは、その基板または層等の上面に接触する場合（例えば、基板または層等の上面に接触して直接的に配置されている場合）だけでなく、その基板または層等の上面に接触しない場合（例えば、基板または層等の上面に接触せずに新たな膜または層を介して間接的に配置されている場合）も含む。すなわち、基板または層等の「上に」とは、その基板または層の上方に新たな膜または層が形成される場合、および／またはその基板または層との間に他の膜または層が介在している場合等を含む。また、「上に」とは、必ずしも鉛直方向における上側を意味するものではない。「上に」とは、基板または層等の相対的な位置関係を示しているに過ぎない。
　一方の臨界値のみを含む数値範囲（下限値または上限値のみを含む数値範囲）が、複数記載されている場合、これらの数値範囲を任意に組み合わせて上限値および下限値を含む数値範囲とすることができる。例えば、下限値のみを含む数値範囲としての１以上、３以上、および５以上と、上限値のみを含む数値範囲としての１０以下、８以下、および６以下とから、下限値および上限値を含む数値範囲として１以上１０以下とすることができる。
　下記の実施形態において、正極側の説明を代表例として述べて、この記載内容を準用する形で負極側の説明に代える場合がある。
＜第１実施形態：固体電池＞
　第１実施形態は、固体電池に関する。
　第１実施形態に係る固体電池は、
　正極層および負極層が固体電解質層を介して交互に積層し、正極層および負極層が露出し、積層方向に平行な側面を少なくとも１つ有する電池素子と、
　側面に露出する正極層および負極層のいずれか一方の電極層の第１電極層の第１端面の少なくとも一部を覆うように配置された絶縁層と、
　側面に露出した正極層および負極層の他方の電極層の第２電極層の第２端面ならびに絶縁層を覆うように、側面の一部に配置された外部電極と
を備え、
　以下の数式（１）：
　　［数２］
　Ｗ≧Ｗ１＞Ｗ２・・・（１）
［数式（１）中、Ｗは、第１端面の延在方向の幅を示し、Ｗ１は、該第１端面上に配置された絶縁層の（第１端面の）延在方向における幅を示し、Ｗ２は、該絶縁層上に配置された前記外部端子の（第１端面の）延在方向における幅を示す］
を満たす。
［作用機序］
　第１実施形態に係る固体電池は、より高い容量を有し、電極層と外部電極との間の非所望の短絡が抑制される。
　その理由は、特定の理論に拘束されるわけではないが、以下のように推測される。
　第１実施形態に係る固体電池では、数式（１）：Ｗ≧Ｗ１＞Ｗ２［Ｗは、第１端面の延在方向の幅を示し、Ｗ１は、第１端面上に配置された絶縁層の（第１端面の）延在方向における幅を示し、Ｗ２は、絶縁層上に配置された外部端子の（第１端面の）延在方向における幅を示す］を満たす。
　Ｗ１＞Ｗ２であるため、固体電池の外部電極が配置された側面では、正極および負極のうちの第１電極層の第１端面の少なくとも一部が絶縁層によって覆われる。側面において、第１端面が露出する場合であっても、第１端面の露出面が外部電極に対して優位に離隔されているため、外部電極と第１端面との間の非所望の導通（短絡）が抑制される。なお、数式（１）を満たすか否かの判定方法は後述する。
　また、絶縁層は、電池素子の側面を覆うように配置される。絶縁層は、特許文献１のように電極層の延在方向に並ぶように設けられない。よって、絶縁層は、特許文献１に比べ、電極層の延在方向のデッドスペースが減少させることができ、その分、電極層のスペースに使用することができる。このため、固体電池の高容量を実現することができる。
　以上から、第１実施形態に係る固体電池は、より高い容量を有し、電極層と外部電極との間の非所望の短絡が抑制されると考えられる。
＜固体電池の構成＞
　図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、図２Ａおよび図２Ｂを主に参照して第１実施形態に係る固体電池および固体電池を構成する各部材を説明する。図１Ａは、第１実施形態に係る固体電池の構成を模式的に示した斜視図である。図１Ｂは、第１実施形態に係る固体電池の構成を模式的に示した断面図（図１のＡ－Ａ断面図）である。図１Ｃは、第１実施形態に係る固体電池の構成を模式的に示した断面図（図１のＢ－Ｂ断面図）である。図２Ａは、第１実施形態に係る固体電池の構成を模式的に示した側面図（図１ＡにおけるＣ１からの側面視した際の側面図）である。図２Ｂは、本開示の第１実施形態に係る固体電池の構成を模式的に示した側面図（図１ＡにおけるＣ２からの側面視した際の側面図）である。
　図１Ａ～図１Ｃ中、Ｚ方向は、固体電池１００における電極層１１１（正極層１１１ａおよび負極層１１１ｂ）と固体電解質層１１２とが積層する方向（積層方向）である。Ｘ方向は、Ｚ方向に垂直であり、固体電池１００の積層体（電池素子１１０）における互いに対向する一対の側面（第１側面１１３ａ，第２側面１１３ｂ）の対向する方向（固体電池の長軸方向）である。Ｙ方向は、Ｚ方向およびＸ方向に対して垂直となる方向（固体電池の短軸方向）である。逆Ｚ方向は鉛直方向下向きであり、順Ｚ方向は鉛直上向きである。以下、他の図も同様である。また、図面中の符号に付すａは、原則として正極層そのものおよび正極層に関する部材に付され、これらは図１Ｂでは主として左側（相対的に逆Ｘ方向の側）に配置されている。図面中の符号に付すｂは、原則として負極層そのものおよび負極層に関する部材に付され、これらは図１Ｂでは主として右側（相対的に順Ｘ方向の側）に配置されている。
　図１Ａ～図１Ｃに示すように、第１実施形態に係る固体電池１００は、積層方向に平行で互いに対向する一対の側面１１３ａ，１１３ｂを有する電池素子１１０と、電池素子１１０の側面１１３ａ，１１３ｂに配置された絶縁層（第１絶縁層１２０ａ，第２絶縁層１２０ｂ）と、絶縁層１２０ａ，１２０ｂを覆うように配置された一対の外部電極１３０ａ，１３０ｂとを備える。固体電池１００は、電池構成単位を成す電極層１１１（正極層１１１ａおよび負極層１１１ｂ）および固体電解質層１１２が互いに積層するように構成された積層型固体電池であり、例えば、それらの層が焼成体から成っている。
　「固体電池」は、本明細書において、広義にはその構成要素が固体から成る電池をいい、狭義にはその構成要素（特に好ましくは全ての構成要素）が固体から成る全固体電池をいう。固体電池１００としては、例えば、充電および放電の繰り返しが可能な、いわゆる二次電池（より具体的には、蓄電池）と、放電のみが可能な一次電池とがある。
　「一対の外部電極」とは、本明細書において、互いに極性の異なる外部電極（つまり、正極および負極）をいう。第１実施形態では、正極の第１外部電極１３０ａ１つと、負極の第２外部電極１３０ｂ１つとで構成される。ただし、これに限定されず、各極性の外部電極は少なくとも１つ存在すればよい。例えば、後述の第３実施形態では、正極の第１外部電極３つ（図４参照）と、負極の第２外部電極３つ（不図示）とで構成される。
［電池素子］
　電池素子１１０は、積層方向に平行な２つの側面１１３ａ，１１３ｂを有し、例えば、略長方体の形状（略長方体形状）を有する。電池素子１１０は、正極層１１１ａ、負極層１１１ｂ、および固体電解質層１１２を備え、さらに最外層１１６を備える。電池素子１１０は、正極層１１１ａおよび負極層１１１ｂが固体電解質層１１２を介して交互に積層する積層体である。
　電池素子１１０のＺ方向（積層方向）の最も外側には、最外層１１６が互いに対向して配置されている。電池素子１１０のＸ方向に互いに対向する側面１１３ａ，１１３ｂには外部電極１３０ａ，１３０ｂが配置されている。電池素子１１０のＹ方向に互いに対向する側面１１３ｃ，１１３ｄでは、電極層１１１（正極層１１１ａおよび負極層１１１ｂ）および固体電解質層１１２の端面が露出している。
　図１ＢのＺＸ断面図に示すように、固体電池１００の第１側面１１３ａ側では、正極層１１１ａの正極層端面１１１ａ１が第１外部電極１３０ａと電気的に接続する。このため、固体電池１００の第１側面１１３ａ側では、正極層１１１ａは第２電極層となり、正極層１１１ａの正極層端面１１１ａ１は第１外部電極１３０ａとの接続端面（第２端面）となり、第１外部電極１３０ａは正極となる。
　一方、負極層１１１ｂの負極層端面１１１ｂ１は、固体電池１００の第１側面１１３ａ側では、第１絶縁層１２０ａにより（負極層端面１１１ｂ１の全体が）覆われ、第１外部電極１３０ａと電気的に絶縁する。このため、固体電池１００の第１側面１１３ａ側では、負極層１１１ｂは第１電極層となり、負極層１１１ｂの負極層端面１１１ｂ１は第１外部電極１３０ａとの非接続端面（第１端面）となる。
　図２Ａの側面に示すように、Ｃ１側面視（図１Ａ参照）において固体電池１００の第１側面１１３ａ側では、第１電極層としての負極層１１１ｂの負極層端面１１１ｂ１は、第１絶縁層１２０ａによりその全体が覆われている。正極層１１１ａの正極層端面１１１ａ１は、第１絶縁層１２０ａに覆われておらず、第１絶縁層１２０ａに対して露出している。さらに、側面視で略矩形状の第１外部電極１３０ａが、第１側面１１３ａにおける順Ｙ方向側および逆Ｙ方向側を露出するようにして、上側および下側の最外層１１６と、２つの最外層１１６間に配置された、正極層１１１ａの正極層端面１１１ａ１、および第１絶縁層１２０ａでその全面を覆われた負極層１１１ｂの負極層端面１１１ｂ１とを覆うように配置されている。第１外部電極１３０ａは、正極層１１１ａの正極層端面１１１ａ１と接触して電気的に接続し、第１絶縁層１２０ａで覆われている負極層端面１１１ｂ１と電気的に絶縁する。
　図１ＢのＺＸ断面に示すように、固体電池１００の第２側面１１３ｂ側では、負極層１１１ｂの負極層端面１１１ｂ１が第２外部電極１３０ｂと電気的に接続する。このため、固体電池１００の第２側面１１３ｂ側では、負極層１１１ｂは第２電極層となり、負極層１１１ｂの負極層端面１１１ｂ１は第２外部電極１３０ｂとの接続端面（第２端面）となり、第２外部電極１３０ｂは負極となる。
　一方、正極層１１１ａの正極層端面１１１ａ１は、固体電池１００の第２側面１１３ｂ側では、第２絶縁層１２０ｂにより（正極層端面１１１ａ１の全体が）覆われ、第２外部電極１３０ｂと電気的に絶縁する。このため、固体電池１００の第２側面１１３ｂ側では、正極層１１１ａは第１電極層となり、正極層１１１ａの正極層端面１１１ａ１は第１外部電極１３０ａとの非接続端面（第１端面）となる。
　図２Ｂの側面に示すように、Ｃ２側面視（図１Ａ参照）において固体電池１００の第２側面１１３ｂ側では、第１電極層としての正極層１１１ａの正極層端面１１１ａ１は、第２絶縁層１２０ｂによりその全体が覆われている。負極層１１１ｂの負極層端面１１１ｂ１は、第２絶縁層１２０ｂに覆われておらず、第２絶縁層１２０ｂに対して露出している。さらに、側面視で略矩形状の第２外部電極１３０ｂが、第２側面１１３ｂにおける順Ｙ方向側および逆Ｙ方向側を露出するようにして、上側および下側の最外層１１６と、２つの最外層１１６間に配置され、第２絶縁層１２０ｂでその全面を覆われた正極層１１１ａの正極層端面１１１ａ１、および負極層１１１ｂの負極層端面１１１ｂ１とを覆うように配置されている。第２外部電極１３０ｂは、負極層１１１ｂの負極層端面１１１ｂ１と接触して電気的に接続し、第２絶縁層１２０ｂで覆われている正極層端面１１１ａ１と電気的に絶縁する。
　固体電池１００は、以下の数式（１）：
　　［数３］
　Ｗ≧Ｗ１＞Ｗ２・・・（１）
［数式（１）中、Ｗは、第１端面の延在方向の幅を示し、Ｗ１は、第１端面上に配置された絶縁層の（第１端面の）延在方向における幅を示し、Ｗ２は、絶縁層上に配置された外部電極の（第１端面の）延在方向における幅を示す］
を満たす。
　数式（１）の判定に用いられる領域は、第１実施形態に係る固体電池１００では、図２ＡのＤ１部、Ｄ２部およびＤ３部と、図２ＢのＤ４部およびＤ５部である。図２ＡのＤ１部を例に挙げて具体的に説明する。図２ＡのＤ１部における測定対象は第１電極層としての負極層１１１ｂと、負極層１１１ｂ上に配置された第１絶縁層１２０ａと、第１絶縁層１２０ａの上に配置された第１外部電極１３０ａとである。数式（１）のＷは、第１端面（負極層端面１１１ｂ１）の延在方向の幅であり、Ｄ１部では負極層端面１１１ｂ１のＹ方向の長さに相当する。数式（１）のＷ１は、負極層端面１１１ｂ１上に配置された第１絶縁層１２０ａの（負極層端面１１１ｂ１の）延在方向における幅であり、Ｄ１部では第１絶縁層１２０ａのＹ方向の長さに相当する。数式（１）のＷ２は、第１絶縁層１２０ａ上に配置された第１外部電極１３０ａの（負極層端面１１１ｂ１の）延在方向における幅であり、Ｄ１部では第１外部電極１３０ａのＹ方向の長さに相当する。複数回測定して（測定数ｎ＝５）、最長となる長さをそれぞれＷ、Ｗ１およびＷ２とする。デジタルマイクロスコープ（株式会社キーエンス製「ＶＨＸ－６０００」）を用い、Ｄ１部が視野に丁度収まる倍率で測定する。
　なお、Ｙ方向において、第１端面（負極層端面１１１ｂ１）が第１絶縁層１２０ａから露出しない場合、第１絶縁層１２０ａのＹ方向の長さＷ１が第１端面（負極層端面１１１ｂ１）の延在方向における幅Ｗと等しいものとする。
　Ｄ１部での判定と同様にして、図２ＡのＤ２部およびＤ３部、ならびに図２ＢのＤ４部およびＤ５部についても判定する。図２ＢのＤ４部における測定対象は第１電極層としての正極層１１１ａと、正極層１１１ａ上に配置された第２絶縁層１２０ｂと、第２絶縁層１２０ｂの上に配置された第２外部電極１３０ｂとである。数式（１）のＷは、第１端面（正極層端面１１１ａ１）の延在方向の幅であり、Ｄ４部では正極層端面１１１ａ１のＹ方向の長さに相当する。数式（１）のＷ１は、正極層端面１１１ａ１上に配置された第２絶縁層１２０ｂの（正極層端面１１１ａ１の）延在方向における幅であり、Ｄ４部では第２絶縁層１２０ｂのＹ方向の長さに相当する。数式（１）のＷ２は、第２絶縁層１２０ｂ上に配置された第２外部電極１３０ｂの（正極層端面１１１ａ１の）延在方向における幅であり、Ｄ４部では第２外部電極１３０ｂのＹ方向の長さに相当する。
　なお、Ｙ方向において、第１端面（正極層端面１１１ａ１）が第２絶縁層１２０ｂから露出しない場合、第２絶縁層１２０ｂのＹ方向の長さＷ１が第１端面（正極層端面１１１ａ１）の延在方向における幅Ｗと等しいものとする。
　Ｄ１部～Ｄ５部の全てで数式（１）を満たす場合に、固体電池１００は数式（１）を満たすものとする。第１実施形態では、図２Ａおよび図２Ｂに示すように、Ｄ１部～Ｄ５部においていずれもＷ＝Ｗ１＞Ｗ２となり、固体電池１００は数式（１）を満たす。
（電極層：正極層および負極層）
　正極層１１１ａは正極活物質を含み、さらに固体電解質、導電性材料および焼結助剤からなる群より選択される少なくとも１種を含んでもよく、さらに正極集電層を備えてもよい。
　負極層１１１ｂは負極活物質を少なくとも含み、さらに固体電解質、導電性材料および焼結助剤からなる群より選択される少なくとも１種を含んでもよく、さらに負極集電層を備えてもよい。負極層１１１ｂを構成する材料は、正極層１１１ａを構成する材料と同一であってもよい。
－活物質－
　活物質（正極活物質および負極活物質）は、固体電池１００において電子の受け渡しに関与する物質である。固体電解質を介してキャリア（イオン、特に、リチウムイオンまたはナトリウムイオン）は正極層１１１ａと負極層１１１ｂとの間で移動（伝導）して電子の受け渡しが行われることで充放電がなされる。正極層１１１ａおよび負極層１１１ｂの各電極層１１１（正極層１１１ａおよび負極層１１１ｂ）は特にリチウムイオンまたはナトリウムイオンを吸蔵放出可能な層であることが好ましい。つまり、固体電池１００は、固体電解質層１１２を介してリチウムイオンまたはナトリウムイオンが正極層１１１ａと負極層１１１ｂとの間で移動して電池の充放電が行われる全固体型二次電池であることが好ましい。
　正極活物質
　リチウムイオンを吸蔵放出可能な正極活物質としては、例えば、ナシコン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物、オリビン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物、リチウム含有層状酸化物およびスピネル型構造を有するリチウム含有酸化物等から成る群より選択される少なくとも１種が挙げられる。ナシコン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物の一例としては、Ｌｉ3Ｖ2（ＰＯ4）3等が挙げられる。オリビン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物の一例としては、Ｌｉ3Ｆｅ2（ＰＯ4）3、ＬｉＦｅＰＯ4、および／またはＬｉＭｎＰＯ4等が挙げられる。リチウム含有層状酸化物の一例としては、ＬｉＣｏＯ2および／またはＬｉＣｏ1/3Ｎｉ1/3Ｍｎ1/3Ｏ2等が挙げられる。スピネル型構造を有するリチウム含有酸化物の一例としては、ＬｉＭｎ2Ｏ4および／またはＬｉＮｉ0.5Ｍｎ1.5Ｏ4等が挙げられる。リチウム化合物としては、特に限定されないが、例えば、リチウム遷移金属複合酸化物およびリチウム遷移金属リン酸化合物が挙げられる。リチウム遷移金属複合酸化物は、リチウム元素と１種または２種以上の遷移金属元素とを構成元素として含む酸化物である。リチウム遷移金属リン酸化合物は、リチウム元素と１種または２種以上の遷移金属元素とを構成元素として含むリン酸化合物である。遷移金属元素の種類は、特に限定されないが、例えば、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）および鉄（Ｆｅ）等が挙げられる。
　また、ナトリウムイオンを吸蔵放出可能な正極活物質としては、例えば、ナシコン型構造を有するナトリウム含有リン酸化合物、オリビン型構造を有するナトリウム含有リン酸化合物、ナトリウム含有層状酸化物およびスピネル型構造を有するナトリウム含有酸化物等から成る群より選択される少なくとも１種が挙げられる。正極活物質の一例としては、ナトリウム含有リン酸化合物としての、Ｎａ３Ｖ２（ＰＯ４）３、ＮａＣｏＦｅ２（ＰＯ４）３、Ｎａ２Ｎｉ２Ｆｅ（ＰＯ４）３、Ｎａ３Ｆｅ２（ＰＯ４）３、Ｎａ２ＦｅＰ２Ｏ７およびＮａ４Ｆｅ３（ＰＯ４）２（Ｐ２Ｏ７）ならびにナトリウム含有層状酸化物としてのＮａＦｅＯ２から成る群より選択される少なくとも１種が挙げられる。
　この他、正極活物質としては、例えば、酸化物、二硫化物、または導電性高分子等が挙げられる。酸化物としては、例えば、酸化チタン、酸化バナジウムまたは二酸化マンガン等が挙げられる。二硫化物としては、例えば、二硫化チタンまたは硫化モリブデン等が挙げられる。導電性高分子としては、例えば、ジスルフィド、ポリピロール、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリパラスチレン、ポリアセチレンまたはポリアセン等が挙げられる。
　負極活物質
　リチウムイオンを吸蔵放出可能な負極活物質としては、例えば、チタン（Ｔｉ）、ケイ素（Ｓｉ）、スズ（Ｓｎ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、ニオブ（Ｎｂ）およびモリブデン（Ｍｏ）から成る群より選択される少なくとも１種の元素を含む酸化物、黒鉛などの炭素材料、黒鉛－リチウム化合物、リチウム合金、ナシコン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物、オリビン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物、ならびにスピネル型構造を有するリチウム含有酸化物等から成る群より選択される少なくとも１種が挙げられる。リチウム合金の一例としては、Ｌｉ－Ａｌ等が挙げられる。ナシコン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物の一例としては、Ｌｉ3Ｖ2（ＰＯ4）3、および／またはＬｉＴｉ2（ＰＯ4）3等が挙げられる。オリビン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物の一例としては、Ｌｉ3Ｆｅ2（ＰＯ4）3、および／またはＬｉＣｕＰＯ4等が挙げられる。スピネル型構造を有するリチウム含有酸化物の一例としては、Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12等が挙げられる。
　また、ナトリウムイオンを吸蔵放出可能な負極活物質としては、ナシコン型構造を有するナトリウム含有リン酸化合物、オリビン型構造を有するナトリウム含有リン酸化合物、および、スピネル型構造を有するナトリウム含有酸化物等から成る群より選択される少なくとも１種が挙げられる。
　電極層１１１および固体電解質層１１２は、電池素子１１０の側面１１３から見た場合、それぞれの層が把握できるように、コントラストが高い方が好ましい。後述の固体電池１００の製造方法における電極層１１１の端面に絶縁層１２０を形成しやすい。このような高いコントラストは、例えば、各層における組成を互いに相違させることによって調整することができる。
－固体電解質－
　電極層１１１に含まれ得る固体電解質は、後述する固体電解質層１１２に含まれる固体電解質と同様の材料であってもよい。
－導電性材料－
　導電性材料としては、例えば、銀、パラジウム、金、プラチナ、アルミニウム、銅およびニッケルのような金属材料、ならびに炭素から成る群より選択される少なくとも１種の導電性材料が挙げられる。
－焼結助剤－
　焼結助剤としては、例えば、リチウム酸化物、ナトリウム酸化物、カリウム酸化物、酸化ホウ素、酸化ケイ素、酸化ビスマスおよび酸化リンから成る群より選択される少なくとも１種が挙げられる。
－集電層－
　集電層（正極集電層および負極集電層）はそれぞれ箔の形態を有していてもよい。ここで、一体焼成による電子伝導性向上、固体電池１００の製造コスト低減および／または固体電池１００の内部抵抗低減などの観点をより重視するならば、集電層は焼成体の形態を有していてもよい。正極集電層を構成する正極集電体および負極集電層を構成する負極集電体は、好ましくは導電率が大きい導電性材料で構成される。このような導電性材料としては、例えば、銀、パラジウム、金、プラチナ、アルミニウム、銅およびニッケルからなる群より選択される少なくとも１種が挙げられる。集電体（正極集電体および負極集電体）は、外部と電気的に接続するための電気接続部を有してよく、外部電極１３０ａ，１３０ｂと電気的に接続可能に構成されていてよい。なお、集電層が焼成体の形態を有する場合、それらは導電性材料および焼結助剤を含む焼成体により構成されてもよい。集電層に含まれる導電性材料は、例えば、電極層１１１に含まれ得る導電性材料と同様の材料から選択されてよい。正極集電層および負極集電層に含まれる焼結助剤は、例えば、それぞれ正極層１１１ａおよび負極層１１１ｂに含まれ得る焼結助剤と同様の材料から選択されてよい。
　正極層１１１ａおよび負極層１１１ｂの厚みは特に限定されないが、例えば、各々独立に２μｍ以上２００μｍ以下、特に５μｍ以上１００μｍ以下であってよい。
（固体電解質層）
　固体電解質層１１２は、正極層１１１ａと負極層１１１ｂとの間に介在し、これらの電極層間のキャリア伝導を担う。
　固体電解質層１１２の厚みは、特に限定されないが、例えば、１μｍ以上５００μｍ以下、特に１μｍ以上２００μｍ以下である。固体電解質層１１２の厚みは、本明細書において、正極層１１１ａと負極層１１１ｂとの間に配置された固体電解質層１１２の厚みである。
　固体電解質
　固体電解質層１１２は、固体電解質を含み、さらに焼結助剤を含んでもよい。固体電解質は、キャリア（例えば、リチウムイオンまたはナトリウムイオン）が伝導可能な材質である。特に固体電池１００で電池構成単位を成す固体電解質層１１２は、正極層１１１ａと負極層１１１ｂとの間においてリチウムイオンが伝導可能な層を成していてよい。固体電解質としては、例えば、結晶性固体電解質、ガラス系固体電解質およびガラスセラミックス系固体電解質からなる群より選択される少なくとも１種が挙げられる。
　リチウムイオンが伝導可能な固体電解質について説明する。
　結晶性固体電解質は、例えば、酸化物系結晶材および硫化物系結晶材が挙げられる。酸化物系結晶材は、例えば、ナシコン構造を有するリチウム含有リン酸化合物、ペロブスカイト構造を有する酸化物、ガーネット型またはガーネット型類似構造を有する酸化物、酸化物ガラスセラミックス系リチウムイオン伝導体等が挙げられる。ナシコン構造を有するリチウム含有リン酸化合物としては、ＬｉｘＭｙ（ＰＯ４）３（１≦ｘ≦２、１≦ｙ≦２、Ｍは、チタン（Ｔｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）およびジルコニウム（Ｚｒ）から成る群より選択される少なくとも１種）が挙げられ、より具体的には、Ｌｉ１．２Ａｌ０．２Ｔｉ１．８（ＰＯ４）３等が挙げられる。ペロブスカイト構造を有する酸化物の一例としては、Ｌａ０．５５Ｌｉ０．３５ＴｉＯ３等が挙げられる。ガーネット型またはガーネット型類似構造を有する酸化物の一例としては、Ｌｉ７Ｌａ３Ｚｒ２Ｏ１２等が挙げられる。
　また、硫化物系結晶材は、thio-LISICONが挙げられ、例えばＬｉ３．２５Ｇｅ０．２５Ｐ０．７５Ｓ４およびＬｉ１０ＧｅＰ２Ｓ１２などである。結晶性固体電解質は、高分子材（例えば、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）など）を含んでいてもよい。
　ガラス系固体電解質としては、例えば、酸化物系ガラス材および硫化物系ガラス材などが挙げられる。酸化物系ガラス材としては、例えば、５０Ｌｉ４ＳｉＯ４・５０Ｌｉ３ＢＯ３などが挙げられる。また、硫化物系ガラス材としては、例えば、３０Ｌｉ２Ｓ・２６Ｂ２Ｓ３・４４ＬｉＩ、６３Ｌｉ２Ｓ・３６ＳｉＳ２・１Ｌｉ３ＰＯ４、５７Ｌｉ２Ｓ・３８ＳｉＳ２・５Ｌｉ４ＳｉＯ４、７０Ｌｉ２Ｓ・３０Ｐ２Ｓ５および５０Ｌｉ２Ｓ・５０ＧｅＳ２などが挙げられる。
　ガラスセラミックス系固体電解質としては、例えば、酸化物系ガラスセラミックス材および硫化物系ガラスセラミックス材などが挙げられる。酸化物系ガラスセラミックス材としては、例えば、リチウム、アルミニウムおよびチタンを構成元素に含むリン酸化合物（ＬＡＴＰ）、またはリチウム、アルミニウムおよびゲルマニウムを構成元素に含むリン酸化合物（ＬＡＧＰ）が挙げられる。ＬＡＴＰとしては、例えば、Ｌｉ１．０７Ａｌ０．６９Ｔｉ１．４６（ＰＯ４）３などが挙げられる。また、ＬＡＧＰとしては、例えば、Ｌｉ１．５Ａｌ０．５Ｇｅ１．５（ＰＯ４）などが挙げられる。
　また、硫化物系ガラスセラミックス材としては、例えば、Ｌｉ７Ｐ３Ｓ１１およびＬｉ３．２５Ｐ０．９５Ｓ４などが挙げられる。
　また、ナトリウムイオンが伝導可能な固体電解質としては、例えば、ナシコン構造を有するナトリウム含有リン酸化合物、ペロブスカイト構造を有する酸化物およびガーネット型またはガーネット型類似構造を有する酸化物等が挙げられる。ナシコン構造を有するナトリウム含有リン酸化合物としては、例えば、ＮａxＭy（ＰＯ4）3（１≦ｘ≦２、１≦ｙ≦２、Ｍは、Ｔｉ、Ｇｅ、Ａｌ、ＧａおよびＺｒから成る群より選ばれた少なくとも１種）が挙げられる。
－焼結助剤－
　固体電解質層１１２に含まれる焼結助剤は、例えば、電極層（正極層１１１ａおよび負極層１１１ｂ）に含まれ得る焼結助剤と同様の材料であってもよい。
（最外層）
　最外層１１６は、電池素子１１０の積層方向の最も外側の、互いに対向して配置されている。最外層１１６は、電池素子１１０の発電および充電に寄与する層（正極層１１１ａ、負極層１１１ｂおよび固体電解質層１１２）を外部から保護し、発電および充電に寄与する層の外部との電気絶縁性を確保する。
［絶縁層］
　第１絶縁層１２０ａは、積層方向に平行で互いに対向する電池素子１１０の第１側面１１３ａに配置される。第１絶縁層１２０ａは、電池素子１１０の第１側面１１３ａ（の負極層端面１１１ｂ１と、固体電解質層１１２の固体電解質層端面１１２１の一部と）を覆い、その一部を第１外部電極（正極）１３０ａに覆われる。このように第１絶縁層１２０ａは、第１外部電極（正極）１３０ａと電池素子１１０の負極層１１１ｂとの間に介在し、第１外部電極１３０ａと電池素子１１０の負極層１１１ｂとを絶縁する。
　第２絶縁層１２０ｂは、積層方向に平行で互いに対向する電池素子１１０の第２側面１１３ｂに配置される。第２絶縁層１２０ｂは、電池素子１１０の第２側面１１３ｂ（の正極層端面１１１ａ１と、固体電解質層１１２の固体電解質層端面１１２１の一部と）を覆い、その一部を第２外部電極（負極）１３０ｂに覆われる。このように第２絶縁層１２０ｂは、第２外部電極（負極）１３０ｂと電池素子１１０の正極層１１１ａとの間に介在し、第２外部電極１３０ｂと電池素子１１０の正極層１１１ａとを絶縁する。
　絶縁層１２０ａ，１２０ｂの厚み（Ｘ方向の長さ）は、５００μｍ以下、１００μｍ以下、または１０μｍ以下である。絶縁層１２０ａ，１２０ｂの厚みは、外部電極１３０と電池素子１１０との絶縁性を確保する観点から、５μｍ以上、１０μｍ以上、または１００μｍ以上である。
　絶縁層１２０ａ，１２０ｂは、アクリル樹脂、イミド樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ケイ素樹脂（例えばシリコーン樹脂）、ジアリルフタレート樹脂およびアミノ樹脂から成る群より選択される少なくとも１種の樹脂を含む。
［外部電極］
　一対の外部電極１３０ａ，１３０ｂは、電池素子１１０の積層方向に平行な４つの側面のうちの互いに対向する側面１１３ａ，１１３ｂにそれぞれ配置される。
　電池素子１１０の第１側面１１３ａでは、図２Ａに示すように、第１外部電極１３０ａは、電池素子１１０の正極層１１１ａの正極層端面１１１ａ１に電気的に接続し、第１絶縁層１２０ａにより電池素子１１０の負極層１１１ｂの負極層端面１１１ｂ１と電気的に絶縁する。これにより、第１外部電極１３０ａは正極となる。
　電池素子１１０の第１側面１１３ａでは、図２Ｂに示すように、第２外部電極１３０ｂは、電池素子１１０の負極層１１１ｂの負極層端面１１１ｂ１に電気的に接続し、第２絶縁層１２０ｂにより電池素子１１０の正極層１１１ａの正極層端面１１１ａ１と電気的に絶縁する。これにより、第２外部電極１３０ｂは負極となる。
　外部電極１３０ａ，１３０ｂは、電池素子１１０の側面１１３ａ，１１３ｂの全部ではなく、その一部に配置される。より具体的には、第１外部電極１３０ａは、第１側面１１３ａに対向する方向から見たＣ１側面視において、第１側面１１３ａにおける積層方向に平行な外縁１１４ａ，１１４ｂに接触しないように配置され、第２外部電極１３０ｂは、第２側面１１３ｂに対向する方向から見たＣ２側面視において、第２側面１１３ｂにおける積層方向に平行な外縁１１５ａ，１１５ｂに接触しないように配置される。外部電極１３０ａ，１３０ｂが側面視において側面１１３ａ，１１３ｂの外縁１１４ａ，１１４ｂ，１１５ａ，１１５ｂに接触しないように配置されると、第１側面１１３ａに隣接し、かつ電極層１１１が露出する側面１１３ｃ，１１３ｄに外部電極１３０ａ，１３０ｂが接触しにくくなる。これにより、非所望の短絡の発生がより抑制され得る。
　外部電極１３０は、例えば、銀、金、プラチナ、アルミニウム、銅、スズ、炭素およびニッケルから成る群より選択される少なくとも１種の金属を含む。
［固体電池の製造方法］
　第１実施形態に係る固体電池１００の製造方法は、
　電池素子１１０の側面１１３に露出する、正極層１１１ａおよび負極層１１１ｂの電極層のいずれか一方の第１電極層の第１端面の少なくとも一部に絶縁層を配置（形成）すること（絶縁層形成工程）と、
　電池素子１１０の側面１１３に露出する、正極層１１１ａおよび負極層１１１ｂの他方の電極層の第２電極層の第２端面の少なくとも一部に外部電極１３０を配置（形成）すること（外部電極形成工程）と
を含んで成る。
　図８、図９および図１０を参照して、第１実施形態に係る固体電池１００の製造方法の一態様を説明する。図８～図１０は、本開示の第１実施形態に係る固体電池の製造プロセスを模式的に示した工程斜視図である。
　なお、固体電池１００の製造では、特に断り書きがない限り、室温（２５℃）、大気圧（１ａｔｍ）下および開放系で実行された。
　例えば、固体電池１００の製造方法は、さらに
　電池素子１１０を準備すること（電池素子準備工程）
を含んで成ってもよい。
　なお、本明細書においては、代表的に正極側を挙げて説明する。負極側は引き出し部が負極層の接続端面と接続する以外は、正極側とほぼ同じであるため、その説明を割愛する。
（電池素子準備工程）
　電池素子準備工程では、例えば、製造または購入により、電池素子１１０を準備する。
（絶縁層形成工程）
　絶縁層形成工程では、電池素子１１０の第１側面１１３ａに露出する負極層１１１ｂの負極層端面１１１ｂ１をすべて覆うようにして、例えば、インクジェット工法を用いて第１絶縁層１２０ａを形成する。インクジェット工法は、絶縁層１２０を電池素子１１０の側面１１３に直接的に形成するため、例えば、特許文献２に記載の基板上にあらかじめ絶縁部材を配置して、次いで基板を電池素子の側面に貼合することで、電池素子に絶縁部材を配置する方法に比べ、位置精度が高い。これにより、外部電極と電極層との間の非所望の短絡をより効果的に抑制することができる。
（外部電極形成工程）
　外部電極形成工程では、第１外部電極１３０ａを第１側面１１３ａの一部に形成する。ここで、第１外部電極１３０ａは、Ｃ１側面視で順Ｙ方向側および逆Ｙ方向側が露出するようにして、最外層１１６と、正極層１１１ａの正極層端面１１１ａ１と、第１絶縁層１２０ａで覆われた負極層１１１ｂの負極層端面１１１ｂ１とを覆うようにして配置する。
　外部電極形成の具体的手段としては、例えば、インクジェット工法、および金属マスクによる印刷が挙げられる。
　図９を参照して、金属マスクによる印刷を説明する。図９に示すように、金属マスク５００は、金属基材５１０に略矩形状の第１開口部５２０を有する。この第１開口部５２０の略矩形状は、第１外部電極１３０ａのＣ１側面視における形状に相当する。金属マスク５００の第１開口部５２０に、電池素子１１０を配置する。この電池素子１１０は、絶縁層形成工程を経て第１側面１１３ａに第１絶縁層１２０ａがすでに形成されている。この状態で、第１外部電極前駆体材料１３０ａｐｒを第１開口部５２０から注出して、第１側面１１３ａに第１外部電極前駆体材料１３０ａｐｒの塗布膜を形成する。その後、塗布膜を乾燥させる。これにより、電池素子１１０の第１側面１１３ａに第１外部電極１３０ａを形成する。
　図９の第１開口部５２０は、図１０に示すように、個片化した電池素子の第１側面１１３ａに第１外部電極１３０ａを形成するための開口部である。一方、図９の第２開口部５３０は、図１０に示すように、個片化した電池素子１１０または短冊状の電池素子１１０（図８参照：右側の図）の第１側面１１３ａに第１外部電極１３０ａを形成するための開口部である。なお、絶縁層形成工程においても短冊状の電池素子１１０を用いてもよい。この場合、絶縁層形成工程および外部電極形成工程では、第１外部電極１３０ａを形成する電極層１１１および固体電解質層の端面が露出させる必要がある。
＜第２実施形態：固体電池＞
　第２実施形態に係る固体電池は、第１実施形態に係る固体電池１００に比べ、数式（１）においてＷ＞Ｗ１である点において相違する。以下、この相違する構成を主として説明する。なお、第２実施形態において、第１実施形態と同一の符号は、第１実施形態と同じ構成であるため、原則としてその説明を省略する。
［固体電池の構成］
　図３を参照して、側面視での絶縁層の構成を説明する。図３は、第２実施形態に係る固体電池１００Ａの構成を模式的に示した側面図である。なお、第２実施形態では、Ｃ１側面視での第１絶縁層１２０Ａａを例に挙げて説明する。Ｃ２側面視での第２絶縁層の説明は割愛する。
　図３に示すように、Ｃ１側面視で、負極層１１１ｂの端面１１０ｂ１（第１端面）の一部が第１絶縁層１２０Ａａで覆われている。より具体的には、第１絶縁層１２０Ａａは負極層１１１ｂの端面１１０ｂ１の一部を覆い、負極層１１１ｂの負極層端面１１１ｂ１の一部は露出する。第２実施形態に係る固体電池１００Ａでは、数式（１）はＷ＞Ｗ１＞Ｗ２となる。
　第１絶縁層１２０Ａａは、Ｃ１側面視で第１外部電極１３０ａと負極層１１１ｂとを幅（Ｙ方向の長さ）ＬＡ分、第１端面の延在方向（Ｙ方向）に離隔して、第１外部電極１３０ａと負極層１１１ｂとの間の絶縁性を確保している。このように、第１絶縁層１２０Ａａは負極層１１１ｂの負極層端面１１１ｂ１の一部を覆うことで、第１外部電極１３０ａと負極層１１１ｂとの間の絶縁性を確保しつつ、小型化、軽量化、材料コストの抑制および第１外部電極１３０ａと側面１１３ｃ，１１３ｄに露出する電極層（負極層１１１ｂ）との短絡を抑制することができる。第１絶縁層１２０Ａａの幅（Ｙ方向の距離ＬＡ）は、例えば、１０μｍ以上２００μｍ以下である。
［固体電池の製造方法］
　第２実施形態に係る固体電池１００Ａの製造方法は、第１側面１１３ａでの第１絶縁層１２０ａの配置パターンを負極層端面１１１ｂ１の全面およびその隣接する固体電解質層１１２の固体電解質層端面１１２１の一部から、負極層端面１１１ｂ１の一部およびその隣接する固体電解質層１１２の固体電解質層端面１１２１の一部に変更し、ならびに第２側面１１３ｂでの第２絶縁層（不図示）の配置パターンを正極層端面１１１ａ１の全面およびその隣接する固体電解質層１１２の固体電解質層端面１１２１の一部から、正極層端面１１１ａ１の一部およびその隣接する固体電解質層１１２の固体電解質層端面１１２１の一部に変更した以外は、第１実施形態と同様にして製造する。
＜第３実施形態：固体電池＞
　第３実施形態に係る固体電池は、第１実施形態に係る固体電池１００に比べ、同一種の外部電極を同一側面に複数配置する点でにおいて相違する。同一種の外部電極を同一側面に複数配置するとは、同じ側面に同じ極性の電極（例えば、正極または負極）を複数配置することを意味する。以下、この相違する構成を主として説明する。なお、第３実施形態において、第１実施形態と同一の符号は、第１実施形態と同じ構成であるため、原則としてその説明を省略する。
［固体電池の構成］
　図４を参照して、Ｃ１側面視での第１外部電極１３０Ｂａの構成を説明する。図４は、第３実施形態に係る固体電池１００Ｂの構成を模式的に示した側面図である。なお、第３実施形態では、Ｃ１側面視での第１外部電極１３０Ｂａを例に挙げて説明する。Ｃ２側面視での第２外部電極の説明は割愛する。
　図４に示すように、一対の外部電極のうち同じ極性（同一種）の外部電極１３０Ｂａが同一側面に複数配置されている。より具体的には、第１外部電極（正極）１３０Ｂａが第１側面１１３ａに３つ配置されている。第１外部電極１３０Ｂａは、Ｚ方向を長軸とする略矩形形状を有し、３つの第１外部電極１３０ＢａがＺ方向に平行にかつＹ方向に均等に離隔して配置されている。
　第１外部電極１３０Ｂａが第１側面１１３ａに複数形成されていると、これらのうち１の第１外部電極１３０Ｂａが剥離しても、残りの第１外部電極１３０Ｂａにより電極層１１１（正極層１１１ａ）との導通を維持することができる。
　第３実施形態における数式（１）の判定方法は、相対的に一番右側および一番左側に位置する第１外部電極１３０Ｂａについて判定する。図４では、第１絶縁層１２０ａが３つあるため、第１側面１１３ａでは、合計６カ所の全てについて数式（１）を満たすか否かを判定する。なお、図示していないが、第２側面１１３ｂでは、合計４カ所の全てについて数式（１）を満たすか否かを判定する。
［固体電池の製造方法］
　第３実施形態に係る固体電池の製造方法は、以下の事項を変更した以外は、第１実施形態と同様にして製造する。
　図１１を参照して、第３実施形態に係る固体電池１００Ｂの製造方法を説明する。図１１は、第３実施形態に係る固体電池１００Ｂの製造プロセスを模式的に示した工程斜視図である。図１１に示すように、金属マスク５００Ｂに複数の矩形状の第１開口部（スリット）５２０Ｂが形成されている。第１開口部５２０Ｂの開口形状は、Ｃ１側面視での第１外部電極１３０Ｂａの形状に相当する。図９～１０と同様に、金属マスク５００Ｂの第１開口部５２０Ｂに電池素子１１０を載置して、第１外部電極前駆体材料を第１開口部５２０Ｂから注出して電池素子１１０の第１側面１１３ａに外部電極前駆体材料の塗布膜を形成する。次いで、塗布膜を乾燥して第１外部電極１３０Ｂａを形成する。なお、図１１の左側の第２開口部５３０Ｂは短冊状の電池素子（図８参照：右図）に第１外部電極１３０Ｂａを形成するための開口部であり、図１１の右側の第１開口部５２０Ｂは個片化した電池素子１１０に第１外部電極１３０Ｂａを形成するための開口部である。
＜第４実施形態：固体電池＞
　第４実施形態に係る固体電池は、第１実施形態に係る固体電池１００に比べ、一側面に２種の外部電極を配置する点でにおいて相違する。以下、この相違する構成を主として説明する。なお、第４実施形態において、第１実施形態と同一の符号は、第１実施形態と同じ構成であるため、原則としてその説明を省略する。
［固体電池の構成］
　図５を参照して、Ｃ１側面視での第１外部電極１３０Ｃａおよび第２外部電極１３０Ｃｂの構成を説明する。図５は、第４実施形態に係る固体電池１００Ｃの構成を模式的に示した側面図である。図５に示すように、第４実施形態に係る固体電池１００Ｃの第１側面１１３ａでは、第１側面１１３ａに２種の外部電極（第１外部電極１３０Ｃａ（正極）および第２外部電極１３０Ｃｂ（負極））が配置されている。固体電池１００Ｃの第１側面１１３ａは、Ｙ方向の中間を通るＺ方向に平行な線を基準として相対的に左側の第１外部電極領域Ａａと相対的に右側の第２外部電極領域Ａｂとに分けられる。
　第１外部電極領域Ａａでは、負極層１１１ｂの負極層端面１１１ｂ１（第１電極の第１端面に相当）が第１絶縁層１２０Ｃａで覆われ、正極層１１１ａの正極層端面１１１ａ１（第２電極の第２端面相当）が第１絶縁層１２０Ｃａから露出している。第１外部電極１３０Ｃａは、正極層１１１ａの正極層端面１１１ａ１と電気的に接続し、負極層１１１ｂの負極層端面１１１ｂ１と電気的に絶縁する。このため、第１外部電極領域Ａａにおける第１外部電極１３０Ｃａは正極である。
　なお、第１外部電極領域ＡａのＸ方向における幅は、第１絶縁層の延在方向における幅Ｗ１に相当する。
　第２外部電極領域Ａｂでは、正極層１１１ａの正極層端面１１１ａ１（第１電極の第１端面に相当）が第２絶縁層１２０Ｃｂで覆われ、負極層１１１ｂの負極層端面１１１ｂ１が第２絶縁層１２０Ｃｂから露出している。第２外部電極１３０Ｃｂは、負極層１１１ｂの負極層端面１１１ｂ１（第２電極の第２端面相当）と電気的に接続し、正極層１１１ａの正極層端面１１１ａ１と電気的に絶縁する。このため、第２外部電極領域Ａｂにおける第２外部電極１３０Ｃｂは負極である。
　なお、第２外部電極領域ＡｂのＸ方向における幅は、第２絶縁層の延在方向における幅Ｗ１に相当する。
　同一側面に異なる極性の外部電極１３０Ｃａ，１３０Ｃｂが配置され、一方の（極性の）第１外部電極１３０Ｃａが配置された同一側面の第１外部電極領域（第１領域）Ａａと、他方の（極性の）第２外部電極１３０Ｃｂが配置された同一側面の第２外部電極領域（第２領域）Ａｂとを有し、第１外部電極領域Ａａにおける第１絶縁層１２０Ｃａおよび第２外部電極領域Ａｂにおける第２絶縁層１２０Ｃｂは、積層方向において交互に配置されている。
　より具体的には、同一側面である第１側面１１３ａに一対の外部電極１３０Ｃａ，１３０Ｃｂが配置され、一方の第１外部電極１３０Ｃａが配置された同一側面１１３ａの第１外部電極領域（第１領域）Ａａと、もう一方の第２外部電極１３０Ｃｂが配置された同一側面１１３ａの第２外部電極領域（第２領域）Ａｂとが直線状の界面を介して隣り合い、界面において、第１絶縁層１２０Ｃａおよび第２絶縁層１２０Ｃｂは、交互に配置されている。
　このように、一対の外部電極１３０Ｃａ，１３０Ｃｂは、電池素子１１０の積層方向に平行な４つの側面１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１３ｄのうちの同一側面１１３ａに配置される。
　なお、第４実施形態では、第１外部電極領域Ａａと第２外部電極領域Ａｂとが界面を介して隣り合っているが、これに限定されない。例えば、第１外部電極領域Ａａと第２外部電極領域Ａｂの一部が重なってもよいし、第１外部電極領域Ａａと第２外部電極領域Ａｂとが互いに離隔していてもよい。
　第４実施形態における数式（１）は、図５に示すように、第１外部電極１３０Ｃａについて３カ所判定し、第１外部電極１３０Ｃａについて２カ所判定する。合計５カ所の全てについて数式（１）を満たすか否かを判定する。
［固体電池の製造方法］
　第４実施形態に係る固体電池の製造方法は、以下に示す絶縁層形成工程および外部電極形成を変更した以外は、第１実施形態と同様にして製造する。
（絶縁層形成工程）
　絶縁層形成工程では、電池素子１１０の第１側面１１３ａの第１外部電極領域Ａａに露出する負極層１１１ｂの負極層端面１１１ｂ１をすべて覆うようにして、例えば、インクジェット工法を用いて第１絶縁層１２０Ｃａを形成する。さらに、電池素子１１０の第１側面１１３ａの第２外部電極領域Ａｂに露出する正極層１１１ａの正極層端面１１１ａ１をすべて覆うようにして、例えば、インクジェット工法を用いて第２絶縁層１２０Ｃｂを形成する。
（外部電極形成工程）
　外部電極形成工程では、第１外部電極１３０Ｃａを第１側面１１３ａの第１外部電極領域Ａａに形成し、第２外部電極１３０Ｃｂを第１側面１１３ａの第２外部電極領域Ａｂに形成する。第１外部電極１３０Ｃａは、第１外部電極領域Ａａの順Ｙ方向および逆Ｙ方向が露出するように、上側および下側の最外層１１６と、その間に配置された、正極層１１１ａの正極層端面１１１ａ１および第１絶縁層１２０Ｃａで覆われた負極層１１１ｂの負極層端面１１１ｂ１とを覆うようにして第１側面１１３ａの第１外部電極領域Ａａに形成する。
　第２外部電極１３０Ｃｂは、第２外部電極領域Ａｂの順Ｙ方向および逆Ｙ方向が露出するように、上側および下側の最外層１１６と、その間に配置された、第２絶縁層１２０Ｃｂで覆われた正極層１１１ａの正極層端面１１１ａ１および負極層１１１ｂの負極層端面１１１ｂ１とを覆うようにして第１側面１１３ａの第２外部電極領域Ａｂに形成する。
＜第５実施形態：固体電池＞
　第５実施形態に係る固体電池は、第１実施形態に係る固体電池１００に比べ、さらに複合外装部および引き出し電極を備える点において相違する。以下、この相違する構成を主として説明する。なお、第５実施形態において、第１実施形態と同一の符号は、第１実施形態と同じ構成であるため、原則としてその説明を省略する。
　図６を参照して、第５実施形態に係る固体電池を説明する。図６は、第５実施形態に係る固体電池の構成を模式的に示した断面図である。
　第５実施形態に係る固体電池１００Ｄは、図６に示すように、
　電池素子１１０および一対の外部電極１３０ａ，１３０ｂを覆って封止する複合外装部１５０ａ，１５０ｂと、
　一対の外部電極１３０ａ，１３０ｂと電気的に接続し、外部へ電気を取り出し可能な引き出し電極１４０ａ，１４０ｂと
をさらに備える。
　第５実施形態に係る固体電池１００Ｄは、第１実施形態に係る固体電池１００がさらに複合外装部１５０ａ，１５０ｂと、引き出し電極１４０ａ，１４０ｂとを備える。第１実施形態に係る固体電池１００では、積層方向に平行な２つの側面１１３ｃ，１１３ｄにおいて、正極層１１１ａ、負極層１１１ｂおよび固体電解質層１１２の端面が外部に露出している。このため、固体電池１００Ｄは耐湿性に優れる複合外装部１５０ａ，１５０ｂで封止されることで、電池素子１１０内部への大気中の水分の浸入が抑制される。
（複合外装部）
　複合外装部１５０ａ，１５０ｂは、電池素子１１０および一対の外部電極１３０ａ，１３０ｂを覆って封止する。
　第１複合外装部１５０ａは、図６に示すように、固体電池１００の側面１１３ａ，１１３ｂおよび下面１１３ｆ（ならびに（図６では示されていないが）側面１１３ｃ，１１３ｄ）を覆う。第２複合外装部１５０ｂは、第１複合外装部１５０ａおよび引き出し電極１４０ａ，１４０ｂを介して固体電池の側面１１３ａ、１１３ｂを覆い、さらに一部で引き出し電極１４０ａ，１４０ｂを介して固体電池１００の上面１１３ｅを覆う。
　ここで、第１複合外装部１５０ａを例に挙げてその層構成を説明する。なお、第２複合外装部１５０ｂは第１複合外装部１５０ａと同じ構成であるため、その説明を割愛する。
　第１複合外装部１５０ａは、電池素子１１０に相対的に近い側から遠い側に向かって、第１接着層１５０ａ１と、第１接着層１５０ａ１に配置された第１金属層１５０ａ２と、第１金属層１５０ａ２に配置された第１保護層１５０ａ３とを有する。第１接着層１５０ａ１は、第１複合外装部１５０ａを封止対象に接着させる機能を有する。第１接着層１５０ａ１は、例えば、エポキシ樹脂を含む。第１金属層１５０ａ２は、金属を含んで構成されており、例えば、金属箔である。金属としては、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ、および合金（より具体的には、ＳＵＳ（ステンレス鋼材））が挙げられる。このため、第１金属層１５０ａ２は、水分を透過しにくく、第１複合外装部１５０ａに耐湿性を付与する。第１保護層１５０ａ３は、樹脂（例えば、エポキシ樹脂）を含んで構成されており、例えば、樹脂フィルムである。
（引き出し電極）
　引き出し電極１４０ａ，１４０ｂは、一対の外部電極１３０ａ，１３０ｂと電気的に接続し、外部へ電気を取り出し可能である（つまり、固体電池１００Ｄを外部の部材と電気的に接続することができる）。第１引き出し電極１４０ａは、上面１１３ｅに配置され、第１外部電極１３０ａと接続し、さらに第１複合外装部１５０ａと第２複合外装部１５０ｂとの間を介して外部へ延在する。第２引き出し電極１４０ｂは、上面１１３ｅに配置され、第２外部電極１３０ｂと接続し、さらに第１複合外装部１５０ａと第２複合外装部１５０ｂとの間を介して外部へ延在する。
［固体電池の製造方法］
　第５実施形態に係る固体電池の製造方法は、第１実施形態に係る固体電池の製造方法に。さらに複合外装部で封止すること（複合外装部封止工程）を含んで成る。
（複合外装部封止工程）
　複合外装部封止工程では、複合外装部１５０ａ，１５０ｂで封止する。詳しくは、まず、第１複合外装部１５０ａで電池素子１１０の下面１１３ｆならびに側面１１３ａ，１１３ｂ（および側面１１３ｃ，１１３ｄ）と外部電極１３０ａ，１３０ｂとを覆うように、第１複合外装部１５０ａを接着させる。次いで、外部電極１３０ａ，１３０ｂと電気的に接続するように、引き出し電極１４０ａ，１４０ｂを電池素子１１０の上面１１３ｅに配置して、さらに第１複合外装部１５０ａの第１保護層１５０ａ３に接触させて配置する。次いで、第２複合外装部１５０ｂを引き出し電極１４０ａ，１４０ｂに接触するようにして配置し、これにより電池素子１１０および外部電極１３０ａ，１３０ｂが、複合外装部１５０ａ，１５０ｂによって封止される。
　このようにして固体電池１００Ｄが製造される。
＜第６実施形態：固体電池パッケージ＞
　第６実施形態に係る固体電池パッケージは、第１実施形態に係る固体電池を備える。第６実施形態において、第１実施形態と同一の符号は、第１実施形態と同じ構成であるため、原則としてその説明を省略する。図７を参照して、第６実施形態に係る固体電池パッケージを説明する。図７は、本開示の第７実施形態に係る固体電池パッケージの構成を模式的に示した断面図である。
　固体電池パッケージ１０００は、
　第１実施形態に係る固体電池１００と、
　固体電池１００を搭載し、外部電極１３０ａ，１３０ｂと電気的に接続する回路２１０を有する回路基板２００と、
　封止層３００を介して固体電池１００を覆って封止する外装体４００と
を備える。
　固体電池パッケージ１０００では、回路基板２００に実装された固体電池１００が、封止層３００で封止され、さらに封止層３００が外装体４００で覆われている。このようにして、固体電池１００が回路基板２００と、封止層３００および外装体４００とで覆われているため、外部に露出せず、外部から保護されている。第１実施形態に係る固体電池１００では、積層方向に平行な２つの側面１１３ｃ，１１３ｄにおいて、正極層１１１ａ、負極層１１１ｂおよび固体電解質層１１２の端面が外部に露出している。このため、固体電池１００は封止層３００で封止され、外装体４００で覆われていることで、電池素子１１０内部への大気中の水分の浸入が抑制される。
（回路基板）
　回路基板２００は、第１面２０２に固体電池１００を実装する（設置して固定する）。回路基板２００は、第１面（固体電池の実装面）２１２に端子が露出する回路２１０と、第1面２０２に対向する第２面２０４に回路２１０と電気的に接続する外部端子２２０とを有する。このため、回路基板２００は、固体電池１００の実装により、外部電極１３０ａ，１３０ｂと回路２１０の端子とを電気的に接続させる。これにより、固体電池１００の外部電極１３０ａ，１３０ｂと、回路基板２００の外部端子２２０とが電気的に接続する。その結果、固体電池パッケージ１０００内の固体電池１００は、固体電池パッケージ１０００外の他の部材と電気的に接続する。
（封止層）
　封止層３００は、回路基板２００に実装された固体電池１００を封止する。これにより、固体電池１００は、電池素子１１０の底面１１３ｆ以外を封止層３００により封止される。封止層３００は、絶縁性を有し、固体電池１００の外表面と外装体４００の内表面との間を電気的に絶縁させる。封止層３００は、例えば、樹脂を含む。
（外装体）
　外装体４００は、封止層３００を介して固体電池１００を覆って封止する。外装体４００は、例えば、金属を含む。この場合、外装体４００は、金属で構成される金属外装体である。金属は水分を透過しにくいため、金属外装体は耐湿性に優れる。
［固体電池の製造方法］
　第６実施形態に係る固体電池パッケージの製造方法は、第１実施形態に係る固体電池の製造方法に、さらに固体電池実装工程と、絶縁層被覆工程と、外装体被覆工程とを含んで成る。
（固体電池実装工程）
　固体電池実装工程では、例えば、半田により、回路基板２００に固体電池１００を実装する（配置して固定する）。固体電池１００の回路基板２００への実装により、固体電池１００の外部電極１３０ａ，１３０ｂと回路基板２００の第1面２０２に配置された回路２１０の端子とを電気的に接続させる。
（封止層被覆工程）
　封止層被覆工程では、回路基板２００に実装された固体電池１００を封止層３００で被覆する。これにより、固体電池１００は、外部（例えば、大気）に露出せず、外部と隔絶され、さらに、回路基板２００の第１面２０２に設けられた端子以外と電気的に絶縁される。
　具体的には、封止層３００が樹脂から成る場合、ディップ法により封止層３００を形成することができる。
（外装体被覆工程）
　外装体被覆工程では、封止層３００で被覆された固体電池１００をさらに外装体４００で覆う。詳しくは、外装体被覆工程では、封止層３００を介して固体電池１００を外装体４００で覆い、回路基板２００の側面および第２面２０４で、接合する。
　このようにして固体電池パッケージ１０００が製造される。
＜その他の実施形態＞
　以上、本開示の実施形態について説明してきたが、上述の実施形態は、あくまでも典型例を例示したに過ぎない。従って、本開示は上述の実施形態に限定されず、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、例えば、設計変更、実施形態の組み合わせのような種々の態様が考えられることを当業者は容易に理解されよう。
　例えば、第１～３実施形態では、略長方体形状の電池素子１１０の積層方向に平行でかつ互いに対向する側面１１３ａ，１１３ｂに２つの外部電極を配置したが、これに限定されない。例えば、略長方体形状の電池素子１１０の積層方向に平行な４つの側面１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１３ｄのうち隣接する側面のそれぞれに一対の外部電極を配置してもよい。
　また、第１～３実施形態では、同一形状の絶縁層および外部電極を側面１１３ａ，１１３ｂにそれぞれ配置したが、これに限定されない。例えば、第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせてよく、より具体的には、第１側面１１３ａでは第２実施形態の第１絶縁層１２０Ａａおよび第１外部電極１３０ａまたは第３実施形態の第１絶縁層１２０ａおよび第１外部電極１３０Ｂａが配置され、第２側面１１３ｂでは第１実施形態の第２絶縁層１２０ｂおよび第２外部電極１３０ｂが配置されてもよい。
　このように、２種の外部電極（正極および負極）は、第１～３実施形態の略長方体形状の電池素子１１０の互いに対向する２つの側面に配置されるだけでなく、第４実施形態に示した同一側面に配置され得、ならびに上述の隣接する側面にも配置され得る。つまり、本開示に係る固体電池は固体電池の用途等に応じて外部電極の配置箇所を選択することができ、設計の自由度が高い。
　また、第５実施形態では、第１実施形態に係る固体電池がさらに複合外装部１５０ａ，１５０ｂと、引き出し電極１４０ａ，１４０ｂを備えるが、これに限定されない。例えば、第５実施形態では、第１実施形態に係る固体電池に代えて、第２、第３または第４実施形態に係る固体電池としてもよい。
　また、第６実施形態に係る固体電池パッケージでは、第１実施形態に係る固体電池を備えるが、これに限定されない。例えば、第５実施形態では、第１実施形態に係る固体電池に代えて、第２、第３または第４実施形態に係る固体電池を備えてもよい。
　本開示に係る固体電離パッケージの態様は、以下の通りである。
＜１＞
　正極層および負極層が固体電解質層を介して交互に積層し、前記正極層および前記負極層が露出し、積層方向に平行な側面を少なくとも１つ有する電池素子と、
　前記側面に露出する前記正極層および前記負極層のいずれか一方の電極層の第１電極層の第１端面の少なくとも一部を覆うように配置された絶縁層と、
　前記側面に露出した前記正極層および前記負極層の他方の電極層の第２電極層の第２端面ならびに前記絶縁層を覆うように、前記側面の一部に配置された外部電極と
を備え、
　以下の数式（１）：
　　［数４］
　Ｗ≧Ｗ１＞Ｗ２・・・（１）
［前記数式（１）中、Ｗは、前記第１端面の延在方向の幅を示し、Ｗ１は、該第１端面上に配置された前記絶縁層の前記延在方向における幅を示し、Ｗ２は、該絶縁層に配置された前記外部電極の前記延在方向における幅を示す］
を満たす、固体電池。
＜２＞
　前記外部電極は、前記側面に対向する方向から見た側面視において、前記側面における積層方向に平行な外縁に接触しないように配置される、＜１＞に記載の固体電池。
＜３＞
　前記数式（１）中、Ｗ＝Ｗ１である、＜１＞または＜２＞に記載の固体電池。
＜４＞
　前記第１端面の一部が前記絶縁層で覆われている、＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載の固体電池。
＜５＞
　前記数式（１）中、Ｗ＞Ｗ１である、＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載の固体電池。
＜６＞
　前記外部電極のうち同じ極性の外部電極が同一側面に複数配置されている、＜１＞～＜５＞のいずれか１つに記載の固体電池。
＜７＞
　同一側面に異なる極性の前記外部電極が配置され、一方の外部電極が配置された前記同一側面の第１領域と、他方の外部電極が配置された前記同一側面の第２領域とを有し、
　前記第１領域における第１絶縁層および前記第２領域における第２絶縁層は、積層方向において交互に配置されている、＜１＞～＜６＞のいずれか１つに記載の固体電池。
＜８＞
　前記電池素子が略長方体形状を有し、
　前外部電極が、前記電池素子の積層方向に平行な４つの側面のうちの、同一側面に、隣接する側面にまたは対向する側面に配置される、＜１＞～＜７＞のいずれか１つに記載の固体電池。
＜９＞
　前記電池素子および前記外部電極を覆って封止する複合外装部と、
　前記外部電極と電気的に接続し、外部へ電気を取り出し可能な引き出し電極と
をさらに備える、＜１＞～＜８＞のいずれか１つに記載の固体電池。
＜１０＞
　＜１＞～＜９＞のいずれか１つに記載の固体電池と、
　前記固体電池を搭載し、前記外部電極と電気的に接続する回路を有する回路基板と、
　封止層を介して前記固体電池を覆って封止する外装体と
を備える、固体電池パッケージ。
＜１１＞
　＜１＞～＜９＞のいずれか１つに記載の固体電池を製造する方法であって、
　電池素子の側面に露出する、正極層および負極層のいずれか一方の電極層の第１電極層の第１端面の少なくとも一部に絶縁層を配置することと、
　前記電池素子の前記側面に露出する、前記正極層および前記負極層の他方の電極層の第２電極層の第２端面の少なくとも一部に外部電極を配置することと
を含んで成る、固体電池の製造方法。
＜１２＞
　前記絶縁層の配置は、インクジェット工法を用いてなされる、＜１１＞に記載の固体電池の製造方法。
　本開示に係る固体電池は、典型的に電気エネルギーの利用が求められる用途に用いることができる。例えば、本開示に係る固体電池は、蓄電が想定される様々な分野に利用することができる。あくまでも例示にすぎないが、本開示に係る電池は、電気・電子機器などが使用される電気・情報・通信分野（例えば、携帯電話、スマートフォン、ノートパソコンおよびデジタルカメラ、活動量計、アームコンピューター、電子ペーパー、ウェアラブルデバイスなどや、ＲＦＩＤタグ、カード型電子マネー、スマートウォッチなどの小型電子機などを含む電気・電子機器分野あるいはモバイル機器分野）、家庭・小型産業用途（例えば、電動工具、ゴルフカート、家庭用・介護用・産業用ロボットの分野）、大型産業用途（例えば、フォークリフト、エレベーター、湾港クレーンの分野）、交通システム分野（例えば、ハイブリッド車、電気自動車、バス、電車、電動アシスト自転車、電動二輪車などの分野）、電力系統用途（例えば、各種発電、ロードコンディショナー、スマートグリッド、一般家庭設置型蓄電システムなどの分野）、医療用途（イヤホン補聴器などの医療用機器分野）、医薬用途（服用管理システムなどの分野）、ならびに、ＩｏＴ分野、宇宙・深海用途（例えば、宇宙探査機、潜水調査船などの分野）などに利用することができる。
　１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ　　　固体電池
　１１０　　　電池素子（積層体）
　１１１　　　電極層
　１１１ａ　　　正極層
　１１１ａ１　　　正極層端面
　１１１ｂ　　　負極層
　１１１ｂ１　　　負極層端面
　１１２　　　固体電解質層
　１１２１　　　固体電解質層端面
　１１３ａ　　　第１側面
　１１３ｂ　　　第２側面
　１１３ｃ　　　第３側面
　１１３ｄ　　　第４側面
　１１３ｅ　　　上面（天面）
　１１３ｆ　　　下面（底面）
　１１４ａ，１１４ｂ　　　Ｃ１側面視における積層方向に平行な外縁
　１１５ａ，１１５ｂ　　　Ｃ２側面視における積層方向に平行な外縁
　１１６　　　最外層
　１２０ａ，１２０Ａａ，１２０Ｃａ　　　第１絶縁層
　１２０ｂ，１２０Ｃｂ　　　第２絶縁層
　１３０ａ，１３０Ｂａ，１３０Ｃａ　　　第１外部電極
　１３０ｂ，１３０Ｃｂ　　　第２外部電極
　１４０ａ　　　第１引き出し電極
　１４０ｂ　　　第２引き出し電極
　１５０ａ　　　第１複合外装部
　１５０ａ１　　　第１接着層
　１５０ａ２　　　第１金属層
　１５０ａ３　　　第１保護層
　１５０ｂ　　　第２複合外装部
　１５０ｂ１　　　第２接着層
　１５０ｂ２　　　第２金属層
　１５０ｂ３　　　第２保護層
　２００　　　回路基板
　２０２　　　第１面
　２０４　　　第２面
　２１０　　　回路
　２２０　　　外部端子
　３００　　　封止層
　４００　　　外装体
　１０００　　　固体電池パッケージ
　Ｗ　　　第１端面の延在方向の幅
　Ｗ１　　　第１端面上に配置された絶縁層の延在方向における幅
　Ｗ２　　　絶縁層上に配置された外部電極の延在方向における幅

Claims (12)

  1. 　正極層および負極層が固体電解質層を介して交互に積層し、前記正極層および前記負極層が露出し、積層方向に平行な側面を少なくとも１つ有する電池素子と、
    　前記側面に露出する前記正極層および前記負極層のいずれか一方の電極層の第１電極層の第１端面の少なくとも一部を覆うように配置された絶縁層と、
    　前記側面に露出した前記正極層および前記負極層の他方の電極層の第２電極層の第２端面ならびに前記絶縁層を覆うように、前記側面の一部に配置された外部電極と
    を備え、
    　以下の数式（１）：
    　　［数１］
    　Ｗ≧Ｗ１＞Ｗ２・・・（１）
    ［前記数式（１）中、Ｗは、前記第１端面の延在方向の幅を示し、Ｗ１は、該第１端面上に配置された前記絶縁層の前記延在方向における幅を示し、Ｗ２は、該絶縁層に配置された前記外部電極の前記延在方向における幅を示す］
    を満たす、固体電池。
  2. 　前記外部電極は、前記側面に対向する方向から見た側面視において、前記側面における積層方向に平行な外縁に接触しないように配置される、請求項１に記載の固体電池。
  3. 　前記数式（１）中、Ｗ＝Ｗ１である、請求項１または２に記載の固体電池。
  4. 　前記第１端面の一部が前記絶縁層で覆われている、請求項１～３のいずれか１項に記載の固体電池。
  5. 　前記数式（１）中、Ｗ＞Ｗ１である、請求項１～４のいずれか１項に記載の固体電池。
  6. 　前記外部電極のうち同じ極性の外部電極が同一側面に複数配置されている、請求項１～５のいずれか１項に記載の固体電池。
  7. 　同一側面に異なる極性の前記外部電極が配置され、一方の外部電極が配置された前記同一側面の第１領域と、他方の外部電極が配置された前記同一側面の第２領域とを有し、
    　前記第１領域における第１絶縁層および前記第２領域における第２絶縁層は、積層方向において交互に配置されている、請求項１～６のいずれか１項に記載の固体電池。
  8. 　前記電池素子が略長方体形状を有し、
    　前記外部電極が、前記電池素子の積層方向に平行な４つの側面のうちの、同一側面に、隣接する側面にまたは対向する側面に配置される、請求項１～７のいずれか１項に記載の固体電池。
  9. 　前記電池素子および前記外部電極を覆って封止する複合外装部と、
    　前記外部電極と電気的に接続し、外部へ電気を取り出し可能な引き出し電極と
    をさらに備える、請求項１～８のいずれか１項に記載の固体電池。
  10. 　請求項１～９のいずれか１項に記載の固体電池と、
    　前記固体電池を搭載し、前記外部電極と電気的に接続する回路を有する回路基板と、
    　封止層を介して前記固体電池を覆って封止する外装体と
    を備える、固体電池パッケージ。
  11. 　請求項１～９のいずれか１項に記載の固体電池を製造する方法であって、
    　電池素子の側面に露出する、正極層および負極層のいずれか一方の電極層の第１電極層の第１端面の少なくとも一部に絶縁層を配置することと、
    　前記電池素子の前記側面に露出する、前記正極層および前記負極層の他方の電極層の第２電極層の第２端面の少なくとも一部に外部電極を配置することと
    を含んで成る、固体電池の製造方法。
  12. 　前記絶縁層の配置は、インクジェット工法を用いてなされる、請求項１１に記載の固体電池の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2022239527A1 (ja) * 2021-05-10 2022-11-17 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電池および電池の製造方法
WO2022239525A1 (ja) * 2021-05-10 2022-11-17 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電池

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