(57)【要約】【課題】本開示は、発電要素における電極反応の均一性向上と、エネルギー密度の低下抑制とを両立した全固体電池を提供することを主目的とする。【解決手段】本開示においては、正極集電体、正極タブ、負極集電体、負極タブおよび発電要素を備える全固体電池であって、上記発電要素は、第一発電部と、第二発電部と、絶縁部とを有し、上記第一発電部および上記第二発電部は、それぞれ、正極層、固体電解質層および負極層の発電単位を有し、上記全固体電池は、上記絶縁部の屈曲により上記第一発電部および上記第二発電部が厚さ方向に積層された屈曲構造を有し、上記正極タブおよび上記負極タブの両方が、上記全固体電池の同側に配置され、上記屈曲構造を平面状に展開した場合に、上記正極タブおよび上記負極タブが対角関係にある、全固体電池を提供することにより、上記課題を解決する。【選択図】図２
2020113438.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極集電体と、
前記正極集電体に接続された正極タブと、
負極集電体と、
前記負極集電体に接続された負極タブと、
前記正極集電体および前記負極集電体の間に形成された発電要素と、を備える全固体電池であって、
前記発電要素は、第一発電部と、第二発電部と、絶縁部とを有し、
前記第一発電部および前記第二発電部は、それぞれ、正極層、固体電解質層および負極層の発電単位を有し、
前記全固体電池は、前記絶縁部の屈曲により前記第一発電部および前記第二発電部が厚さ方向に積層された屈曲構造を有し、
前記正極タブおよび前記負極タブの両方が、前記全固体電池の同側に配置され、
前記屈曲構造を平面状に展開した場合に、前記正極タブおよび前記負極タブが対角関係にある、全固体電池。
【請求項２】
前記正極タブの幅および前記負極タブの幅の合計が、前記正極層の幅以上である、請求項１に記載の全固体電池。
【請求項３】
前記正極タブの幅および前記負極タブの幅の合計が、前記負極層の幅以上である、請求項１または請求項２に記載の全固体電池。
【請求項４】
前記発電要素が、複数の前記発電単位が厚さ方向に積層された構造を有する、請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載の全固体電池。
【請求項５】
前記複数の発電単位が、互いに並列接続されている、請求項４に記載の全固体電池。
【請求項６】
前記複数の発電単位が、互いに直列接続されている、請求項４に記載の全固体電池。
【請求項７】
前記屈曲構造を平面状に展開した場合に、前記複数の発電単位における前記絶縁部の長さが、厚さ方向に沿って増加している、請求項４から請求項６までのいずれかの請求項に記載の全固体電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、全固体電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
全固体電池は、正極層および負極層の間に固体電解質層を有する電池であり、可燃性の有機溶媒を含む電解液を有する液系電池に比べて、安全装置の簡素化が図りやすいという利点を有する。
【０００３】
一方、電池は、電流を取り出すために正極タブおよび負極タブを有する。また、タブの配置によって、従来の電池は、片タブ構造と、両タブ構造とに大別される。例えば特許文献１には、正極タブおよび負極タブが同側に配置された片タブ構造を有する電池が開示されている。一方、特許文献２には、正極タブおよび負極タブが対向するように配置された両タブ構造を有する電池が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−１２９１５３号公報
【特許文献２】特開２００４−０３１２７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
片タブ構造は、発電に寄与しないデッドスペースが少ないため、エネルギー密度の低下を抑制しやすいが、発電要素における電極反応の均一性が低い。これに対して、両タブ構造は、発電要素における電極反応の均一性は高いが、発電に寄与しないデッドスペースが多いため、エネルギー密度の低下を抑制しにくい。
【０００６】
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、発電要素における電極反応の均一性向上と、エネルギー密度の低下抑制とを両立した全固体電池を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本開示においては、正極集電体と、上記正極集電体に接続された正極タブと、負極集電体と、上記負極集電体に接続された負極タブと、上記正極集電体および上記負極集電体の間に形成された発電要素と、を備える全固体電池であって、上記発電要素は、第一発電部と、第二発電部と、絶縁部とを有し、上記第一発電部および上記第二発電部は、それぞれ、正極層、固体電解質層および負極層の発電単位を有し、上記全固体電池は、上記絶縁部の屈曲により上記第一発電部および上記第二発電部が厚さ方向に積層された屈曲構造を有し、上記正極タブおよび上記負極タブの両方が、上記全固体電池の同側に配置され、上記屈曲構造を平面状に展開した場合に、上記正極タブおよび上記負極タブが対角関係にある、全固体電池を提供する。
【０００８】
本開示によれば、正極タブおよび負極タブが対角関係にある電池を、絶縁部を介して屈曲させた構造を有することから、発電要素における電極反応の均一性向上と、エネルギー密度の低下抑制とを両立した全固体電池とすることができる。
【０００９】
上記開示においては、上記正極タブの幅および上記負極タブの幅の合計が、上記正極層の幅以上であってもよい。
【００１０】
上記開示においては、上記正極タブの幅および上記負極タブの幅の合計が、上記負極層の幅以上であってもよい。
【００１１】
上記開示においては、上記発電要素が、複数の上記発電単位が厚さ方向に積層された構造を有していてもよい。
【００１２】
上記開示においては、上記複数の発電単位が、互いに並列接続されていてもよい。
【００１３】
上記開示においては、上記複数の発電単位が、互いに直列接続されていてもよい。
【００１４】
上記開示においては、上記屈曲構造を平面状に展開した場合に、上記複数の発電単位における上記絶縁部の長さが、厚さ方向に沿って増加していてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本開示における全固体電池は、発電要素における電極反応の均一性向上と、エネルギー密度の低下抑制とを両立できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本開示における全固体電池を説明する概略断面図である。
【図２】本開示における全固体電池を説明する概略斜視図である。
【図３】片タブ構造を説明する模式図である。
【図４】両タブ構造を説明する模式図である。
【図５】本開示における全固体電池を説明する概略断面図である。
【図６】本開示における全固体電池を説明する概略平面図である。
【図７】本開示における全固体電池を説明する概略断面図である。
【図８】本開示における全固体電池を説明する概略断面図である。
【図９】本開示における全固体電池を説明する概略断面図である。
【図１０】本開示における全固体電池の製造方法の一例を説明する概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本開示における全固体電池について、詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本開示における全固体電池を説明する概略断面図であり、屈曲構造を形成する前の電池を示している。なお、屈曲構造を形成する前の状態は、後述するように、屈曲構造を平面状に展開した状態に該当する。
【００１９】
図１に示す全固体電池１００は、正極集電体２０と、正極集電体２０に接続された正極タブ３０と、負極集電体４０と、負極集電体４０に接続された負極タブ５０と、正極集電体２０および負極集電体４０の間に形成された発電要素１０と、を備える。さらに、発電要素１０は、第一発電部１１と、第二発電部１２と、絶縁部１５とを有する。図１（屈曲構造を平面状に展開した場合）では、第一発電部１１および第二発電部１２の間に絶縁部１５が配置されている。さらに、第一発電部１１および第二発電部１２は、それぞれ、正極層１、固体電解質層２および負極層３の発電単位１０ａを有する。
【００２０】
また、図１（屈曲構造を平面状に展開した場合）において、正極タブ３０および負極タブ５０が対角関係にある。「対角関係」とは、全固体電池の第一側に、正極タブおよび負極タブの一方が配置され、第一側に対向する第二側に、正極タブおよび負極タブの他方が配置された関係をいう。図１では、全固体電池の第一側Ｓ１に正極タブ３０が配置され、第一側に対向する第二側Ｓ２に負極タブ５０が配置されている。また、対角関係は、図１に示すように、正極集電体２０から正極タブ３０に流れる電流方向Ｄｃと、負極集電体４０から負極タブ３０に流れる電流方向Ｄａと、が反対になる関係ということもできる。従来の両タブ構造は、正極タブおよび負極タブが対角関係にある。
【００２１】
図２（ａ）は、図１と同様に、屈曲構造を形成する前の全固体電池を示している。図２（ａ）に示すように、第一発電部１１を固定し、絶縁部１５を起点にして、第二発電部１２を反転させる。これにより、図２（ｂ）に示すように、絶縁部１５が屈曲し、第一発電部１１および第二発電部１２が厚さ方向に積層された屈曲構造が形成される。この状態では、正極タブ３０および負極タブ５０の両方が、全固体電池１００のＳ側（同側）に配置される。
【００２２】
本開示によれば、正極タブおよび負極タブが対角関係にある電池を、絶縁部を介して屈曲させた構造を有することから、発電要素における電極反応の均一性向上と、エネルギー密度の低下抑制とを両立した全固体電池とすることができる。言い換えると、両タブ構造を、絶縁部を介して屈曲させ、片タブ構造とすることで、両タブ構造および片タブ構造のデメリットを解消しつつ、両構造のメリットを得ることができる。
【００２３】
ここで、図３（ａ）は片タブ構造を説明する概略平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線断面図であり、図３（ｃ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。図３（ａ）に示すように、片タブ構造では、正極タブ３０および負極タブ５０の両方が、全固体電池の同側に配置される。片タブ構造では、発電に寄与しないデッドスペースが電池の片側のみに生じるため、エネルギー密度の低下を最小限に抑えることができるというメリットがある。一方、片タブ構造には、発電要素における電極反応の均一性が低いというデメリットがある。
【００２４】
具体的には、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、正極タブ３０および負極タブ５０が存在する側で、電極反応が優先的に生じるため、発電要素における電極反応の均一性が低くなる。電極反応の均一性が低いと、電極反応が優先的に生じる領域は劣化が生じやすく、電極反応が優先的に生じない領域は劣化が生じにくいことから、発電要素の性能を十分に活用できない可能性がある。特にハイレートでの充放電を行った場合に、電極反応の均一性が低くなりやすい。また、電極反応が優先的に生じる領域は温度が上昇しやすく、電極反応が優先的に生じない領域は温度が上昇しにくい。温度が高いほど電極反応は活性化することから、電極反応の不均一性が加速される可能性もある。
【００２５】
図４（ａ）は両タブ構造を説明する概略平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図４（ａ）に示すように、両タブ構造では、正極タブ３０および負極タブ５０が対向するように配置される。図４（ｂ）に示すように、両タブ構造では、正極タブ３０および負極タブ５０が対角関係にあることから、発電要素における電極反応の均一性が高いというメリットがある。一方、両タブ構造では、発電に寄与しないデッドスペースが電池の両側に生じるため、エネルギー密度の低下を抑制しにくいというデメリットがある。
【００２６】
これに対して、本開示における全固体電池は、正極タブおよび負極タブが対角関係にある電池を、絶縁部を介して屈曲させた構造を有することから、発電要素における電極反応の均一性向上（両タブ構造のメリット）と、エネルギー密度の低下抑制（片タブ構造のメリット）とを両立した全固体電池とすることができる。
【００２７】
１．全固体電池の構成
本開示における全固体電池は、正極集電体と、正極集電体に接続された正極タブと、負極集電体と、負極集電体に接続された負極タブと、正極集電体および負極集電体の間に形成された発電要素と、を備える。
【００２８】
発電要素は、第一発電部と、第二発電部と、絶縁部とを有する。さらに、第一発電部および第二発電部は、それぞれ、正極層、固体電解質層および負極層の発電単位を有する。第一発電部および第二発電部は、正極層の構成成分（例えば正極活物質）の種類、および、構成成分の割合が同じであることが好ましい。例えば、第一発電部における正極層と、第二発電部における正極層と、同一の組成物（例えばスラリー）を用いて連続的に形成した場合、第一発電部および第二発電部は、正極層の構成成分の種類、および、構成成分の割合が同じになる。
【００２９】
また、第一発電部および第二発電部は、正極層の厚さが同じであってもよく、異なっていてもよいが、電極反応の均一性が維持できる程度に、正極層の厚さが同じであることが好ましい。厚さの差は、例えば１０μｍ以下であり、５μｍ以下であってもよく、１μｍ以下であってもよい。
【００３０】
同様に、第一発電部および第二発電部は、負極層の構成成分（例えば負極活物質）の種類、および、構成成分の割合が同じであることが好ましい。また、第一発電部および第二発電部は、負極層の厚さが同じであってもよく、異なっていてもよいが、電極反応の均一性が維持できる程度に、負極層の厚さが同じであることが好ましい。厚さの差は、例えば１０μｍ以下であり、５μｍ以下であってもよく、１μｍ以下であってもよい。同様に、第一発電部および第二発電部は、固体電解質層の構成成分（例えば固体電解質）の種類、および、構成成分の割合が同じであることが好ましい。また、第一発電部および第二発電部は、固体電解質層の厚さが同じであってもよく、異なっていてもよいが、電極反応の均一性が維持できる程度に、固体電解質層の厚さが同じであることが好ましい。厚さの差は、例えば１０μｍ以下であり、５μｍ以下であってもよく、１μｍ以下であってもよい。
【００３１】
また、本開示における全固体電池は、絶縁部の屈曲により第一発電部および第二発電部が厚さ方向に積層された屈曲構造を有する。具体的には、図２（ｂ）に示すように、第一発電部１１および第二発電部１２が厚さ方向に積層されている。屈曲構造において、絶縁部１５は屈曲した状態で存在している。また、絶縁部１５は、第一発電部１１の端部、および、第二発電部１２の端部と接触していることが好ましい。
【００３２】
また、図２（ａ）では、第一発電部１１、絶縁部１５および第二発電部１２に対して、正極集電体２０が連続的に形成されている。そのため、図２（ｂ）では、屈曲した絶縁部１５が、正極集電体２０の一部を包含している。このように、屈曲した絶縁部は、正極集電体または負極集電体の一部を包含していることが好ましい。なお、図２（ａ）では、第一発電部１１、絶縁部１５および第二発電部１２に対して、負極集電体４０も連続的に形成されている。
【００３３】
また、図１に示すように、屈曲構造を平面状に展開した場合において、絶縁部の長さをＬとする。Ｌの値は、特に限定されないが、例えば１ｍｍ以上であり、１ｃｍ以上であってもよい。一方、Ｌの値は、例えば５ｃｍ以下であり、２ｃｍ以下であってもよい。また、屈曲構造を形成した場合に、従来の両タブ構造よりも体積効率が良くなるように、Ｌ／２の値は、正極タブの長さまたは負極タブの長さよりも小さいことが好ましい。
【００３４】
絶縁部は、正極集電体および負極集電体を絶縁するための領域である。絶縁部は、通常、絶縁性材料を含有する。絶縁性材料としては、例えば、ポリイミド等の樹脂、ゴム、セラミックスが挙げられる。絶縁部は、正極集電体および負極集電体を絶縁するように形成されていればよい。例えば、図５（ａ）では、負極集電体４０の表面に絶縁部１５が形成され、絶縁部１５と正極集電体２０との間に空隙が生じている。このように、正極集電体および負極集電体の少なくとも一方の表面に絶縁部が形成され、絶縁部と対向する集電体との間に空隙が生じていてもよい。
【００３５】
また、図５（ｂ）では、第一発電部１１における負極層３の端面全体、および、第二発電部１２における負極層３の端面全体に、絶縁部１５が形成されている。これにより、第一発電部１１および第二発電部１２の短絡を防止できる。このように、第一発電部における負極層の端面全体に絶縁部が形成されていてもよく、第二発電部における負極層の端面全体に絶縁部が形成されていてもよい。同様に、第一発電部における正極層の端面全体に絶縁部が形成されていてもよく、第二発電部における正極層の端面全体に絶縁部が形成されていてもよい。
【００３６】
また、図５（ｃ）では、第一発電部１１および第二発電部１２の間を充填するように、絶縁部１５が形成されている。なお、図示しないが、絶縁部は、空隙のみであってもよい。空隙が存在するだけでも、正極集電体および負極集電体を絶縁できるからである。空隙には、アルゴン等の不活性ガスが存在することが好ましい。
【００３７】
図６（ａ）は、本開示における正極を説明する概略平面図であり、例えば図１における正極（正極層、正極集電体、正極タブ）を、図面下側から観察した平面図に該当する。一方、図６（ｂ）は、本開示における負極を説明する概略平面図であり、例えば図１における負極（負極層、負極集電体、負極タブ）を、図面上側から観察した平面図に該当する。ここで、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、正極タブ３０の幅をＷ１とし、正極集電体２０の幅をＷ２とし、正極層１の幅をＷ３とし、負極タブ５０の幅をＷ４とし、負極集電体４０の幅をＷ５とし、負極層３の幅をＷ６とする。また、例えば、Ｗ２に対するＷ１の割合を、Ｗ１／Ｗ２と表現する。
【００３８】
Ｗ１／Ｗ２の値は、０．５以上であってもよく、０．５未満であってもよい。前者の場合、Ｗ１／Ｗ２の値は、０．６以上であってもよく、０．８以上であってもよく、１であってもよい。後者の場合、Ｗ１／Ｗ２の値は、０．４５以下であってもよく、０．３５以下であってもよい。なお、後者の場合、Ｗ１／Ｗ２の値は、例えば０．１以上であり、０．２５以上であることが好ましい。一方、Ｗ４／Ｗ５の値は、０．５以上であってもよく、０．５未満であってもよい。Ｗ４／Ｗ５の好ましい範囲は、Ｗ１／Ｗ２の好ましい範囲と同様である。
【００３９】
Ｗ３／Ｗ２の値は、例えば０．８以上であり、０．９以上であってもよく、１であってもよい。Ｗ３／Ｗ２の値が大きいほど、エネルギー密度の向上を図りやすい。一方、Ｗ６／Ｗ５の好ましい範囲は、Ｗ３／Ｗ２の好ましい範囲と同様である。
【００４０】
本開示においては、正極タブの幅および負極タブの幅の合計が、正極層の幅以上であってもよい。すなわち、（Ｗ１＋Ｗ４）≧Ｗ３であってもよい。同様に、本開示においては、正極タブの幅および負極タブの幅の合計が、負極層の幅以上であってもよい。すなわち、（Ｗ１＋Ｗ４）≧Ｗ６であってもよい。また、本開示においては、正極タブの幅が、正極層の幅以上であってもよい。すなわち、Ｗ１≧Ｗ３であってもよい。同様に、本開示においては、負極タブが、負極層の幅以上であってもよい。すなわち、Ｗ４≧Ｗ６であってもよい。
【００４１】
本開示において、正極タブおよび負極タブは、平面視上、少なくとも一部で重複するように配置されていてもよく、平面視上、重複しないように配置されていてもよい。前者の場合、正極タブおよび負極タブの幅を大きく設定しやすいため、タブ周辺において電極反応が集中することを抑制できる。一方、後者の場合、正極タブおよび負極タブの短絡を防止しやすい。
【００４２】
図７は、本開示における全固体電池をより簡略化して示した概略断面図である。図７（ａ）は屈曲構造を形成する前の電池を示し、図７（ｂ）は屈曲構造を形成した後の電池を示している。
【００４３】
本開示においては、正極タブおよび負極タブの少なくとも一方の表面に、短絡防止部が形成されていてもよい。例えば図７（ｃ）では、正極タブ３０および負極タブ５０の表面に、それぞれ、短絡を防止する短絡防止部４が形成されている。特に、正極タブおよび負極タブが、平面視上、少なくとも一部で重複するように配置されている場合に、短絡防止部が形成されていることが好ましい。また、短絡防止部は、例えば、上述した絶縁部と同様の材料を含有していることが好ましい。
【００４４】
本開示においては、発電要素が、複数の絶縁部を有していてもよい。例えば図７（ｄ）では、３個の絶縁部１５、１６、１７の屈曲により、第一発電部１１、第二発電部１２、第三発電部１３および第四発電部１４が厚さ方向に積層された屈曲構造が形成されている。絶縁部の数は、奇数であってもよく、偶数であってもよい。
【００４５】
本開示における発電要素は、発電単位を複数有していてもよい。また、複数の発電単位（正極層、固体電解質層および負極層）が厚さ方向に積層された構造を有していてもよい。さらに、複数の発電単位は、互いに並列接続されていてもよく、互いに直列接続されていてもよい。
【００４６】
図８は、複数の発電単位が互いに並列接続された全固体電池（モノポーラ型積層電池）を示した概略断面図であり、図８（ａ）は屈曲構造を形成する前の電池を示し、図８（ｂ）は屈曲構造を形成した後の電池を示している。図８（ａ）に示すように、第一発電部１１および第二発電部１２では、それぞれ、正極層、固体電解質層および負極層の発電単位１０ａが複数積層されている。隣り合う発電単位１０ａの間には中間集電体６０が配置され、中間集電体６０は、並列接続となるように、中間タグ７０を介して、正極タグ３０または負極タグ５０と接続されている。また、図８（ａ）に示すように、複数の発電単位１０ａにおける絶縁部１５の長さＬが、厚さ方向に沿って増加していることが好ましい。図８（ｂ）に示すように、絶縁部１５を屈曲させた場合に、応力集中を緩和できるからである。
【００４７】
図９は、複数の発電単位が互いに直列接続された全固体電池（バイポーラ型積層電池）を示した概略断面図であり、図９（ａ）は屈曲構造を形成する前の電池を示し、図９（ｂ）は屈曲構造を形成した後の電池を示している。図９（ａ）に示すように、第一発電部１１および第二発電部１２では、それぞれ、正極層、固体電解質層および負極層の発電単位１０ａが複数積層されている。隣り合う発電単位１０ａの間には中間集電体６０が配置されている。また、図９（ａ）に示すように、複数の発電単位１０ａにおける絶縁部１５の長さＬが、厚さ方向に沿って増加していることが好ましい。図９（ｂ）に示すように、絶縁部１５を屈曲させた場合に、応力集中を緩和できるからである。
【００４８】
２．全固体電池の部材
全固体電池は、発電要素、正極集電体、正極タブ、負極集電体および負極タブを有する。発電要素は、発電単位として、正極層と、負極層と、正極層および負極層の間に形成された固体電解質層と、を有する。
【００４９】
（１）正極層
正極層は、少なくとも正極活物質を含有する層である。また、正極層は、必要に応じて、固体電解質、導電材およびバインダーの少なくとも一つを含有していてもよい。
【００５０】
正極活物質としては、例えば、酸化物活物質が挙げられる。酸化物活物質としては、例えば、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＭｎＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＶＯ２、ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２等の岩塩層状型活物質、ＬｉＭｎ２Ｏ４、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２、Ｌｉ（Ｎｉ０．５Ｍｎ１．５）Ｏ４等のスピネル型活物質、ＬｉＦｅＰＯ４、ＬｉＭｎＰＯ４、ＬｉＮｉＰＯ４、ＬｉＣｏＰＯ４等のオリビン型活物質が挙げられる。
【００５１】
上記固体電解質としては、例えば、硫化物固体電解質、酸化物固体電解質、窒化物固体電解質、ハロゲン化物固体電解質等の無機固体電解質が挙げられる。上記導電材としては、例えば、炭素材料が挙げられる。炭素材料としては、例えば、アセチレンブラック（ＡＢ）、ケッチェンブラック（ＫＢ）等の粒子状炭素材料、炭素繊維、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、カーボンナノファイバー（ＣＮＦ）等の繊維状炭素材料が挙げられる。上記バインダーとしては、例えば、ブチレンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等のゴム系バインダー、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等のフッ化物系バインダーが挙げられる。
【００５２】
正極層の厚さは、例えば、０．１μｍ以上、１０００μｍ以下である。正極層の形成方法としては、例えば、正極活物質および分散媒を少なくとも含有するスラリーを塗工し、乾燥する方法が挙げられる。
【００５３】
（２）負極層
負極層は、少なくとも負極活物質を含有する層である。また、負極層は、必要に応じて、固体電解質、導電材およびバインダーの少なくとも一つを含有していてもよい。
【００５４】
負極活物質としては、例えば、カーボン活物質、金属活物質および酸化物活物質等が挙げられる。カーボン活物質としては、例えば、グラファイト、ハードカーボン、ソフトカーボンが挙げられる。金属活物質としては、例えば、Ｉｎ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｎ、および、これらを少なくとも含む合金が挙げられる。酸化物活物質としては、例えば、Ｎｂ２Ｏ５、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２、ＳｉＯが挙げられる。
【００５５】
負極層に用いられる、固体電解質、導電材およびバインダーについては、上記「（１）正極層」に記載した内容と同様であるので、ここでの記載は省略する。
【００５６】
負極層の厚さは、例えば、０．１μｍ以上、１０００μｍ以下である。負極層の形成方法としては、例えば、負極活物質および分散媒を少なくとも含有するスラリーを塗工し、乾燥する方法が挙げられる。
【００５７】
（３）固体電解質層
固体電解質層は、正極層および負極層の間に配置される層である。固体電解質層は、固体電解質を少なくとも含有し、必要に応じてバインダーを含有していてもよい。固体電解質およびバインダーについては、上記「（１）正極層」に記載した内容と同様であるので、ここでの記載は省略する。固体電解質層の厚さは、例えば、０．１μｍ以上、１０００μｍ以下である。固体電解質層の形成方法としては、例えば、固体電解質を圧縮成形する方法が挙げられる。
【００５８】
（４）集電体およびタブ
本開示における全固体電池は、正極集電体と、正極集電体に接続された正極タブと、負極集電体と、負極集電体に接続された負極タブと、を有する。
【００５９】
正極集電体および正極タブの材料は、同じであってもよく、異なっていてもよい。前者の場合、正極集電体および正極タブは、連続的に形成されていることが好ましい。正極集電体の材料としては、例えば、ＳＵＳ、アルミニウム、ニッケル、鉄、チタンおよびカーボンが挙げられる。正極集電体の厚さは特に限定されない。
【００６０】
負極集電体および負極タブの材料は、同じであってもよく、異なっていてもよい。前者の場合、負極集電体および負極タブは、連続的に形成されていることが好ましい。負極集電体の材料としては、例えば、ＳＵＳ、銅、ニッケルおよびカーボンが挙げられる。負極集電体の厚さは特に限定されない。
【００６１】
（５）全固体電池
本開示における全固体電池は、金属イオンが伝導する電池であることが好ましい。金属イオンとしては、例えば、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンが挙げられる。中でも、本開示における全固体電池は、全固体リチウム電池であることが好ましい。また、本開示における全固体電池は、一次電池であってもよく、二次電池であってもよいが、中でも二次電池であることが好ましい。繰り返し充放電でき、例えば車載用電池として有用だからである。本開示における全固体電池は、正極集電体、発電要素および負極集電体を収納する外装体を有していてもよい。
【００６２】
３．全固体電池の製造方法
図１０は、本開示における全固体電池の製造方法の一例を説明する概略断面図である。図１０においては、まず、負極集電体４０および負極タブ５０を準備する（図１０（ａ））。次に、負極集電体４０の一方の面側に、第一発電部１１および第二発電部１２を形成する（図１０（ｂ））。次に、第一発電部１１および第二発電部１２の間に絶縁部１５を形成する（図１０（ｃ））。次に、第一発電部１１、第二発電部１２および絶縁部１５の一方の面側に、正極集電体２０および正極タブ３０を配置する（図１０（ｄ））。これにより、電池積層体１１０が得られる。次に、電池積層体１１０における絶縁部１５を屈曲させ、第一発電部１１および上記第二発電部１２が厚さ方向に積層された屈曲構造を形成する（図１０（ｅ））。これにより、全固体電池１００が得られる。
【００６３】
このように、本開示においては、上述した全固体電池の製造方法であって、上記第一発電部と、上記第二発電部と、上記第一発電部および上記第二発電部の間に形成された上記絶縁部とを有する上記発電要素を備える電池積層体を準備する準備工程と、上記電池積層体における上記絶縁部を屈曲させ、上記屈曲構造を形成する屈曲工程と、を有する、全固体電池の製造方法を提供することもできる。
【００６４】
電池積層体を準備する方法は、特に限定されず、公知の任意の方法を採用することができる。また絶縁部を屈曲させる方法も特に限定されない。
【００６５】
本開示は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本開示における特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本開示における技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【００６６】
１  …正極層
２  …固体電解質層
３  …負極層
１０  …発電要素
１１  …第一発電部
１２  …第二発電部
１５  …絶縁部
２０  …正極集電体
３０  …正極タブ
４０  …負極集電体
５０  …負極タブ
１００  …全固体電池
【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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