(57)【要約】本発明は、電極間の短絡を抑制することが可能な、固体電池を提供することを主目的とする。本発明は、第１電極層及び第２電極層、並びに、第１電極層及び第２電極層の間に配設された固体電解質層を備え、第１電極層の外周に第１絶縁層が配設され、第１電極層、固体電解質層、及び、第２電極層の積層方向を法線方向とする積層面の大きさは、第１電極層が固体電解質層よりも小さく、積層方向から見た時に、第１電極層の外周に固体電解質層の外縁が位置し、且つ、固体電解質層の外周に第１絶縁層の外縁が位置し、第１絶縁層の外縁と固体電解質層の端部とが接触するように、第１電極層、第１絶縁層、及び、固体電解質層が配設されている、固体電池とする。
2012114497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極層及び第２電極層、並びに、前記第１電極層及び前記第２電極層の間に配設された固体電解質層を備える固体電池であって、
前記第１電極層の外周に第１絶縁層が配設され、
前記第１電極層、前記固体電解質層、及び、前記第２電極層の積層方向を法線方向とする積層面の大きさは、前記第１電極層が前記固体電解質層よりも小さく、
前記積層方向から見た時に、前記第１電極層の外周に前記固体電解質層の外縁が位置し、且つ、前記固体電解質層の外周に前記第１絶縁層の外縁が位置し、
前記第１絶縁層の外縁と前記固体電解質層の端部とが接触するように、前記第１電極層、前記第１絶縁層、及び、前記固体電解質層が配設されていることを特徴とする、固体電池。
【請求項２】
前記第１絶縁層の厚さは、前記第１電極層の厚さ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の固体電池。
【請求項３】
前記第２電極層の外周に、さらに第２絶縁層が配設されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の固体電池。
【請求項４】
前記第２絶縁層の厚さは、前記第２電極層の厚さ以下であることを特徴とする、請求項３に記載の固体電池。
【請求項５】
前記第２電極層の前記積層面の大きさは前記第１電極層の前記積層面の大きさよりも大きく、且つ、前記積層方向から見た時に、前記第１電極層の外周に前記第２電極層の外縁が位置していることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の固体電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の電極層と、該一対の電極層の間に配設された固体電解質層と、を備える固体電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池（以下において、単に「電池」ということがある。）は、他の二次電池よりもエネルギー密度が高く、高電圧での動作が可能という特徴を有している。そのため、小型軽量化を図りやすい二次電池として携帯電話等の情報機器に使用されており、近年、電気自動車やハイブリッド自動車用等、大型の動力用としての需要も高まっている。【０００３】
リチウムイオン二次電池には、正極層及び負極層（一対の電極層）と、これらの間に配置される電解質層とが備えられ、電解質層に用いられる電解質としては、例えば非水系の液体状や固体状の物質が知られている。液体状の電解質（以下において、「電解液」という。）が用いられる場合には、電解液が正極層や負極層の内部へと浸透しやすい。そのため、正極層や負極層に含有されている活物質と電解液との界面が形成されやすく、性能を向上させやすい。ところが、広く用いられている電解液は可燃性であるため、安全性を確保するためのシステムを搭載する必要がある。一方、固体状の電解質（以下において、「固体電解質」という。）は不燃性であるため、上記システムを簡素化できる。それゆえ、不燃性である固体電解質を含有する層（以下において、「固体電解質層」という。）が備えられる形態のリチウムイオン二次電池（以下において、「固体電池」という。）が提案されている。【０００４】
このような電池に関する技術として、例えば特許文献１には、正極活物質層の端面が絶縁性物質粒子集合体層でコーティングされ、正極活物質層は、電池層として対をなす負極活物質層からはみ出さない大きさに形成され、正極活物質層及び負極活物質層間に介装されているセパレータは、絶縁性物質粒子同士がバインダーで結合された絶縁性物質粒子集合体層であって、正極及び負極の少なくともいずれか一方に固定され、少なくとも負極と対向する正極活物質層の表面全体を覆うように、且つ集電体の端面からはみ出さないように配置されている非水系二次電池が開示されている。また、特許文献２には、非イオン透過性樹脂を浸透させて形成した樹脂浸透部が、正極活物質層又は負極活物質層の面方向において、電気化学反応に有効な電極反応部の外周に配置され、正極活物質層における電極反応部の外周縁辺が、負極活物質層における電極反応部の外周縁辺に対して一致又は内方に位置している非水電解質二次電池が開示されている。そして、特許文献２では、非イオン透過性樹脂からなる接着層が正極活物質層及び／又は負極活物質層の外方に備えられている形態も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第１９９８／３８６８８号パンフレット
【特許文献２】特開２０１０−９２６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電池において、例えば、正極集電体に接続された正極層及び負極集電体に接続された負極層と、正極層及び負極層の間に配置された固体電解質層とを具備する積層体が空気と接触する事態等を防ぐために、気体不透過性の外装材内に積層体を収容し、外装材内を減圧して封入する場合、外装材の外側から、外装材の内側へ力が付与される。ここで、例えば、積層体を構成する各層の積層方向を法線方向とする面（以下において、「積層面」という。）の端面の位置が揃う大きさに正極層、固体電解質層、及び、負極層を形成し、これらの層を積層した場合、積層体の周囲から力が付与されると、正極層の端部や負極層の端部（以下において、「電極層の一部」という。）が滑落する虞があり、滑落した電極層の一部を介して正極層と負極層とが接続され、短絡する虞があった。この形態の短絡は、例えば特許文献１や特許文献２に開示されているように、正極層の積層面の大きさと、負極層の積層面の大きさとを非同一とし、積層面の大きさが相対的に小さい一方の電極層が、積層面の大きさが相対的に大きい他方の電極層の中央に配置されるように、両電極層を配置することにより、抑制可能とも考えられる。しかしながら、特許文献１に開示されている技術において、セパレータと絶縁性物質粒子集合体層との密着が不十分であると、セパレータと絶縁性物質粒子集合層との隙間を移動した正極層の一部を介して、正極層と負極層とが接続され、短絡する虞があった。また、特許文献２に開示されている技術においても、正極活物質層や該正極活物質層の外周に配置された樹脂浸透部と、負極活物質層や該負極活物質層の外方に配置された樹脂浸透部及び接着層との密着が不十分であると、隙間を移動した正極活物質層の一部を介して正極活物質層と負極活物質層とが接続され、短絡する虞があった。このような短絡が生じると電池の性能が低下するため、短絡を防止し得る技術開発が求められていた。【０００７】
そこで本発明は、電極間の短絡を抑制することが可能な固体電池を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段をとる。すなわち、
本発明は、第１電極層及び第２電極層、並びに、第１電極層及び第２電極層の間に配設された固体電解質層を備える固体電池であって、第１電極層の外周に第１絶縁層が配設され、第１電極層、固体電解質層、及び、第２電極層の積層方向を法線方向とする積層面の大きさは、第１電極層が固体電解質層よりも小さく、積層方向から見た時に、第１電極層の外周に固体電解質層の外縁が位置し、且つ、固体電解質層の外周に第１絶縁層の外縁が位置し、第１絶縁層の外縁と固体電解質層の端部とが接触するように、第１電極層、第１絶縁層、及び、固体電解質層が配設されていることを特徴とする、固体電池である。【０００９】
ここに、本発明において、「第１電極層」及び「第２電極層」は、一方が正極層であり、他方が負極層である。また、「積層方向から見た時に、第１電極層の外周に固体電解質層の外縁が位置し、且つ、固体電解質層の外周に第１絶縁層の外縁が位置し」とは、積層方向から見た時に、第１電極層よりも積層面が大きい固体電解質層の外縁が第１電極層の周りからはみ出し、且つ、第１絶縁層の外縁が固体電解質層の周りからはみ出すように、第１電極層、第１絶縁層、及び、固体電解質層が積層されていることをいう。【００１０】
また、上記本発明において、第１絶縁層の厚さは、第１電極層の厚さ以下であることが好ましい。【００１１】
また、上記本発明において、第２電極層の外周に、さらに第２絶縁層が配設されていることが好ましい。【００１２】
また、第２電極層の外周に、さらに第２絶縁層が配設されている上記本発明において、第２絶縁層の厚さは、第２電極層の厚さ以下であることが好ましい。【００１３】
また、上記本発明において、第２電極層の積層面の大きさは第１電極層の積層面の大きさよりも大きく、且つ、積層方向から見た時に、第１電極層の外周に第２電極層の外縁が位置していることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の固体電池では、積層方向から見た時に、第１電極層の外周に固体電解質層の外縁が位置し、且つ、固体電解質層の外周に第１絶縁層の外縁が位置し、第１絶縁層の外縁と固体電解質層の端部とが接触するように、第１電極層、第１絶縁層、及び、固体電解質層が配設されている。それゆえ、本発明の電池によれば、第１電極層の端部が欠けて滑落したとしても、滑落した第１電極層の一部を、第１電極層と第１絶縁層と固体電解質層とで画定される空間に留めることができる。滑落した第１電極層の一部をこの空間に留めることにより、滑落した第１電極層の一部を介して第１電極層と第２電極層とが接続されて短絡する事態を抑制することができる。したがって、本発明によれば、電極間の短絡を抑制することが可能な固体電池を提供することができる。【００１５】
また、本発明において、第１絶縁層の厚さが第１電極層の厚さ以下であることにより、固体電解質層が湾曲して破損する事態を抑制することが可能になる。固体電解質層の破損を抑制することにより、固体電解質層の破損部位へと進入した第１電極層の一部及び／又は固体電解質層の破損部位へと進入した第２電極層の一部を介して第１電極層と第２電極層とが接続されて短絡する事態を抑制することが可能になる。したがって、かかる形態とすることにより、電極間の短絡を抑制することが容易になる。【００１６】
また、本発明において、第２電極層の外周に、さらに第２絶縁層が配設されていることにより、第１電極層と第２電極層との短絡を抑制することが容易になる。【００１７】
また、本発明において、第２絶縁層の厚さが第２電極層の厚さ以下であることにより、固体電解質層が湾曲して破損する事態を抑制することが可能になる。したがって、かかる形態とすることにより、電極間の短絡を抑制することが容易になる。【００１８】
また、本発明において、第２電極層の積層面の大きさが第１電極層の積層面の大きさよりも大きく、且つ、積層方向から見た時に、第１電極層の外周に第２電極層の外縁が位置していることにより、第１電極層と第２電極層との短絡を抑制することが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】固体電池１０を説明する断面図である。
【図２Ａ】正極集電体１及び第１絶縁層２を説明する図である。
【図２Ｂ】第１絶縁層２及び正極層３を説明する図である。
【図２Ｃ】第２絶縁層６及び負極集電体７を説明する図である。
【図２Ｄ】負極層５及び第２絶縁層６を説明する図である。
【図３】外縁に第１絶縁層２を形成した正極集電体１の試作品を示す写真である。
【図４】外縁に第２絶縁層６を形成した負極集電体７の試作品を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の電池をリチウムイオン二次電池とした場合について説明する。なお、以下に示す形態は本発明の例示であり、本発明は以下に示す形態に限定されるものではない。
【００２１】
図１は本発明の固体電池１０を説明する断面図であり、図２Ａ乃至図２Ｄは固体電池１０の製造工程を説明する図である。図１の紙面上下方向、及び、図２Ａ乃至図２Ｄの紙面奥／手前方向が、積層方向である。
【００２２】
図１に示すように、固体電池１０は、正極集電体１と、該正極集電体１の表面に形成された正極層３と、該正極層３の外周に配設された第１絶縁層２と、固体電解質層４と、該固体電解質層４を中央にして正極層３の反対側に配置された負極層５と、該負極層５の外周に配設された第２絶縁層６と、負極層５及び第２絶縁層６と接触している負極集電体７と、これらを包む第１ラミネートフィルム８及び第２ラミネートフィルム９と、を有している。固体電池１０において、正極層３、固体電解質層４、及び、負極層５等の積層方向を法線方向とする、正極集電体１及び負極集電体７の積層面は、大きさ及び形状が略同一である。
【００２３】
固体電池１０は、例えば以下の工程を経て製造される。図２Ａに示すように、第１絶縁層２は、例えばエナメル塗装や静電塗装等の公知の方法によって、正極集電体１の外縁に形成する。こうして第１絶縁層２を形成したら、第１絶縁層２の表面にマスキング材を配置する。そして、少なくとも正極活物質及び固体電解質を溶媒に分散して作製した正極スラリーを、第１絶縁層２によって囲まれた正極集電体１の表面全体へドクターブレード法等の公知の方法で塗布し、溶媒を揮発させる過程を経て、図２Ｂに示すように正極層３を形成する。ここで、正極層３の厚さ（図２Ｂの紙面奥／手前方向の厚さ）は第１絶縁層２の厚さ（図２Ｂの紙面奥／手前方向の厚さ）よりも数μｍ程度厚くする。このようにして第１絶縁層２及び正極層３を形成することにより、正極層３の外周に第１絶縁層２を配設することができる。外縁に第１絶縁層２を形成した正極集電体１の試作品を図３に示す。図３に示す第１絶縁層２は、図３の紙面奥／手前方向の厚さを２５μｍとした。
【００２４】
一方、第２絶縁層６は、図２Ｃに示すように、例えばエナメル塗装や静電塗装等の公知の方法によって、負極集電体７の外縁に形成する。ここで、図２Ｃに示す第２絶縁層６の幅ｗ２は、図２Ａに示す第１絶縁層２の幅ｗ１よりも狭くする。こうして第２絶縁層６を形成したら、第２絶縁層６の表面にマスキング材を配置する。そして、少なくとも負極活物質及び固体電解質を溶媒に分散して作製した負極スラリーを、第２絶縁層６によって囲まれた負極集電体７の表面全体へドクターブレード法等の公知の方法で塗布し、溶媒を揮発させる過程を経て、図２Ｄに示すように負極層５を形成する。ここで、負極層５の厚さ（図２Ｄの紙面奥／手前方向の厚さ）は第２絶縁層６の厚さ（図２Ｄの紙面奥／手前方向の厚さ）よりも数μｍ程度厚くする。このようにして負極層５及び第２絶縁層６を形成することにより、負極層５の外周に第２絶縁層６を配設することができる。外縁に第２絶縁層６を形成した負極集電体７の試作品を図４に示す。図４に示す第２絶縁層６は、図４の紙面奥／手前方向の厚さを２５μｍとした。
【００２５】
こうして負極層５及び第２絶縁層６を形成したら、例えば、第２絶縁層６の表面にマスキング材を配置したまま、少なくとも固体電解質を溶媒に分散して作製した電解質スラリーを、負極層５の表面へドクターブレード法等の公知の方法で塗布し、溶媒を揮発させる過程を経ることにより、積層面の大きさ及び形状が負極層５と同一である固体電解質層４を形成することができる。そして、マスキング材を除去した後、第１絶縁層２によって囲まれた正極集電体１の表面に形成した正極層３を、固体電解質層４の表面へと配置して、固体電解質層４が正極層３及び負極層５によって挟まれた積層体を作製し、この積層体の積層方向へ所定の圧縮力を付与して押圧する。その後、押圧された積層体を第１ラミネートフィルム８及び第２ラミネートフィルム９で包む。次いで、第１ラミネートフィルム８及び第２ラミネートフィルム９によって包まれた空間を減圧（真空ラミネート）し、第１ラミネートフィルム８の外縁８ａと第２ラミネートフィルム９の外縁９ａとを例えば熱溶着する過程を経て、固体電池１０を製造することができる。
【００２６】
このようにして製造される固体電池１０は、積層方向から見た時に、正極層３の外周（周囲）に固体電解質層４の外縁が位置し、且つ、固体電解質層４の外周（周囲）に第１絶縁層２の外縁が位置している。このように構成される積層体を真空ラミネートすると、ラミネートフィルムの外側から内側へ向けて力が付与され、特に積層体の外縁が湾曲する。その結果、図１に示したように、湾曲した第１絶縁層２の外縁と固体電解質層４の端部とが全周に亘って接触し、正極層３の周囲に、正極層３と第１絶縁層２と固体電解質層４とで画定される部位Ｘを設けることができる。そして、負極層５及び固体電解質層４、第１絶縁層２、並びに、第２絶縁層６で画定される部位Ｙと部位Ｘとを、全周に亘って密着している第１絶縁層２及び固体電解質層４によって分断することができる。
【００２７】
このように構成される固体電池１０は、ラミネートフィルム８、９の外側等から力が付与されて正極層３の外縁の一部が欠け、欠けた正極層３の一部が滑落しても、滑落した正極層３の一部を部位Ｘに留めることができる。それゆえ、滑落した正極層３の一部を介して正極層３と負極層５とが接続されて短絡する事態を防止することが可能になる。また、ラミネートフィルム８、９の外側等から力が付与されて負極層５の外縁の一部が欠け、欠けた負極層５の一部が滑落しても、滑落した負極層５の一部を部位Ｙに留めることができる。それゆえ、滑落した負極層５の一部を介して正極層３と負極層５とが接続されて短絡する事態を防止することも可能になる。
【００２８】
また、固体電池１０では、第１絶縁層２の厚さが正極層３の厚さよりも数μｍ程度薄く、第２絶縁層６の厚さが負極層５の厚さよりも数μｍ程度薄い。第１絶縁層２及び第２絶縁層６をこのような厚さとすることにより、第１絶縁層２の外縁と第２絶縁層６の外縁とを接触させることが容易になる。第１絶縁層２の外縁と第２絶縁層６の外縁とを接触させることにより、ラミネートフィルム８、９の外側から力が付与された場合であっても、この力の一部を第１絶縁層２の外縁と第２絶縁層６の外縁との接触部で受けとめることが可能になり、その結果、負極集電体７が湾曲する度合いを低減することが可能になる。負極集電体７が湾曲する度合いを低減することにより、固体電解質層４が、応力最大部位となる正極層３と部位Ｘとの境界で割れる事態を防止することが可能になる。ここで、固体電解質層４が割れると、正極層３側から割れた場合には亀裂に入り込んだ正極層３の一部を介して、また、負極層５側から割れた場合には亀裂に入り込んだ負極層５の一部を介して、正極層３と負極層５とが接続されて短絡する虞がある。これに対し、固体電池１０では、固体電解質層４が割れる事態を防止することが可能になるので、固体電解質層４の亀裂に入り込んだ正極層３の一部や負極層５の一部を介した短絡を、防止することが可能になる。
【００２９】
固体電池１０において、正極集電体１や負極集電体７は、リチウムイオン二次電池の正極集電体や負極集電体として使用可能な公知の導電性材料によって構成することができる。そのような導電性材料としては、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｖ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ｉｎからなる群から選択される一又は二以上の元素を含む金属材料を例示することができる。また、正極集電体１及び負極集電体７は、例えば、金属箔や金属メッシュ等の形状にすることができる。
【００３０】
また、第１絶縁層２及び第２絶縁層６は、固体電池１０の使用時の環境に耐え得る公知の絶縁性材料によって構成することができる。そのような絶縁性材料としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアミドイミド、ポリプロピレン（ＰＰ）のほか、これらの２以上を混合した混合物等を例示することができる。
【００３１】
また、正極層３に含有させる正極活物質としては、リチウムイオン二次電池の正極層に含有させることが可能な公知の活物質を適宜用いることができる。そのような正極活物質としては、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）等を例示することができる。また、正極層３に含有させる電解質としては、電池の正極層に含有させることが可能な公知の電解質を適宜用いることができる。そのような電解質としては、Ｌｉ３ＰＯ４等の酸化物系固体電解質、Ｌｉ３ＰＳ４や、Ｌｉ２Ｓ：Ｐ２Ｓ５＝５０：５０〜１００：０となるようにＬｉ２Ｓ及びＰ２Ｓ５を混合して作製した硫化物系固体電解質（例えば、質量比で、Ｌｉ２Ｓ：Ｐ２Ｓ５＝７５：２５となるようにＬｉ２Ｓ及びＰ２Ｓ５を混合して作製した硫化物固体電解質）等の無機固体電解質のほか、ポリエチレンオキサイド等の有機固体電解質を例示することができる。このほか、正極層３には、正極活物質や電解質を結着させるバインダーや導電性を向上させる導電材が含有されていてもよい。正極層３に含有させることが可能なバインダーとしては、ブチレンゴム等を例示することができ、正極層３に含有させることが可能な導電材としては、カーボンブラック等を例示することができる。また、正極層３を作製する際に用いる溶媒としては、リチウムイオン二次電池の正極層作製時に用いるスラリーを調整する際に使用可能な公知の溶媒を適宜用いることができる。そのような溶媒としては、ヘプタン等を例示することができる。
【００３２】
また、固体電解質層４に含有させる電解質としては、正極層３に含有させることが可能な上記無機固体電解質や有機固体電解質等を例示することができる。また、固体電解質層４を作製する際に用いる溶媒としては、正極層３を作製する際に使用可能な上記溶媒等を例示することができる。
【００３３】
また、負極層５に含有させる負極活物質としては、リチウムイオン二次電池の負極層に含有させることが可能な公知の活物質を適宜用いることができる。そのような活物質としては、グラファイト等を例示することができる。また、負極層５に含有させる電解質としては、リチウムイオン二次電池の負極層に含有させることが可能な公知の電解質を適宜用いることができる。そのような電解質としては、正極層３に含有させることが可能な上記無機固体電解質や有機固体電解質等を例示することができる。このほか、負極層５には、負極活物質や電解質を結着させるバインダーや導電性を向上させる導電材が含有されていてもよい。負極層５に含有させることが可能なバインダーや導電材としては、正極層３に含有させることが可能な上記バインダーや導電材等を例示することができる。また、負極層５を作製する際に用いる溶媒としては、正極層３を作製する際に使用可能な上記溶媒等を例示することができる。
【００３４】
また、第１ラミネートフィルム８及び第２ラミネートフィルム９は、リチウムイオン二次電池の使用時の環境に耐えることができ、気体や液体を透過させない性質を有し、且つ、密封することができるフィルムを、特に限定されることなく用いることができる。そのようなフィルムの構成材料としては、アルミニウムの表面にポリプロピレン（ＰＰ）をコーティングしたフィルム等を例示することができる。
【００３５】
本発明に関する上記説明では、第１絶縁層２の厚さが正極層３の厚さよりも数μｍ程度薄い形態を例示したが、本発明の固体電池は当該形態に限定されない。本発明の固体電池において、第１絶縁層及び第１電極層（固体電池１０では正極層３。以下において同じ。）は同じ厚さであっても良く、第１絶縁層の厚さが第１電極層の厚さよりも厚くても良い。ただし、固体電解質層が破損し難い形態とすることによって、固体電解質層の亀裂に入り込んだ電極層の一部を介する短絡を防止しやすい形態にする等の観点からは、第１絶縁層の厚さを第１電極層の厚さ以下とすることが好ましい。
【００３６】
また、本発明に関する上記説明では、正極層３の外周に第１絶縁層２が配設され、且つ、負極層５の外周に第２絶縁層６が配設されている形態を例示したが、本発明の固体電池は当該形態に限定されない。本発明の固体電池は、第２電極層（固体電池１０では負極層５。以下において同じ。）の外周に第２絶縁層が配設されていない形態とすることも可能である。ただし、第１電極層と第２電極層との間の短絡を抑制しやすい形態にする等の観点からは、第２電極層の外周に第２絶縁層が配設されている形態とすることが好ましい。
【００３７】
また、本発明に関する上記説明では、第２絶縁層６の厚さが負極層５の厚さよりも数μｍ程度薄い形態を例示したが、本発明の固体電池は当該形態に限定されない。本発明の固体電池において、第２電極層の外周に第２絶縁層が配設されている場合、第２絶縁層及び第２電極層は同じ厚さであっても良く、第２絶縁層の厚さが第２電極層の厚さよりも厚くても良い。ただし、固体電解質層が破損し難い形態とすることによって、固体電解質層の亀裂に入り込んだ電極層の一部を介する短絡を防止しやすい形態にする等の観点からは、第２絶縁層の厚さを第２電極層の厚さ以下とすることが好ましい。
【００３８】
また、本発明に関する上記説明では、第２絶縁層６の幅ｗ２を第１絶縁層５の幅ｗ１よりも狭くすることによって、負極層５の積層面の大きさが正極層３の積層面の大きさよりも大きく、且つ、積層方向から見た時に、正極層３の外周に負極層５の外縁が位置している形態を例示したが、本発明の固体電池は当該形態に限定されない。本発明の固体電池は、正極層の積層面と負極層の積層面とが同じ大きさであっても良く、正極層の積層面が負極層の積層面よりも大きい形態とすることも可能である。ただし、電極層間の短絡を抑制しやすく、また、性能を向上させやすい固体電池を提供する等の観点からは、負極層の積層面の大きさを正極層の積層面の大きさよりも大きくし、且つ、積層方向から見た時に、正極層の外周に負極層の外縁が位置するように正極層及び負極層を配置することが好ましい。
【００３９】
また、本発明に関する上記説明では、リチウムイオン二次電池である固体電池１０を例示したが、本発明の固体電池は当該形態に限定されない。本発明の固体電池は、第１電極層と第２電極層との間を、リチウムイオン以外のイオンが移動する形態とすることも可能である。そのようなイオンとしては、ナトリウムイオンやカリウムイオン等を例示することができる。リチウムイオン以外のイオンが移動する形態とする場合、正極活物質、固体電解質、及び、負極活物質は、移動するイオンに応じて適宜選択すれば良い。
【００４０】
以上、現時点において実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う固体電池も本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。
【符号の説明】
【００４１】
１…正極集電体
２…第１絶縁層
３…正極層（第１電極層）
４…固体電解質層（電解質層）
５…負極層（第２電極層）
６…第２絶縁層
７…負極集電体
８…第１ラミネートフィルム
９…第２ラミネートフィルム
１０…固体電池
【図１】
2012114497.tif 000003
【図２Ａ】
2012114497.tif 000004
【図２Ｂ】
2012114497.tif 000005
【図２Ｃ】
2012114497.tif 000006
【図２Ｄ】
2012114497.tif 000007
【図３】
2012114497.tif 000008
【図４】
2012114497.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成24年1月24日(2012.1.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極層及び第２電極層、並びに、前記第１電極層及び前記第２電極層の間に配設された固体電解質層を備える固体電池であって、
前記第１電極層の外周に第１絶縁層が配設され、
前記第１電極層、前記固体電解質層、及び、前記第２電極層の積層方向を法線方向とする積層面の大きさは、前記第１電極層が前記固体電解質層よりも小さく、
前記積層方向から見た時に、前記第１電極層の外周に前記固体電解質層の外縁が位置し、且つ、前記固体電解質層の外周に前記第１絶縁層の外縁が位置し、
前記第１絶縁層の外縁と前記固体電解質層の端部とが接触するように、前記第１電極層、前記第１絶縁層、及び、前記固体電解質層が配設され、
前記第１絶縁層の厚さが、前記第１電極層の厚さよりも薄い、固体電池。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
前記第２電極層の外周に、さらに第２絶縁層が配設されていることを特徴とする、請求項１に記載の固体電池。
【請求項４】
前記第２絶縁層の厚さは、前記第２電極層の厚さ以下であることを特徴とする、請求項３に記載の固体電池。
【請求項５】
前記第２電極層の前記積層面の大きさは前記第１電極層の前記積層面の大きさよりも大きく、且つ、前記積層方向から見た時に、前記第１電極層の外周に前記第２電極層の外縁が位置していることを特徴とする、請求項１、３又は４のいずれか１項に記載の固体電池。
【手続補正書】
【提出日】平成25年5月2日(2013.5.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極層及び第２電極層、並びに、前記第１電極層及び前記第２電極層の間に配設された固体電解質層を備える固体電池であって、
前記第１電極層の外周に第１絶縁層が配設され、
前記第１電極層、前記固体電解質層、及び、前記第２電極層の積層方向を法線方向とする積層面の大きさは、前記第１電極層が前記固体電解質層よりも小さく、
前記積層方向から見た時に、前記第１電極層の外周に前記固体電解質層の外縁が位置し、且つ、前記固体電解質層の外周に前記第１絶縁層の外縁が位置し、
前記第１絶縁層の外縁と前記固体電解質層の端部とが接触するように、前記第１電極層、前記第１絶縁層、及び、前記固体電解質層が配設され、
前記第１絶縁層の厚さが、前記第１電極層の厚さよりも薄い、固体電池。
【請求項２】
前記第２電極層の外周に、さらに第２絶縁層が配設されていることを特徴とする、請求項１に記載の固体電池。
【請求項３】
前記第２絶縁層の厚さは、前記第２電極層の厚さ以下であることを特徴とする、請求項２に記載の固体電池。
【請求項４】
前記第２電極層の前記積層面の大きさは前記第１電極層の前記積層面の大きさよりも大きく、且つ、前記積層方向から見た時に、前記第１電極層の外周に前記第２電極層の外縁が位置していることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の固体電池。
【国際調査報告】
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