(57)【要約】  基板に容易に実装することができるとともに、電池積層体と電池積層体を収容するケースとを備えた実装型の固体電池を小型化する。固体電池（１）は、正極層（１１）、固体電解質層（１３）および負極層（１２）を順に積層することにより形成された電池積層体と、電池積層体を収容するケース本体とを備える。ケース本体が、電池積層体を支持する基部（２０）を有する。正極層（１１）と負極層（１２）とは、ケース本体の基部（２０）が延在する方向に積層されている。
2012081366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極層、固体電解質層および負極層を順に積層することにより形成された電池積層体と、前記電池積層体を収容するケース本体とを備えた固体電池であって、
前記ケース本体が、前記電池積層体を支持する基部を有し、
前記正極層と前記負極層とは、前記ケース本体の基部が延在する方向に積層されている、固体電池。
【請求項２】
前記ケース本体の基部には、前記ケース本体の内側面と外側面とを導通させる電極接続部が形成されており、前記電極接続部が、前記正極層に接続される正極接続部と、前記負極層に接続される負極接続部とを含む、請求項１に記載の固体電池。
【請求項３】
前記正極接続部に接続される側の前記正極層の表面と、前記負極接続部に接続される側の前記負極層の表面とのそれぞれには、集電体層が形成されている、請求項２に記載の固体電池。
【請求項４】
前記電池積層体は、前記基部の表面に対向する一方表面と、前記一方表面に対して反対側の他方表面とを有し、絶縁層が前記他方表面に接触するように配置されている、請求項３に記載の固体電池。
【請求項５】
前記ケース本体が、前記電池積層体を覆うように配置される蓋部を有し、前記蓋部と前記電池積層体との間に前記絶縁層が配置されている、請求項４に記載の固体電池。
【請求項６】
前記ケース本体が、前記電池積層体を覆うように配置される蓋部を有し、前記絶縁層が前記蓋部の一部を形成する、請求項４に記載の固体電池。
【請求項７】
前記正極層に接続される側の前記正極接続部の表面と、前記負極層に接続される側の前記負極接続部の表面とのそれぞれの上には、バンプ層が配置されている、請求項２に記載の固体電池。
【請求項８】
前記ケース本体が、前記電池積層体を覆うように配置される蓋部を有する、請求項７に記載の固体電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には固体電池に関し、特定的には、積層された正極層と固体電解質層と負極層とを有する固体電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型電子機器用電源、メモリーバックアップ用補助電源等に、非水電解液を使用したリチウムイオン二次電池等が使用されている。しかしながら、上記の構成のリチウムイオン二次電池では、電解液が漏出するという危険性がある。このため、上記の構成のリチウムイオン二次電池をメモリーバックアップ用補助電源等に使用すると、漏出した電解液で周辺の電子回路が濡れた場合に、電子回路の故障、誤作動等の問題が生じる。この問題を回避するために、従来から、リチウムイオン二次電池と電子回路とを別の場所に実装することがなされてきた。【０００３】
しかし、近年、さらなる小型化が要求される電子機器において、電池と電子回路とを別の場所に実装することは小型化の障害要因となっている。そこで、近年、電子回路と同一の基板に実装可能な電池が考案されている。【０００４】
たとえば、特開２００２‐４２８８５号公報（以下、特許文献１という）と特開２０１０‐１１８１５９号公報（以下、特許文献２という）には、電子回路部品とともに基板に実装可能な電池の構成が提案されている。【０００５】
これらの電池では、正極層と、負極層と、これらの層間に配置された固体電解質層とを有する電池積層体が基板に実装可能なケース（外装体）に収容されている。また、これらの電池では、基板の実装面に対して垂直方向に積層されるように電池積層体が配置されている。すなわち、電池積層体における正極層または負極層が電池積層体の上面に位置づけられるように積層されている。電池積層体の正極層と負極層は、それぞれ、ケース内で、ワイヤーボンディング、導電性接着剤等で外部端子または集電体に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２‐４２８８５号公報
【特許文献２】特開２０１０‐１１８１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の電池の構成では、電池の上にＩＣチップを設け、ＩＣチップと電池の電極とが開口部を通じて接続されている。この場合には、電池の上にＩＣチップを設けているため、低背化が不十分である。また、この電池とＩＣチップとを横に並べて回路基板等の上に実装する場合、開口部を通じてワイヤーボンディング等でＩＣチップと電池の電極とを接続するため、実装面積が増えてしまう。これらにより、この電池の構成は、電子機器のさらなる小型化の要求に応えることが困難である。【０００８】
また、特許文献２に記載の電池の構成では、ケースの下面に形成されたケース接続電極部がリフローはんだ付け等によって、基板上の電子回路配線等に接続されることにより、電池が基板に実装される。この電池は、基板上の電子回路配線等と接続されるケース接続電極部がケースの下面に位置づけられているため、実装面積を増やすことがなく、基板に実装することが容易である。しかしながら、この電池においても、電池積層体の電極とケースの下面にあるケース接続電極部とがワイヤーボンディングで接続されているので、電池積層体と電池積層体を収容するケースとを備えた実装型の電池をさらに小型化することが困難である。【０００９】
そこで、本発明の目的は、電池積層体と電池積層体を収容するケースとを備えた固体電池を小型化することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に従った固体電池は、正極層、固体電解質層および負極層を順に積層することにより形成された電池積層体と、この電池積層体を収容するケース本体とを備える。ケース本体が、電池積層体を支持する基部を有する。正極層と負極層とは、ケース本体の基部が延在する方向に積層されている。【００１１】
本発明の固体電池では、正極層と負極層とは、ケース本体の基部が延在する方向に積層されている。このため、ケース本体の基部を基板の表面上に置いた場合、正極層と負極層とを基板の表面が延びる方向に並べて配置することができる。これにより、正極層と負極層のそれぞれの表面を基板の表面に対向させることができる。したがって、正極層と負極層のそれぞれを基板上の電子回路配線等に容易に接続することができるので、例えば、基板上に電池を表面実装した場合、電池を基板の上に容易に実装することができる。【００１２】
また、ケース本体内で、電池積層体の正極層および負極層と、基板上の電子回路配線等に接続するための接続端子部とをワイヤーボンディング等で接続する必要がない。これにより、電池積層体と電池積層体を収容するケースとを備えた実装型の固体電池を小型化することができる。【００１３】
本発明の固体電池において、ケース本体の基部には、ケース本体の内側面と外側面とを導通させる電極接続部が形成されており、電極接続部が、正極層に接続される正極接続部と、負極層に接続される負極接続部とを含むことが好ましい。これにより、基板に容易に表面実装することができるとともに、電池積層体と電池積層体を収容するケースとを備えた実装型の固体電池を小型化することができる。【００１４】
上記の場合、正極接続部に接続される側の正極層の表面と、負極接続部に接続される側の負極層の表面とのそれぞれには、集電体層が形成されていることが好ましい。【００１５】
さらに、上記の場合、電池積層体は、基部の表面に対向する一方表面と、この一方表面に対して反対側の他方表面とを有し、絶縁層が上記の他方表面に接触するように配置されていることが好ましい。【００１６】
ケース本体が、電池積層体を覆うように配置される蓋部を有し、蓋部と電池積層体との間に上記の絶縁層が配置されていることが好ましい。【００１７】
また、ケース本体が、電池積層体を覆うように配置される蓋部を有し、上記の絶縁層が蓋部の一部を形成するように構成されてもよい。【００１８】
上記の絶縁層が形成されない場合には、正極層に接続される側の正極接続部の表面と、負極層に接続される側の負極接続部の表面とのそれぞれの上には、バンプ層が形成されていることが好ましい。【００１９】
上記の場合、ケース本体が、電池積層体を覆うように配置される蓋部を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、電池積層体と電池積層体を収容するケースとを備えた固体電池を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施形態として固体電池の模式的な断面を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態として固体電池の模式的な断面を示す断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態として固体電池の模式的な断面を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態の固体電池における電池積層体を示す斜視図である。
【図５】本発明の固体電池における電池積層体の正極層および負極層のそれぞれに形成される集電体層のパターン（Ａ）〜（Ｅ）を示す図である。
【図６】本発明の実施例で作製された固体電池における電池積層体を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施例で作製された固体電池における電池積層体の正極層および負極層のそれぞれに形成された集電体層の一つのパターンを示し、図６において矢印ＶＩＩの方向から見た図である。
【図８】本発明の実施例で作製された固体電池の外観を示す斜視図である。
【図９】本発明の実施例で作製された固体電池におけるケース本体の基部を示す概略斜視図である。
【図１０】本発明の実施例で作製された固体電池における電池積層体の正極層および負極層のそれぞれに形成された集電体層のもう一つのパターンを示す図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態として固体電池の模式的な断面を示す断面図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態として固体電池の模式的な断面を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の固体電池の実施形態について説明する。
【００２３】
図１に示すように、本発明の第１の実施形態では、実装型の固体電池１は、正極層１１、固体電解質層１３および負極層１２を順に積層することにより形成された電池積層体と、この電池積層体を収容するケース本体とを備える。ケース本体は、基部２０と蓋部３０とから構成される。電池積層体は、基部２０で支持されるように基部２０の表面上に置かれている。基部２０には、ケース本体の内側面と外側面とを導通させる電極接続部として正極接続部２１と負極接続部２２とが形成されている。正極接続部２１が正極層１１に接続され、かつ、負極接続部２２が負極層１２に接続されるように、電池積層体は基部２０の表面上に配置されている。蓋部３０は、電池積層体を覆うように配置されている。基部２０と蓋部３０とは、シーム溶接等によって接合されている。正極層１１と固体電解質層１３と負極層１２とは、ケース本体の基部２０が延在する方向に積層されている。基部２０と対向する側の電池積層体の表面と反対側の表面に接触するように絶縁層４０が配置されている。第１の実施形態では、電池積層体と蓋部３０との間に絶縁層４０が配置されている。
【００２４】
図２に示すように、本発明の第２の実施形態として、実装型の固体電池２では、絶縁層４０が蓋部３０の一部を形成している。固体電池２の他の構成は、固体電池１と同様である。
【００２５】
図３に示すように、本発明の第３の実施形態として、実装型の固体電池３では、基部２０と対向する側の電池積層体の表面と反対側の表面には絶縁層が配置されていない。しかし、正極層１１と正極接続部２１との間には正極バンプ層５１が配置され、負極層１２と負極接続部２２との間には負極バンプ層５２が配置されている。固体電池３の他の構成は、固体電池１と同様である。
【００２６】
なお、固体電池１〜３では、電池積層体の外周面とケース本体の蓋部３０の内周面との間には間隙が存在するが、電池積層体の外周面とケース本体の蓋部３０とが隙間なく密着していてもよい。ケース本体の基部２０と蓋部３０は、金属、セラミック等で形成されている。基部２０がアルミナ等のセラミックで形成され、蓋部３０がコバール（コバルト‐ニッケル‐鉄合金）等の金属で形成されていてもよい。絶縁層４０は、アルミナ等のセラミック、フッ素樹脂(４フッ化エチレン樹脂等)、ポリイミド樹脂等の合成樹脂、等で形成されている。正極接続部２１と負極接続部２２は、基部２０に形成されたスルーホールに充填されたタングステン等の金属で形成されている。正極バンプ層５１と負極バンプ層５２は、半田、金等で形成される。
【００２７】
以上のように構成された本発明の固体電池１〜３では、正極層１１と負極層１２とは、ケース本体の基部２０が延在する方向に積層されている。このため、ケース本体の基部２０を基板の表面上に置いた場合、正極層１１と負極層１２とを基板の表面が延びる方向に並べて配置することができる。これにより、正極層１１と負極層１２のそれぞれの表面を基板の表面に対向させることができる。その結果として、正極層１１と負極層１２の両方を基板の一つの面に直接接続することができるため、配線の引き回しが不要になる。このため、配線に必要な面積が小さくなる。このようにして正極層１１と負極層１２のそれぞれを基板上の電子回路配線等に容易に接続することができるので、固体電池１〜３を基板の上に容易に実装することができる。
【００２８】
また、ケース本体内で、電池積層体の正極層１１および負極層１２のそれぞれと、基板上の電子回路配線等に接続するための接続端子部としての正極接続部２１および負極接続部２２のそれぞれとをワイヤーボンディング等で接続する必要がない。これにより、電池積層体と電池積層体を収容するケース本体とを備えた実装型の固体電池１〜３を小型化することができる。なお、実装面積を増やさないで正極層と負極層のそれぞれを基板上の電子回路配線等に接続することができるので、本発明の固体電池１〜３を表面実装する場合、特に効果的である。
【００２９】
固体電池１と２では、電池積層体の上に絶縁層４０が配置されているので、絶縁層４０が電池積層体をケース本体の基部２０に向かって押圧するように作用する。このため、ケース本体内での電池積層体のずれを防止することができる。また、蓋部３０が金属から形成されている場合、電気的短絡を防止することができる。
【００３０】
図４には、正極層１１、固体電解質層１３および負極層１２を順に積層することにより形成された電池積層体が示されている。正極層１１は正極接続部２１（図１と図２）に接続される側の正極接続面１１ａを有し、負極層１２は負極接続部２２（図１と図２）に接続される側の負極接続面１２ａを有する。
【００３１】
図１と図２に示される固体電池１と２においては、電極接続面としての正極接続面１１ａと負極接続面１２ａ（図４）のそれぞれには、図５に示されるような種々のパターンの集電体層６０を形成することができる。図５（Ａ）に示すように集電体層６０が電極接続面の全表面に形成されていてもよい。図５（Ｂ）に示すように集電体層６０が、電極接続面の中央部に位置する正方形状の一部表面に形成されていてもよい。図５（Ｃ）に示すように集電体層６０が、一方端部と中央部と他方端部に位置する複数（図では３つ）の長方形状の一部表面に形成されていてもよい。図５（Ｄ）に示すように集電体層６０が、一方端部に２箇所、中央部に１箇所、および、他方端部に２箇所の正方形状の一部表面に形成されていてもよい。図５（Ｅ）に示すように集電体層６０が、電極接続面の中央部に位置する長方形状の一部表面に形成されていてもよい。なお、集電体層６０は、正極接続面１１ａと負極接続面１２ａのそれぞれの上に、金、銀、白金等の金属層が印刷法、スパッタリング法等によって形成される。集電体層６０は炭素材料等の導電性物質で形成されてもよい。また、正極接続面１１ａと負極接続面１２ａのそれぞれの上に形成された集電体層６０は、基部２０に形成された正極接続部２１と負極接続部２２（図１と図２）のそれぞれの表面上に重なるように電池積層体が配置される。
【００３２】
図１１に示すように、本発明の第４の実施形態では、実装型の固体電池４は、各々が正極層１１、固体電解質層１３および負極層１２を順に積層することにより形成され、直列に接続された３つの電池積層体と、この３つの電池積層体を収容するケース本体とを備える。ケース本体は、基部２０と蓋部３０とから構成される。なお、隣り合う２つの電池積層体において一方の電池積層体の正極層１１と他方の電池積層体の負極層１２の間に集電体層２３を設けている。３つの電池積層体は、基部２０で支持されるように基部２０の表面上に置かれている。基部２０には、ケース本体の内側面と外側面とを導通させる電極接続部として正極接続部２１と負極接続部２２とが形成されている。正極接続部２１が３つの電池積層体の一方端側に位置づけられた電池積層体の正極層１１に接続され、かつ、負極接続部２２が３つの電池積層体の他方端側に位置づけられた電池積層体の負極層１２に接続されるように、３つの電池積層体は基部２０の表面上に配置されている。蓋部３０は、３つの電池積層体を覆うように配置されている。基部２０と蓋部３０とは、シーム溶接等によって接合されている。３つの電池積層体において正極層１１と固体電解質層１３と負極層１２とは、ケース本体の基部２０が延在する方向に積層されている。基部２０と対向する側の３つの電池積層体の表面と反対側の表面に接触するように絶縁層４０が配置されている。第４の実施形態では、３つの電池積層体と蓋部３０との間に絶縁層４０が配置されている。基部２０がアルミナ等のセラミックで形成され、蓋部３０がコバール（コバルト‐ニッケル‐鉄合金）等の金属で形成されている。絶縁層４０は、アルミナ等のセラミック、フッ素樹脂(４フッ化エチレン樹脂等)、ポリイミド樹脂等の合成樹脂、等で形成されている。正極接続部２１と負極接続部２２は、基部２０に形成されたスルーホールに充填されたタングステン等の金属で形成されている。集電体層２３は金等の金属で形成されている。
【００３３】
なお、直列に接続される電池積層体の数は、３つに限定されることはなく、２つ以上であればよい。また、直列に接続される２つ以上の電池積層体は、図２、図３に示される形態でケース本体に収容されてもよい。
【００３４】
図１２に示すように、本発明の第５の実施形態では、実装型の固体電池５は、各々が正極層１１、固体電解質層１３および負極層１２を順に積層することにより形成され、並列に接続された２つの電池積層体と、この２つの電池積層体を収容するケース本体とを備える。ケース本体は、基部２０と蓋部３０とから構成される。２つの電池積層体において、正極層１１同士が電極層２４を介在して接続され、負極層１２同士が導電層２５で接続されている。導電層２５は、２つの電池積層体の上に形成された絶縁層３１の上に延びるように形成されている。２つの電池積層体は、基部２０で支持されるように基部２０の表面上に置かれている。基部２０には、ケース本体の内側面と外側面とを導通させる電極接続部として正極接続部２１と負極接続部２２とが形成されている。正極接続部２１が、２つの電池積層体の中央部に位置づけられた正極層１１同士を接続する電極層２４に接続され、かつ、負極接続部２２が、２つの電池積層体の一方端側に位置づけられた電池積層体の負極層１２に接続されるように、２つの電池積層体は基部２０の表面上に配置されている。絶縁性の蓋部３０は、２つの電池積層体を覆うように導電層２５の上に配置されている。基部２０と蓋部３０とは接合されている。２つの電池積層体において正極層１１と固体電解質層１３と負極層１２とは、ケース本体の基部２０が延在する方向に積層されている。基部２０と蓋部３０がアルミナ等のセラミックで形成されている。絶縁層３１は、アルミナ等のセラミック、フッ素樹脂(４フッ化エチレン樹脂等)、ポリイミド樹脂等の合成樹脂、等で形成されている。正極接続部２１、負極接続部２２、電極層２４、導電層２５は、タングステン、白金、銅、アルミニウム等の金属で形成されている。
【００３５】
なお、並列に接続される電池積層体の数は、２つに限定されることはなく、２つ以上であればよい。固体電池のバランスを考慮すると、２つ以上の偶数個の電池積層体を接続することが好ましい。また、並列に接続される２つ以上の電池積層体は、図２、図３に示される形態でケース本体に収容されてもよい。正極層１１同士、負極層１２同士の配線は、上記の電極層２４、導電層２５の形態に限定されるものではなく、バンブ層等によって形成されてもよい。
【００３６】
次に、上記の実施形態に従って作製された本発明の固体電池の実施例について説明する。なお、本発明の固体電池の形態は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
【実施例】
【００３７】
以下、本発明の固体電池として作製された実施例１〜８について説明する。【００３８】
（実施例１）【００３９】
Ｌｉ2ＳとＰ2Ｓ5とを７：３のモル比となるように秤量し、混合してメカニカルミリング処理し、３００℃の温度で２時間加熱することにより、硫化物系ガラスセラミックスを合成した。得られた硫化物系化合物としてのＬｉ2Ｓ‐Ｐ2Ｓ5を固体電解質として用いた。なお、固体電解質としては、Ｌｉ2Ｓ‐Ｐ2Ｓ5以外のＬｉ2Ｓ‐Ｐ2Ｓ5‐ＧｅＳ2、Ｌｉ2Ｓ‐Ｐ2Ｓ5‐ＳｉＳ2等の硫化物系化合物を用いることもできる。また、正極活物質としてＬｉ2ＦｅＳ2、負極活物質としてグラファイトを用いた。なお、正極活物質としてはコバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム等を用いることもできる。また、負極活物質としてはチタン酸リチウム等を用いることもできる。【００４０】
正極活物質と固体電解質とを１：１の重量比で混合し、正極材料を作製した。さらに、負極活物質と固体電解質とを１：１の重量比で混合し、負極材料を作製した。次いで、固体電解質を一辺が２．６ｍｍの正方形状の金型に入れ、プレスすることにより、固体電解質層を作製した。金型内で、固体電解質層の一方側に正極材料を、他方側に負極材料を装入した後、３３０ＭＰａの圧力でプレスすることにより、電池積層体を作製した。このようにして全固体二次電池の電池積層体を作製した。なお、全固体二次電池の作製方法の一例を上述したが、作製方法は上記の方法に限定されるものではない。【００４１】
なお、作製された電池積層体の大きさは、図６に示すように正極層１１、固体電解質層１３、負極層１２が連なった方向（積層される方向）の寸法をｗ、実装面に対向する方向で電池の高さ方向の寸法をｈ、正極層１１、固体電解質層１３、負極層１２が連なった方向と直交する方向の寸法をｌとすると、ｗ＝０．７５ｍｍ、ｈ＝０．６ｍｍ、ｌ＝２ｍｍである。正極層１１の幅（厚み）ｗ1は３００μｍ、固体電解質層１３の幅（厚み）ｗ3は１５０μｍ、負極層１２の幅（厚み）ｗ2は３００μｍであった。【００４２】
そして、図７に示すように、電池積層体の正極層１１および負極層１２の一方側表面上に、スパッタリング法によって、白金（Ｐｔ）層からなる集電体層１１１、１２１（回路パターン層）を形成した。【００４３】
一方、図１に示すようにケース本体を構成する一つの部材として、アルミナからなる基部２０を準備した。基部２０にはタングステンからなる正極接続部２１と負極接続部２２が形成されている。基部２０の実装面に対向する側の面で露出する正極接続部２１と負極接続部２２の表面には、ニッケル（Ｎｉ）めっきと金（Ａｕ）メッキが施されている。【００４４】
そして、電池積層体の正極層１１および負極層１２の一方側表面上に形成された集電体層１１１、１２１のそれぞれと、ケース本体の基部２０にある正極接続部２１、負極接続部２２のそれぞれとが重なるように、電池積層体を基部２０の上に配置した。さらに、電池積層体の上にポリイミドからなる絶縁層４０（絶縁シート）を配置した。【００４５】
次に、図１に示すようにケース本体を構成するもう一つの部材としてコバール（コバルト‐ニッケル‐鉄合金）製の蓋部３０を準備した。基部２０の上に配置された電池積層体を覆うように蓋部３０を配置して、蓋部３０と基部２０とをシーム溶接によって溶接することにより、実装面の寸法がＬ＝５ｍｍ、Ｗ＝５ｍｍである、図１と図８に示すような実装型の固体電池１を作製した。なお、上記の実施例では、金属製の蓋部３０を用いたが、従来から用いられているセラミック製の蓋部等を用いてもよい。【００４６】
以上のようにして作製された固体電池１の充放電試験を０．８ｍＡ／ｃｍ2の電流密度で行った。その結果、放電容量は０．１ｍＡｈであった。【００４７】
（実施例２）【００４８】
実施例１と同様にして、図３に示すような実装型の固体電池３を作製した。ただし、図１に示すような絶縁層４０を配置しなかった。電池積層体の正極層１１および負極層１２において基部２０に対向する側の一方側表面上には集電体層を形成しなかった。図３に示すように、正極層１１と基部２０の正極接続部２１との間に正極バンプ層５１を配置し、負極層１２と基部２０の負極接続部２２との間に負極バンプ層５２を配置した。具体的には、図９に示すように、基部２０の正極接続部２１と負極接続部２２の上に、蒸着法によって白金（Ｐｔ）でパターン層をドット状に形成し、形成された白金パターン層の上に印刷法によって半田からなる正極バンプ層５１と負極バンプ層５２を形成した。【００４９】
以上のようにして作製された固体電池３の充放電試験を実施例１と同様にして行った。その結果、放電容量は０．１ｍＡｈであった。【００５０】
（実施例３）【００５１】
実施例１と同様にして、図１に示すような実装型の固体電池１を作製した。ただし、図６において正極層１１の幅ｗ1を３００μｍ、負極層１２の幅ｗ2を３００μｍ、固体電解質層１３の幅ｗ3を２５０μｍとした。【００５２】
以上のようにして作製された固体電池１の充放電試験を実施例１と同様にして行った。その結果、放電容量は０．１ｍＡｈであった。【００５３】
（実施例４）【００５４】
実施例１と同様にして、図１に示すような実装型の固体電池１を作製した。ただし、図６において正極層１１の幅ｗ1を３００μｍ、負極層１２の幅ｗ2を３００μｍ、固体電解質層１３の幅ｗ3を５００μｍとした。【００５５】
以上のようにして作製された固体電池１の充放電試験を実施例１と同様にして行った。その結果、放電容量は０．０５ｍＡｈであった。【００５６】
（実施例５）【００５７】
実施例１と同様にして、図１に示すような実装型の固体電池１を作製した。ただし、図６において正極層１１の幅ｗ1を１０００μｍ、負極層１２の幅ｗ2を１０００μｍ、固体電解質層１３の幅ｗ3を１５０μｍとした。【００５８】
以上のようにして作製された固体電池１の充放電試験を実施例１と同様にして行った。その結果、放電容量は０．４ｍＡｈであった。【００５９】
（実施例６）【００６０】
実施例１と同様にして、図１に示すような実装型の固体電池１を作製した。ただし、図６において正極層１１の幅ｗ1を１５００μｍ、負極層１２の幅ｗ2を１５００μｍ、固体電解質層１３の幅ｗ3を１５０μｍとした。【００６１】
以上のようにして作製された固体電池１の充放電試験を実施例１と同様にして行った。その結果、放電容量は０．６ｍＡｈであった。【００６２】
（実施例７）【００６３】
実施例１と同様にして、図１に示すような実装型の固体電池１を作製した。ただし、図１０に示すように、電池積層体の正極層１１および負極層１２の一方側表面上に、スパッタリング法によって、白金（Ｐｔ）層からなる集電体層１１２、１２２（回路パターン層：図５の（Ｃ））を形成した。【００６４】
以上のようにして作製された固体電池１の充放電試験を実施例１と同様にして行った。その結果、放電容量は０．１ｍＡｈであった。【００６５】
（実施例８）【００６６】
実施例１と同様にして、図１に示すような実装型の固体電池１を作製した。ただし、図６において正極層１１の幅ｗ1を２０００μｍ、負極層１２の幅ｗ2を２０００μｍ，固体電解質層１３の幅ｗ3を１５０μｍとした。【００６７】
以上のようにして作製された固体電池１の充放電試験を実施例１と同様にして行った。その結果、放電容量は０．６ｍＡｈであった。【００６８】
実施例１、３、４の充放電試験の結果から、固体電解質層１３の幅ｗ3が小さい方が電池の放電容量が高く、固体電解質層１３の幅ｗ3は小さい方が好ましいことがわかる。【００６９】
実施例１、５、６、８の充放電試験の結果から、正極層１１の幅ｗ1と負極層１２の幅ｗ2が大きい方が電池の放電容量が高いことがわかる。通常、全固体電池では電極幅を大きくすると、電池の放電容量は小さくなることが多いが、本発明の固体電池では電極幅を大きくしても高い放電容量を得ることができる。【００７０】
なお、電池積層体において電極幅、すなわち、正極層１１の幅ｗ1と負極層１２の幅ｗ2のそれぞれが固体電解質層１３の幅ｗ3よりも大きい方が好ましい。固体電解質層１３の幅ｗ3が大きいと、抵抗が高くなり、得られる容量が低くなり、また、レート特性も悪くなり、さらに、電池の体積当たりの容量が小さくなる。【００７１】
また、固体電解質層１３の幅ｗ3が１５０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。固体電解質層１３の幅ｗ3が上記の範囲内であれば、電池特性の優れた電池を得ることができる。固体電解質層１３の幅ｗ3が上記の範囲外であると、電池特性がやや劣る。【００７２】
さらに、電極幅、すなわち、正極層１１の幅ｗ1と負極層１２の幅ｗ2のそれぞれが３００μｍ以上２０００μｍ以下であることが好ましい。電極幅が１０００μｍを超えると、過電圧が高くなり、終始電圧にすぐに達してしまう。また、電極幅が３００μｍ未満であると、容量が小さくなる。さらに好ましくは、電極幅は３００μｍ以上１５００μｍ以下である。【００７３】
今回開示された実施の形態と実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は以上の実施の形態と実施例ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正と変形を含むものであることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
基板の上に容易に実装することが可能な固体電池を得ることができるとともに、実装型の固体電池を小型化することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１，２，３，４，５：固体電池、１１：正極層、１２：負極層、１３：固体電解質層、２０：（ケース本体の）基部、２１：正極接続部、２２：負極接続部、２４：電極層、２５：導電層、３０：（ケース本体の）蓋部、３１，４０：絶縁層、５１：正極バンプ層、５２：負極バンプ層、２３、６０，１１１、１１２、１２１、１２２：集電体層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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