(57)【要約】【課題】信頼性が向上した電池を提供する。【解決手段】電池１０００は、負極集電体２１０の片面に形成された負極活物質層１１０と、正極集電体２２０の片面に形成された正極活物質層１２０とが、負極活物質層１１０と正極活物質層１２０との間に配置された固体電解質層１３０を介して、接合して形成される。負極活物質層１１０における固体電解質層１３０側の表面は、負極活物質層１１０における負極集電体２１０側の表面よりも、表面粗さが小さい。また、正極活物質層１２０における固体電解質層１３０側の表面は、正極活物質層１２０における正極集電体２２０側の表面よりも、表面粗さが小さい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極集電体の片面に形成された電極活物質層と、対極集電体の片面に形成された対極活物質層とが、前記電極活物質層と前記対極活物質層との間に配置された固体電解質層を介して、接合して形成される電池であって、
前記電極活物質層における前記固体電解質層側の表面は、前記電極活物質層における前記電極集電体側の表面よりも、表面粗さが小さい、
電池。
【請求項２】
前記電極活物質層における前記電極集電体側の表面形状と、前記電極集電体における前記電極活物質層と反対側の表面形状とが、一致している、
請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記対極活物質層における前記固体電解質層側の表面は、前記対極活物質層における前記対極集電体側の表面よりも、表面粗さが小さい、
請求項１または２に記載の電池。
【請求項４】
前記対極活物質層における前記対極集電体側の表面形状と、前記対極集電体における前記対極活物質層と反対側の表面形状とが、一致している、
請求項３に記載の電池。
【請求項５】
複数の電池セルが積層される電池であって、
前記複数の電池セルは、それぞれ、
電極集電体の片面に形成された電極活物質層と、対極集電体の片面に形成された対極活物質層とが、前記電極活物質層と前記対極活物質層との間に配置された固体電解質層を介して、接合して形成されており、
前記電極活物質層における前記固体電解質層側の表面は、前記電極活物質層における前記電極集電体側の表面よりも、表面粗さが小さい、
電池。
【請求項６】
前記対極活物質層における前記固体電解質層側の表面は、前記対極活物質層における前記対極集電体側の表面よりも、表面粗さが小さい、
請求項５に記載の電池。
【請求項７】
前記複数の電池セルは、それぞれの前記電池セルの間に配置される樹脂系材料またはゴム系材料を介して、積層されている、
請求項５または６に記載の電池。
【請求項８】
電極集電体と前記電極集電体の片面に形成された電極活物質層とを備える電極板をプレスするプレス工程を含み、
前記プレス工程において、前記電極板の前記電極集電体側をプレスする部材である電極集電体用プレス部材は、前記電極板の前記電極活物質層側をプレスする部材である電極活物質層用プレス部材よりも、柔らかい材料からなる、
電池の製造方法。
【請求項９】
前記電極集電体用プレス部材の前記電極集電体側の表面部は、樹脂系材料またはゴム系材料からなる、
請求項８に記載の電池の製造方法。
【請求項１０】
電極集電体と電極活物質層と固体電解質層と対極活物質層と対極集電体とがこの順で積層された構造体をプレスするプレス工程を含み、
前記プレス工程において、前記構造体の前記電極集電体側をプレスする部材である電極集電体用プレス部材の前記電極集電体側の表面部、および、前記構造体の前記対極集電体側をプレスする部材である対極集電体用プレス部材の前記対極集電体側の表面部、の少なくとも一方は、樹脂系材料またはゴム系材料からなる、
電池の製造方法。
【請求項１１】
複数の電池セルの間に配置された樹脂系材料またはゴム系材料を介して、前記複数の電池セルを積層した電池をプレスするプレス工程を含み、
前記プレス工程において、プレス部材の表面部は、樹脂系材料またはゴム系材料であり、
前記複数の電池セルは、それぞれ、
電極集電体の片面に形成された電極活物質層と、対極集電体の片面に形成された対極活物質層とが、電極活物質層と対極活物質層との間に配置される固体電解質層を介して、接合している、
電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電池および電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には貫通孔を有し、凹凸を有する蓄電デバイス用集電体を用いる蓄電デバイスが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−７４１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術においては、電池の信頼性の向上が望まれる。
【０００５】
そこで、本開示では、信頼性が向上した電池等を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様における電池は、電極集電体の片面に形成された電極活物質層と、対極集電体の片面に形成された対極活物質層とが、前記電極活物質層と前記対極活物質層との間に配置された固体電解質層を介して、接合して形成される電池であって、前記電極活物質層における前記固体電解質層側の表面は、前記電極活物質層における前記電極集電体側の表面よりも、表面粗さが小さい。
【０００７】
また、本開示の一態様における電池は、複数の電池セルが積層される電池であって、前記複数の電池セルは、それぞれ、電極集電体の片面に形成された電極活物質層と、対極集電体の片面に形成された対極活物質層とが、前記電極活物質層と前記対極活物質層との間に配置された固体電解質層を介して、接合して形成されており、前記電極活物質層における前記固体電解質層側の表面は、前記電極活物質層における前記電極集電体側の表面よりも、表面粗さが小さい。
【０００８】
また、本開示の一態様における電池の製造方法は、電極集電体と前記電極集電体の片面に形成された電極活物質層とを備える電極板をプレスするプレス工程を含み、前記プレス工程において、前記電極板の前記電極集電体側をプレスする部材である電極集電体用プレス部材は、前記電極板の前記電極活物質層側をプレスする部材である電極活物質層用プレス部材よりも、柔らかい材料からなる。
【０００９】
また、本開示の一態様における電池の製造方法は、電極集電体と電極活物質層と固体電解質層と対極活物質層と対極集電体とがこの順で積層された構造体をプレスするプレス工程を含み、前記プレス工程において、前記構造体の前記電極集電体側をプレスする部材である電極集電体用プレス部材の前記電極集電体側の表面部、および、前記構造体の前記対極集電体側をプレスする部材である対極集電体用プレス部材の前記対極集電体側の表面部、の少なくとも一方は、樹脂系材料またはゴム系材料からなる。
【００１０】
また、本開示の一態様における電池の製造方法は、複数の電池セルの間に配置された樹脂系材料またはゴム系材料を介して、前記複数の電池セルを積層した電池をプレスするプレス工程を含み、前記プレス工程において、プレス部材の表面部は、樹脂系材料またはゴム系材料であり、前記複数の電池セルは、それぞれ、電極集電体の片面に形成された電極活物質層と、対極集電体の片面に形成された対極活物質層とが、電極活物質層と対極活物質層との間に配置される固体電解質層を介して、接合している。
【発明の効果】
【００１１】
本開示によれば、電池等の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施の形態１における電池の概略構成を示す図である。
【図２】図２は、電池の概略構成の従来例を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態１における負極板の形成工程の一例を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態１における負極板の概略構成を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態１における正極板の形成工程の一例を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態１における正極板の概略構成を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態１における負極板の形成工程の別の例を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態１における電池の形成工程の一例を示す図である。
【図９】図９は、実施の形態１における電池の形成工程の別の例を示す図である。
【図１０】図１０は、実施の形態１における電池の形成工程の別の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（本開示に至った知見）
負極集電体の片面に形成された負極活物質層と、正極集電体の片面に形成された正極活物質層とが、負極活物質層と正極活物質層との間に配置された固体電解質層を介して、接合して形成される電池の高電池容量化には、固体電解質層を薄層化することにより電池の重量および体積を削減することが有効である。固体電解質層には電子絶縁性とイオン電導性の両立が求められる。正極活物質層と負極活物質層との間に配置される固体電解質層の薄層化に伴い、正負極間の距離が小さくなり、絶縁破壊ならびに短絡のリスクが高まる。
【００１４】
また、電池の製造には、正極集電体上に形成された正極活物質層と、負極集電体上に形成された負極活物質層とを、固体電解質層を介してプレスして接合することが広く行われている。このとき、固体電解質層は、正極活物質層と負極活物質層とによって表裏面から圧迫されるので、正極活物質層および負極活物質層の厚み分布および表面粗さ形状が、固体電解質層の表面形状に反映され、固体電解質層に厚み分布が生じる。また、正極活物質層または負極活物質層にあらかじめ固体電解質層を形成する場合、あるいは、正極活物質層と固体電解質層と負極活物質層とを順次形成して積層する場合においても、正極活物質層および負極活物質層の厚み分布および表面粗さ形状が、固体電解質層の表面形状に反映される。
【００１５】
このため、電池を高電池容量化するために、固体電解質層を薄層化すると、正極活物質層および負極活物質層と固体電解質層とのプレスによる接合により、固体電解質層が部分的に薄くなることに起因した固体電解質層の絶縁破壊および正負極の短絡が顕在化する。
【００１６】
本開示では、このような知見に基づいてなされたものであり、信頼性が向上した電池を提供する。特に、本開示では、電池の高電池容量化のために固体電解質層を薄膜化した場合であっても、信頼性が向上した電池を提供する。
【００１７】
（本開示の概要）
本開示の一態様における電池は、電極集電体の片面に形成された電極活物質層と、対極集電体の片面に形成された対極活物質層とが、前記電極活物質層と前記対極活物質層との間に配置された固体電解質層を介して、接合して形成される電池であって、前記電極活物質層における前記固体電解質層側の表面は、前記電極活物質層における前記電極集電体側の表面よりも、表面粗さが小さい。
【００１８】
これにより、電極活物質層における固体電解質層側の表面は、電極活物質層における電極集電体側の表面よりも、表面粗さが小さいことから、電極活物質層における固体電解質層側の表面の形状が反映される固体電解質層における電極活物質層側の表面も、表面粗さが小さくなる。そのため、固体電解質層の厚みが均一になりやすく、固体電解質層が部分的に薄くなることに起因した、固体電解質層の絶縁破壊および正負極の短絡が抑制される。よって、固体電解質層の薄膜化により、電池を高電池容量化した場合であっても、電池の信頼性を向上させることができる。
【００１９】
また、例えば、前記電池は、前記電極活物質層における前記電極集電体側の表面形状と、前記電極集電体における前記電極活物質層と反対側の表面形状とが、一致していてもよい。
【００２０】
これにより、電極活物質層の電極集電体側の表面形状と、電極集電体の形状が一致するため、電極活物質層と電極集電体との密着性が向上し、電池の信頼性を向上させることができる。
【００２１】
また、例えば、前記対極活物質層における前記固体電解質層側の表面は、前記対極活物質層における前記対極集電体側の表面よりも、表面粗さが小さくてもよい。
【００２２】
これにより、対極活物質層における固体電解質層側の表面は、対極活物質層における対極集電体側の表面よりも、表面粗さが小さいことから、対極活物質層における固体電解質層側の表面の形状が反映される固体電解質層における対極活物質層側の表面も、表面粗さが小さくなる。そのため、固体電解質層の厚みが均一になりやすく、固体電解質層が部分的に薄くなることに起因した、固体電解質層の絶縁破壊および正負極の短絡が抑制される。よって、固体電解質層の薄膜化により、電池を高電池容量化した場合であっても、電池の信頼性を向上させることができる。
【００２３】
また、例えば、前記電池は、前記対極活物質層における前記対極集電体側の表面形状と、前記対極集電体における前記対極活物質層と反対側の表面形状とが、一致していてもよい。
【００２４】
これにより、対極活物質層の対極集電体側の表面形状と、対極集電体の形状が一致するため、対極活物質層と対極集電体との密着性が向上し、電池の信頼性を向上させることができる。
【００２５】
また、本開示の一態様における電池は、複数の電池セルが積層される電池であって、前記複数の電池セルは、それぞれ、電極集電体の片面に形成された電極活物質層と、対極集電体の片面に形成された対極活物質層とが、前記電極活物質層と前記対極活物質層との間に配置された固体電解質層を介して、接合して形成されており、前記電極活物質層における前記固体電解質層側の表面は、前記電極活物質層における前記電極集電体側の表面よりも、表面粗さが小さい。
【００２６】
これにより、電極活物質層における固体電解質層側の表面は、電極活物質層における電極集電体側の表面よりも、表面粗さが小さいことから、電極活物質層における固体電解質層側の表面の形状が反映される固体電解質層における電極活物質層側の表面も、表面粗さが小さくなる。そのため、固体電解質層の厚みが均一になりやすく、固体電解質層が部分的に薄くなることに起因した、固体電解質層の絶縁破壊および正負極の短絡が抑制される。よって、固体電解質層の薄膜化により、各電池セルを高電池容量化した場合であっても、複数の電池セルが積層された電池の信頼性を向上させることができる。
【００２７】
また、例えば、前記電池は、前記対極活物質層における前記固体電解質層側の表面は、前記対極活物質層における前記対極集電体側の表面よりも、表面粗さが小さくてもよい。
【００２８】
これにより、対極活物質層における固体電解質層側の表面は、対極活物質層における対極集電体側の表面よりも、表面粗さが小さいことから、対極活物質層における固体電解質層側の表面の形状が反映される固体電解質層における対極活物質層側の表面も、表面粗さが小さくなる。そのため、固体電解質層の厚みが均一になりやすく、固体電解質層が部分的に薄くなることに起因した、固体電解質層の絶縁破壊および正負極の短絡が抑制される。よって、固体電解質層の薄膜化により、各電池セルを高電池容量化した場合であっても、複数の電池セルが積層された電池の信頼性を向上させることができる。
【００２９】
また、例えば、前記電池は、前記複数の電池セルは、それぞれの前記電池セルの間に配置される樹脂系材料またはゴム系材料を介して、積層されていてもよい。
【００３０】
これにより、樹脂系材料またはゴム系材料は、通常、電極活物質層および対極活物質層に含まれる材料と比較して、柔らかい材料であり、硬さの調整も容易であることから、プレスされる場合など、電極活物質層および対極活物質層が樹脂系材料またはゴム系材料側へ押し込まれる。よって、電極活物質層および対極活物質層の厚みむらに起因して、固体電解質層が局部的に薄くなることを抑制できる。これにより複数の電池セルが積層された電池の短絡リスクを抑制でき、かつ、容易に複数の電池セルが積層された電池を製造できる。
【００３１】
また、本開示の一態様における電池の製造方法は、電極集電体と前記電極集電体の片面に形成された電極活物質層とを備える電極板をプレスするプレス工程を含み、前記プレス工程において、前記電極板の前記電極集電体側をプレスする部材である電極集電体用プレス部材は、前記電極板の前記電極活物質層側をプレスする部材である電極活物質層用プレス部材よりも、柔らかい材料からなる。
【００３２】
これにより、電極活物質層用プレス部材が比較的柔らかい材料であり、電極集電体用プレス部材が比較的硬い材料となる。そのため、プレス工程において、電極活物質層の電極集電体とは反対側の面の表面粗さが大きい場合であっても、電極活物質層側の表面は硬い電極活物質層用プレス部材にプレスされて比較的平滑になり、それと同時に、電極活物質層の表面粗さが大きいことによる凹凸が、電極集電体を介して電極集電体側の柔らかい電極集電体用プレス部材に押し込まれる。電極活物質層上にさらに固体電解質層を積層する場合には、比較的平滑な電極活物質層の表面が反映され、固体電解質層の表面も比較的平滑で、厚みが均一になりやすい。よって、固体電解質層が部分的に薄くなることに起因した、固体電解質層の絶縁破壊および正負極の短絡が抑制されることから、固体電解質層の薄膜化により、電池を高電池容量化する場合であっても、信頼性が向上した電池を製造できる。
【００３３】
また、例えば、前記電池の製造方法は、前記電極集電体用プレス部材の前記電極集電体側の表面部は、樹脂系材料またはゴム系材料からなってもよい。
【００３４】
これにより、樹脂系材料またはゴム系材料は、通常、プレス部材に使用される鋼材などと比較して、柔らかい材料であり、形状および硬さの調整も容易であることから、製造装置が容易に準備できる。
【００３５】
また、本開示の一態様における電池の製造方法は、電極集電体と電極活物質層と固体電解質層と対極活物質層と対極集電体とがこの順で積層された構造体をプレスするプレス工程を含み、前記プレス工程において、前記構造体の前記電極集電体側をプレスする部材である電極集電体用プレス部材の前記電極集電体側の表面部、および、前記構造体の前記対極集電体側をプレスする部材である対極集電体用プレス部材の前記対極集電体側の表面部、の少なくとも一方は、樹脂系材料またはゴム系材料からなる。
【００３６】
これにより、電極集電体用プレス部材の電極集電体側の表面部、および、対極集電体用プレス部材の対極集電体側の表面部の少なくとも一方は、比較的柔らかい樹脂系材料またはゴム系材料となる。そのため、プレス工程において、電極活物質層および対極活物質層における固体電解質層側の表面の表面粗さが大きいような場合であっても、電極活物質層および対極活物質層の固体電解質層側の面の表面粗さが大きいことによる凹凸の少なくとも一方は、電極集電体または対極集電体を介して、比較的柔らかい材料からなるプレス部材の表面に押し込まれる。それにより、電極活物質層および対極活物質層における固体電解質層側の表面の少なくとも一方は、比較的平滑になり、電極活物質層および対極活物質層と接する固体電解質層の表面も比較的平滑で、厚みが均一になりやすい。よって、固体電解質層が部分的に薄くなることに起因した、固体電解質層の絶縁破壊および正負極の短絡が抑制されることから、固体電解質層の薄膜化により、電池を高電池容量化する場合であっても、信頼性が向上した電池を製造できる。
【００３７】
また、本開示の一態様における電池の製造方法は、複数の電池セルの間に配置された樹脂系材料またはゴム系材料を介して、前記複数の電池セルを積層した電池をプレスするプレス工程を含み、前記プレス工程において、プレス部材の表面部は、樹脂系材料またはゴム系材料であり、前記複数の電池セルは、それぞれ、電極集電体の片面に形成された電極活物質層と、対極集電体の片面に形成された対極活物質層とが、電極活物質層と対極活物質層との間に配置される固体電解質層を介して、接合している。
【００３８】
これにより、プレス部材の表面部、および、複数の電池セル間に配置される材料が、比較的柔らかい樹脂系材料またはゴム系材料となる。そのため、プレス工程において、電極活物質層および対極活物質層における固体電解質層側の表面の表面粗さが大きいような場合であっても、電極活物質層および対極活物質層の固体電解質層側の面の表面粗さが大きいことによる凹凸は、電極集電体および対極集電体を介して、比較的柔らかい樹脂系材料またはゴム系材料の表面に押し込まれる。それにより、電極活物質層および対極活物質層における固体電解質層側の表面は、比較的平滑になり、電極活物質層および対極活物質層と接する固体電解質層の表面も比較的平滑で、厚みが均一になりやすい。よって、固体電解質層が部分的に薄くなることに起因した、固体電解質層の絶縁破壊および正負極の短絡が抑制されることから、固体電解質層の薄膜化により、各電池セルを高電池容量化する場合であっても、信頼性が向上した複数の電池セルを積層した電池を製造できる。
【００３９】
以下、本開示の実施の形態が、図面を参照しながら説明される。
【００４０】
なお、以下で説明される実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００４１】
また、各図は、本開示を示すために適宜強調、省略、または比率の調整を行った模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではなく、実際の形状、位置関係、および比率とは異なる場合がある。したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化する。
【００４２】
また、本明細書において、平行、形状一致などの要素間の関係性を示す用語、および、矩形などの要素の形状を示す用語、並びに、数値範囲は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数％程度の差異をも含むことを意味する表現である。
【００４３】
また、本明細書および図面において、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸は、三次元直交座標系の三軸を示している。各実施の形態では、ｚ軸方向を電池の厚み方向としている。また、本明細書において、「厚み方向」とは、各層が積層された面に垂直な方向のことである。また、本明細書における「厚み」とは、電池および各層における積層方向の長さである。
【００４４】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１における電池１０００の概略構成を示す断面図である。
【００４５】
図１に示されるように、実施の形態１における電池１０００は、負極集電体２１０の片面に形成された負極活物質層１１０と、正極集電体２２０の片面に形成された正極活物質層１２０とが、負極活物質層１１０と正極活物質層１２０との間に配置された固体電解質層１３０を介して、接合して形成される。負極活物質層１１０における固体電解質層１３０側の表面は、負極活物質層１１０における負極集電体２１０側の表面よりも、表面粗さが小さい。また、正極活物質層１２０における固体電解質層１３０側の表面は、正極活物質層１２０における正極集電体２２０側の表面よりも、表面粗さが小さい。また、電池１０００は、負極活物質層１１０における負極集電体２１０側の表面形状と、負極集電体２１０における負極活物質層１１０と反対側の表面形状とが、一致している。また、正極活物質層１２０における正極集電体２２０側の表面形状と、正極集電体２２０における正極活物質層１２０と反対側の表面形状とが、一致している。なお、負極活物質層１１０は電極活物質層の一例であり、負極集電体２１０は電極集電体の一例であり、正極活物質層１２０は対極活物質層の一例であり、正極集電体２２０は対極集電体の一例である。また、負極活物質層１１０は対極活物質層の一例であってもよく、負極集電体２１０は対極集電体の一例であってもよく、正極活物質層１２０は電極活物質層の一例であってもよく、正極集電体２２０は対極集電体の一例であってもよい。また、表面粗さとは、例えば、算術平均粗さＲａとして求めた粗さであり、目的および形状に応じて、最大高さＲｙ、十点平均粗さＲｚなどの他の求め方を用いてもよい。また、本明細書において、表面形状が一致するとは、表面の凹凸の位置および高さなどが一致していることである。
【００４６】
また、電池１０００は、発電要素１００と、負極集電体２１０と、正極集電体２２０と、を備える。
【００４７】
発電要素１００は、負極集電体２１０と正極集電体２２０との間に配置されている。発電要素１００は、図１に示されるように、負極活物質層１１０と、正極活物質層１２０とを含む。発電要素１００は、さらに固体電解質層１３０を含む。負極活物質層１１０と、固体電解質層１３０と、正極活物質層１２０とは、電池１０００の厚み方向（ｚ軸方向）に沿って、負極集電体２１０側からこの順で積層されている。
【００４８】
負極活物質層１１０は、例えば、電極材料として負極活物質を含む。負極活物質層１１０は、正極活物質層１２０に対向して配置されている。
【００４９】
負極活物質層１１０に含有される負極活物質としては、例えば、グラファイト、金属リチウムなどの負極活物質が用いられうる。負極活物質の材料としては、リチウム（Ｌｉ）またはマグネシウム（Ｍｇ）などのイオンを離脱および挿入することができる各種材料が用いられうる。
【００５０】
また、負極活物質層１１０の含有材料としては、例えば、無機系固体電解質などの固体電解質が用いられてもよい。無機系固体電解質としては、例えば、硫化物固体電解質または酸化物固体電解質などが用いられうる。硫化物固体電解質としては、例えば、硫化リチウム（Ｌｉ２Ｓ）および五硫化二リン（Ｐ２Ｓ５）の混合物が用いられうる。また、負極活物質層１１０の含有材料としては、例えばアセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンブラック、グラファイト、カーボンファイバーなどの導電材、または、例えばポリフッ化ビニリデンなどの結着用バインダーなどが用いられてもよい。他のバインダーの例としては、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体（ＳＢＳ）、スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレン共重合体（ＳＥＢＳ）、エチレン−プロピレンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムおよびウレタンゴムなどの合成ゴム、ポリビニリデンフロライド−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＰＶＤＦ−ＨＦＰ）、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリビニルアルコールならびに塩素化ポリエチレン（ＣＰＥ）などが挙げられる。
【００５１】
負極活物質層１１０は、例えば、負極活物質層１１０の含有材料を溶媒と共に練り込んだペースト状の塗料を、負極集電体２１０の面上に塗工乾燥することにより、作製されうる。負極活物質層１１０の密度を高めるために、乾燥後に、負極活物質層１１０および負極集電体２１０を含む負極板をプレスしておいてもよい。負極活物質層１１０の厚みは、例えば、５μｍ以上３００μｍ以下であるが、これに限らない。
【００５２】
正極活物質層１２０は、例えば活物質などの正極材料を含む層である。正極材料は、負極材料の対極を構成する材料である。正極活物質層１２０は、例えば、正極活物質を含む。
【００５３】
正極活物質層１２０に含有される正極活物質としては、例えば、コバルト酸リチウム複合酸化物（ＬＣＯ）、ニッケル酸リチウム複合酸化物（ＬＮＯ）、マンガン酸リチウム複合酸化物（ＬＭＯ）、リチウム‐マンガン‐ニッケル複合酸化物（ＬＭＮＯ）、リチウム‐マンガン‐コバルト複合酸化物（ＬＭＣＯ）、リチウム‐ニッケル‐コバルト複合酸化物（ＬＮＣＯ）、リチウム‐ニッケル‐マンガン‐コバルト複合酸化物（ＬＮＭＣＯ）などの正極活物質が用いられうる。
【００５４】
正極活物質の材料としては、リチウムまたはマグネシウムなどのイオンを離脱および挿入することができる各種材料が用いられうる。
【００５５】
また、正極活物質層１２０の含有材料としては、例えば、無機系固体電解質などの固体電解質が用いられてもよい。無機系固体電解質としては、硫化物固体電解質または酸化物固体電解質などが用いられうる。硫化物固体電解質としては、例えば、硫化リチウム（Ｌｉ２Ｓ）および五硫化二リン（Ｐ２Ｓ５）の混合物が用いられうる。正極活物質の表面は、固体電解質でコートされていてもよい。また、正極活物質層１２０の含有材料としては、例えばアセチレンブラックなどの導電材料、または、例えばポリフッ化ビニリデンなどの結着用バインダーなどが用いられてもよい。導電材料およびバインダーとしては、上述の負極活物質層１１０に用いられる材料として挙げられた材料が用いられてもよい。
【００５６】
正極活物質層１２０は、例えば、正極活物質層１２０の含有材料を溶媒と共に練り込んだペースト状の塗料を、正極集電体２２０の面上に塗工乾燥することにより、作製されうる。正極活物質層１２０の密度を高めるために、乾燥後に、正極活物質層１２０および正極集電体２２０を含む正極板をプレスしておいてもよい。正極活物質層１２０の厚みは、例えば、５μｍ以上３００μｍ以下であるが、これに限らない。
【００５７】
固体電解質層１３０は、負極活物質層１１０と正極活物質層１２０との間に配置される。固体電解質層１３０は、負極活物質層１１０および正極活物質層１２０の各々に接する。固体電解質層１３０は、電解質材料を含む層である。電解質材料としては、一般に公知の電池用の電解質が用いられうる。固体電解質層１３０の厚みは、５μｍ以上３００μｍ以下であってもよく、または、５μｍ以上１００μｍ以下であってもよい。
【００５８】
固体電解質層１３０は固体電解質を含んでいてもよい。発電要素１００を備える電池１０００は、例えば、全固体電池であってもよい。
【００５９】
固体電解質としては、例えば、無機系固体電解質などの固体電解質が用いられうる。無機系固体電解質としては、硫化物固体電解質または酸化物固体電解質などが用いられうる。硫化物固体電解質としては、例えば、硫化リチウム（Ｌｉ２Ｓ）および五硫化二リン（Ｐ２Ｓ５）の混合物が用いられうる。なお、固体電解質層１３０は、電解質材料に加えて、例えばポリフッ化ビニリデンなどの結着用バインダーなどを含有してもよい。
【００６０】
負極集電体２１０と正極集電体２２０とはそれぞれ、導電性を有する部材である。負極集電体２１０と正極集電体２２０とはそれぞれ、例えば、導電性を有する薄膜であってもよい。負極集電体２１０と正極集電体２２０とを構成する材料としては、例えば、ステンレス（ＳＵＳ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）などの金属が用いられうる。
【００６１】
負極集電体２１０は、負極活物質層１１０に接して配置される。負極集電体としては、例えば、ＳＵＳ箔、Ｃｕ箔などの金属箔が用いられうる。負極集電体２１０の厚みは、例えば、５μｍ以上１００μｍ以下であるが、これに限らない。なお、負極集電体２１０は、負極活物質層１１０に接する部分に、例えば、導電性材料を含む層である集電体層を備えてもよい。
【００６２】
正極集電体２２０は、正極活物質層１２０に接して配置される。正極集電体２２０としては、例えば、ＳＵＳ箔、Ａｌ箔などの金属箔が用いられうる。正極集電体２２０の厚みは、例えば、５μｍ以上１００μｍ以下であるが、これに限らない。なお、正極集電体２２０は、正極活物質層１２０に接する部分に、例えば、導電性材料を含む層である集電体層を備えてもよい。
【００６３】
負極活物質層１１０は、負極集電体２１０の表面粗さ、または、負極活物質層１１０の厚み分布および表面粗さなどに伴う凹凸を有する。負極活物質層１１０の表面粗さの一部には、負極集電体２１０の表面粗さに起因するものがあってもよく、その一部は負極集電体２１０と負極活物質層１１０との接合強度向上を担うものであってもよい。また、負極活物質層１１０の表面粗さの一部には、負極活物質層材料に含まれる粒子やその凝集体の形状に起因するものがあってもよい。負極活物質層１１０の厚み分布には、例えば塗工ムラなどの負極活物質層１１０を形成する際に発生する厚み変動の他、意図的に付与された厚み分布があってもよい。
【００６４】
実施の形態１においては、図１に示されるように、負極集電体層２１０が負極活物質層１１０に沿って接しているため、表面粗さ、または、厚み分布などに伴う負極活物質層１１０の凹凸の一部が、負極集電体２１０の、負極活物質層１１０形成面と逆の面に反映されている。また、固体電解質層１３０と負極活物質層１１０との界面が、負極集電体２１０と負極活物質層１１０との界面の凹凸に比べて平坦に形成されている。固体電解質層１３０と負極活物質層１１０との界面が平坦に形成されることで、固体電解質層１３０が部分的に薄くなることならびに、絶縁破壊および短絡に至るリスクを低減することができる。
【００６５】
正極活物質層１２０は、正極集電体２２０の表面粗さ、または、正極活物質層１２０の厚み分布および表面粗さなどに伴う凹凸を有する。正極活物質層１２０の表面粗さの一部には、正極集電体２２０の表面粗さに起因するものがあってもよく、その一部は正極集電体２２０と正極活物質層１２０との接合強度向上を担うものであってもよい。また、正極活物質層１２０の表面粗さの一部には、正極活物質層材料に含まれる粒子やその凝集体の形状に起因するものがあってもよい。正極活物質層１２０の厚み分布には、例えば塗工ムラなどの正極活物質層１２０を形成する際に発生する厚み変動の他、意図的に付与された厚み分布があってもよい。
【００６６】
また、正極集電体層２２０が正極活物質層１２０に沿って接しているため、表面粗さ、または、厚み分布などに伴う正極活物質層１２０の凹凸の一部が正極集電体２２０の、正極活物質層１２０形成面と逆の面に反映されている。また、固体電解質層１３０と正極活物質層１２０との界面が、負極集電体２１０と正極活物質層１２０との界面の凹凸に比べて平坦に形成されている。固体電解質層１３０と正極活物質層１２０との界面が平坦に形成されることで、固体電解質層１３０が部分的に薄くなることならびに、絶縁破壊および短絡に至るリスクを低減することができる。なお、図１では、負極活物質層１１０の固体電解質層１３０側の界面および正極活物質層１２０の固体電解質層１３０側の界面の両方が、平坦に形成されているが、少なくとも一方の界面が平坦に形成されていてもよい。
【００６７】
図２は、従来例の電池概略構成を示す断面図であり、従来例として示される図２の電池１１００においては、表面粗さもしくは厚み分布などに伴う正極活物質層１２０および負極活物質層１１０の凹凸が、固体電解質層１３０に強く反映され、固体電解質層１３０が部分的に薄くなっており、図１の電池１０００に比べて図２の電池１１００では、短絡リスクが高くなる。
【００６８】
［電池の製造方法］
続いて、実施の形態１における電池を形成するための製造方法の例について述べる。なお、実施の形態１における電池の製造方法は、以下の製造方法によって限定されるものではない。
【００６９】
図３は、実施の形態１における電池を形成するための工程の一部の一例を模式的に示す図である。
【００７０】
図３では、負極集電体２１０と、負極集電体２１０上に形成された負極活物質層１１０とからなる負極板３１０がプレスされる工程が示されている。実施の形態１における電池の製造方法は、負極集電体２１０と負極集電体２１０の片面に形成された負極活物質層１１０とを備える負極板３１０をプレスするプレス工程を含む。プレス工程において、負極板３１０の負極集電体２１０側をプレスする部材である下側圧縮ピン５２０および柔軟部材シート６００は、負極板３１０の負極活物質層１１０側をプレスする部材である上側圧縮ピン５１０よりも、柔らかい材料からなる。なお、負極板３１０は電極板の一例であり、下側圧縮ピン５２０および柔軟部材シート６００は電極集電体用プレス部材の一例であり、上側圧縮ピン５１０は電極活物質層用プレス部材の一例である。また、実施の形態１における電池の製造方法は、負極集電体２１０の片面に形成された負極活物質層１１０と、正極集電体２２０の片面に形成された正極活物質層１２０とが、負極活物質層１１０と正極活物質層１２０との間に配置された固体電解質層１３０を介して、接合して形成される電池の製造方法である。
【００７１】
図３の（ａ）は、プレス直前の負極板３１０の状態を模式的に示す断面図である。プレス外枠５００内側で上側圧縮ピン５１０と下側圧縮ピン５２０とが上下にスライドし近接することで、負極板３１０を圧縮する。負極板３１０は、負極集電体２１０を下側にしてプレス外枠５００内側に設置される。上側圧縮ピン５１０は、高強度鋼材などからなる硬質かつ平滑な押部材であり、上側圧縮ピン５１０には、凹凸を有する負極活物質層１１０上面が近接している。下側圧縮ピン５２０は、高強度鋼材などからなる硬質かつ平滑な押部材である。下側圧縮ピン５２０は、樹脂系材料またはゴム系材料などの軟質材料からなる柔軟部材シート６００を介して負極集電体２１０と接している。
【００７２】
図３の（ｂ）は、プレス中の負極板３１０の状態を模式的に示す断面図である。上側圧縮ピン５１０がスライドすることによって上側圧縮ピン５１０に接することになる負極活物質層１１０上面は、硬質かつ平滑な上側圧縮ピン５１０が接することにより平滑に圧縮成形される。一方、柔軟部材シート６００を介して下側圧縮ピン５２０に対向する負極集電体２１０は、負極活物質層１１０上面の凹凸が、硬質かつ平滑な押部材である上側圧縮ピン５１０に圧縮されることに対応して、軟質材料からなる柔軟部材シート６００側に押し込まれる。
【００７３】
その結果、プレス終了後の負極集電体２１０と、負極集電体２１０上に形成された負極活物質層１１０とからなる負極板３１０は、図３の（ｃ）に示されるように、負極活物質層１１０上面が比較的平滑になる一方、負極活物質層１１０の負極集電体２１０側には負極活物質層１１０の厚み分布に起因した凹凸が生じる。
【００７４】
その後、図３の（ｃ）の負極板３１０上に固体電解質層１３０を形成すると、負極活物質層１１０の上面が平滑なので、図４に示されるように凹凸の少ない固体電解質層１３０を有する、固体電解質層１３０付き負極板３１０が形成できる。
【００７５】
図５は、実施の形態１における電池を形成するための工程の一部の一例を模式的に示す図である。図５では、正極集電体２２０と、正極集電体２２０上に形成された正極活物質層１２０とからなる正極板３２０がプレスされる工程が示されている。
【００７６】
図５の（ａ）は、プレス直前の正極板３２０の状態を模式的に示す断面図である。プレス外枠５００内側で上側圧縮ピン５１０と下側圧縮ピン５２０とが上下にスライドし近接することで、正極板３２０を圧縮する。正極板３２０は、正極集電体２２０を下側にしてプレス外枠５００内側に設置される。上側圧縮ピン５１０は、高強度鋼材などからなる硬質かつ平滑な押部材であり、上側圧縮ピン５１０には、凹凸を有する正極活物質層１２０上面が近接している。下側圧縮ピン５２０は、高強度鋼材などからなる硬質かつ平滑な押部材である。下側圧縮ピン５２０は、樹脂系材料またはゴム系材料などの軟質材料からなる柔軟部材シート６００を介して正極集電体２２０と接している。
【００７７】
図５の（ｂ）は、プレス中の正極板３２０の状態を模式的に示す断面図である。上側圧縮ピン５１０がスライドすることによって上側圧縮ピン５１０に接することになる正極活物質層１２０上面は、硬質かつ平滑な上側圧縮ピン５１０が接することにより平滑に圧縮成形される。一方、柔軟部材シート６００を介して下側圧縮ピン５２０に対向する正極集電体２２０は、正極活物質層１２０上面の凹凸が、硬質かつ平滑な押部材である上側圧縮ピン５１０に圧縮されることに対応して、軟質材料からなる柔軟部材シート６００側に押し込まれる。
【００７８】
その結果、プレス終了後の正極集電体２２０と、正極集電体２２０上に形成された正極活物質層１２０とからなる正極板３２０は、図５の（ｃ）に示されるように、正極活物質層１２０上面が比較的平滑になる一方、正極活物質層１２０の正極集電体２２０側には正極活物質層１２０の厚み分布に起因した凹凸が生じる。
【００７９】
その後、図５の（ｃ）の正極板３２０上に固体電解質層１３０を形成すると、正極活物質層１２０の上面が平滑なので、図６に示されるように凹凸の少ない固体電解質層１３０を有する、固体電解質層１３０付き正極板３２０が形成できる。
【００８０】
図４に示されるような、凹凸および厚み分布の小さい固体電解質層１３０を形成した負極板３１０と、図６に示されるような、凹凸および厚み分布の小さい固体電解質層１３０を形成した正極板３２０は、図１に一例として示された電池１０００を構成する部材として用いられる。凹凸および厚み分布の小さい固体電解質層１３０を形成した負極板３１０と、凹凸および厚み分布の小さい固体電解質層１３０を形成した正極板３２０を、固体電解質層１３０を挟むように接合することで、固体電解質層１３０が部分的に薄くなることを抑制し、絶縁破壊や短絡に至るリスクを低減した電池を得ることができる。
【００８１】
図７は、実施の形態１における電池を形成するための工程の一部の別の例を模式的に示す図である。図７では、負極板３１０をロールプレスする工程が示されており、負極集電体上に負極活物質層を形成した負極板３１０が、負極板巻き出しロール４１０から巻き出され、負極活物質層側プレスローラー５６０と負極集電体側プレスローラー５７０との間でロールプレスされた後に負極板巻き取りロール４３０に巻き取られる。負極板３１０は、負極活物質層が負極活物質層側プレスローラー５６０側となり、負極集電体が負極集電体側プレスローラー５７０側となるように、巻き出され、巻き取られる。負極活物質層側プレスローラー５６０および負極集電体側プレスローラー５７０は、高強度鋼材などからなる硬質かつ平滑なローラーである。
【００８２】
ロールプレスにおいて、負極活物質層側には平滑かつ硬質な負極活物質層側プレスローラー５６０が用いられ、負極集電体と負極集電体側プレスローラー５７０との間には樹脂系材料などからなる、長尺シート状の柔軟部材シート６００が、補助材巻き出しロール４５０から供給されて、補助ローラー７００により位置を調整され、負極板３１０と共にプレスされ、負極板３１０は負極板巻き取りロール４３０に、柔軟部材シート６００は補助材巻き取りロール４６０に、それぞれ巻き取られる。柔軟部材シート６００は繰り返し使用すること、および、巻取方式でなく巡回方式にすることも可能である。あるいは負極集電体側プレスローラー５７０の周表面に柔軟部材シート６００を設置しておいてもよい。図３で示された工程と同じ原理で、硬質かつ平滑な負極活物質層側プレスローラー５６０を用いたロールプレス圧縮により、負極活物質層表面は平滑となる一方で、柔軟部材シート６００と負極集電体側プレスローラー５７０とを用いたロールプレス圧縮により、負極活物質層の厚み分布に応じた凹凸が負極集電体上に形成される。図７に示される工程の後、負極活物質層１１０上に固体電解質層１３０が形成され、図１に一例として示された電池１０００を構成する部材として用いられる。図７に示される工程を、正極集電体上に正極活物質層を形成した正極板３２０に同様に適用することも可能である。
【００８３】
図８は、実施の形態１における電池を形成するための、別の工程の一部の例を模式的に示す図である。図８には、正極集電体２２０、正極活物質層１２０、負極集電体２１０、負極活物質層１１０および固体電解質層１３０からなる電池１２００がプレスされる工程が示されている。実施の形態１における電池の別の製造方法は、負極集電体２１０と負極活物質層１１０と固体電解質層１３０と正極活物質層１２０と正極集電体２２０とがこの順で積層された構造体をプレスするプレス工程を含む。プレス工程において、構造体の負極集電体２１０側をプレスする部材である下側圧縮ピン５２０の前記負極集電体側の表面部、および、前記構造体の前記正極集電体側をプレスする部材である上側圧縮ピン５１０の前記正極集電体側の表面部、の少なくとも一方は、樹脂系材料またはゴム系材料からなる。また、プレス工程では、負極集電体２１０の片面に形成された負極活物質層１１０と、正極集電体２２０の片面に形成された正極活物質層１２０とを、負極活物質層１１０と正極活物質層１２０との間に配置された固体電解質層１３０を介して、接合する。
【００８４】
図８の（ａ）は、プレス直前の状態を模式的に示す断面図である。図８の（ａ）に示されるように、正極集電体２２０上に形成された正極活物質層１２０と、負極集電体２１０上に形成された負極活物質層１１０が固体電解質層１３０を介して接合プレスされる。固体電解質層１３０は、正極活物質層１２０上および負極活物質層１１０上の一方に形成されていてもよく、両方に形成されていてもよく、独立したシート状で供給されてもよい。
【００８５】
プレス外枠５００内側で上側圧縮ピン５１０と下側圧縮ピン５２０とが上下にスライドし、近接することで、負極板３１０と正極板３２０とが接合される。下側圧縮ピン５２０は、高強度鋼材などからなる硬質かつ平滑な押部材である。下側圧縮ピン５２０は、樹脂系材料やゴム系材料などの軟質材料からなる柔軟部材シート６００を介して負極集電体２１０と接している。同様に上側圧縮ピン５１０は、高強度鋼材などからなる硬質かつ平滑な押部材であり、上側圧縮ピン５１０には、樹脂系材料やゴム系材料などからなる柔軟部材シート６００を介して正極集電体２２０に接している。
【００８６】
図８の（ｂ）は、プレス中の負極板３１０の状態を模式的に示す断面図である。図８の（ｂ）に示されるように、上側圧縮ピン５１０と下側圧縮ピン５２０とが接近し、電池１２００を圧縮する。圧縮により固体電解質層１３０に接する正極活物質層１２０の表面は平滑となり、正極活物質層１２０の厚み分布に応じた凹凸が正極集電体２２０上に形成される。同時に、固体電解質層１３０に接する負極活物質層１１０の表面は平滑となり、負極活物質層１１０の厚み分布に応じた凹凸が負極集電体２１０上に形成される。これによって比較的平行平滑な固体電解質層１３０が正極活物質層１２０と負極活物質層１１０との間に形成され、高電池容量で信頼性の高い電池を実現することができる。
【００８７】
図９は、実施の形態１における電池を形成するための工程の一部の別の例を模式的に示す図である。
【００８８】
図９では、負極板３１１および正極板３２１をロールプレスする工程が示されており、負極集電体（図示せず）上に負極活物質層（図示せず）と固体電解質層（図示せず）とをこの順で形成した負極板３１１が、負極板巻き出しロール４１０から巻き出されると同時に、正極集電体（図示せず）上に正極活物質層（図示せず）と固体電解質層（図示せず）とをこの順で形成した正極板３２１が、正極板巻き出しロール４２０から巻き出され、負極板３１１と正極板３２１とが正極集電体側プレスローラー５９０と負極集電体側プレスローラー５７０との間で接合ロールプレスされる。負極板３１１は、負極集電体２１０がと負極集電体側プレスローラー５７０側となるように、巻き出され、巻き取られる。正極板３２１は、正極集電体２２０がと正極集電体側プレスローラー５９０側となるように、巻き出され、巻き取られる。正極集電体側プレスローラー５９０および負極集電体側プレスローラー５７０は、高強度鋼材などからなる硬質かつ平滑なローラーである。
【００８９】
ロールプレスにおいて、正極集電体２２０と正極集電体側プレスローラー５９０との間には、樹脂系材料などからなる、長尺シート状の正極側柔軟部材シート６２０が補助材巻き出しロール４５０から供給され、負極集電体２１０と負極集電体側プレスローラー５７０との間には、樹脂系材料などからなる、長尺シート状の負極側柔軟部材シート６１０が補助材巻き出しロール４５０から供給される。これにより、正極側柔軟部材シート６２０、正極板３２１、負極板３１１および負極側柔軟部材シート６１０は、この順に積層された状態で共にプレスされる。その後、正極側柔軟部材シート６２０は正極側補助材巻き取りロール４６２に、負極側柔軟部材シート６１０は負極側補助材巻き取りロール４６１に、それぞれ巻き取られ、固体電解質層を介して対向するように接合された負極板３１０と正極板３２０とは引き出しローラー８００によって引き出しされ、補助ローラー７００によって搬送され、適宜切断等される。柔軟部材シート６００は、繰り返し使用すること、および、巻取方式でなく巡回方式にすることも可能である。あるいは負極集電体側プレスローラー５７０および正極集電体側プレスローラー５９０の周表面に柔軟部材を設置しておいてもよい。負極側柔軟部材シート６１０と、正極側柔軟部材シート６２０とを用いたロールプレス圧縮により、固体電解質層が平滑となる一方で、負極活物質層の厚み分布に応じた凹凸が負極集電体上に形成され、正極活物質層の厚み分布に応じた凹凸が正極集電体上に形成される。図９に示される工程により、固体電解質層が平均的に薄くても、厚みの分布が小さいため短絡のリスクは小さく、高電池容量で信頼性の高い電池を得ることが可能である。
【００９０】
図１０は、実施の形態１における電池を形成するための工程の一部を模式的に示す図である。図１０では、プレス外枠５００内で上側圧縮ピン５１０および下側圧縮ピン５２０が上下にスライドし近接することで、複数の単電池セル１３００、１４００、１５００、１６００および１７００が同時に積層プレスされて積層電池２０００が形成されている状態が示されている。実施の形態１における電池の別の製造方法は、複数の単電池セル１３００、１４００、１５００、１６００および１７００の間に配置された柔軟部材シート６０１を介して、複数の単電池セル１３００、１４００、１５００、１６００および１７００を積層した積層電池２０００をプレスするプレス工程を含む。プレス工程において、上側圧縮ピン５１０および下側圧縮ピン５２０の表面部は、柔軟部材シート６０１であり、複数の単電池セル１３００、１４００、１５００、１６００および１７００は、それぞれ、負極集電体２１０の片面に形成された負極活物質層１１０と、正極集電体２２０の片面に形成された正極活物質層１２０とが、負極活物質層１１０と正極活物質層１２０との間に配置される固体電解質層１３０を介して、接合している。なお、積層電池２０００は電池の一例であり、単電池セル１３００、１４００、１５００、１６００および１７００は電池セルの一例であり、上側圧縮ピン５１０および下側圧縮ピン５２０はプレス部材の一例であり、柔軟部材シート６０１は、樹脂系材料またはゴム系材料の一例である。
【００９１】
図１０示に示される積層プレスに至る前の各単電池セルは未接合であってもよく、軽度のプレスにより正極活物質層１２０と負極活物質層１１０とが固体電解質層１３０を介して接着していてもよい。積層電池２０００は、複数の単電池セル１３００、１４００、１５００、１６００および１７００が積層される電池である。複数の単電池セル１３００、１４００、１５００、１６００および１７００それぞれの間には柔軟部材シート６０１が配置されている。複数の単電池セル１３００、１４００、１５００、１６００および１７００は、それぞれ、例えば、図１に示される電池１０００と同じ構成の電池である。柔軟部材シート６０１は電気抵抗の低いもの、または、絶縁性のものが、積層された電池構成の目的に応じて適宜選択される。柔軟部材シート６０１の代わりに、柔軟層を正極集電体２２０上または負極集電体２１０上に塗工、あるいは、その他の方法によって形成したものを用いてもよい。積層プレスにより、正極活物質層１２０および負極活物質層１１０の厚み分布は、柔軟部材シート６０１または柔軟層に吸収され、柔軟部材シート６０１または柔軟層を介して複数の単電池セルが接合される。
【００９２】
複数の単電池セル１３００、１４００、１５００、１６００および１７００は、それぞれ、負極集電体２１０の片面に形成された負極活物質層１１０と、正極集電体２２０の片面に形成された正極活物質層１２０とが、負極活物質層１１０と正極活物質層１２０との間に配置された固体電解質層１３０を介して、接合して形成されており、負極活物質層１１０における固体電解質層１３０側の表面は、負極活物質層１１０における負極集電体２１０側の表面よりも、表面粗さが小さい。また、正極活物質層１２０における固体電解質層１３０側の表面は、正極活物質層１２０における正極集電体２２０側の表面よりも、表面粗さが小さい。複数の単電池セル１３００、１４００、１５００、１６００および１７００は、それぞれの単電池セルの間に配置される柔軟部材シート６０１を介して、積層されている。
【００９３】
これらにより、固体電解質層１３０と正極活物質層１２０との界面および固体電解質層１３０と負極活物質層１１０との界面はいずれも平滑に形成され、高電池容量で信頼性の高い、複数の電池を実現することができる。積層状態になった複数の単電池セルは積層状態のまま、直列あるいは並列の積層電池として用いてもよく、積層を解除して単電池セルとして用いてもよい。積層電池の直列および並列の切替は、一部の電池の上下を逆転して積層することによって容易に実現できる。
【００９４】
（他の実施の形態）
以上、１つまたは複数の態様における電池について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本開示の主旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を各実施の形態に施したもの、および、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の範囲内に含まれる。
【００９５】
また、上記の各実施の形態は、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【００９６】
例えば、上記実施の形態では、正極集電体、正極活物質層、負極集電体、負極活物質層および固体電解質層がすべて同じ幅で積層されていたが、これに限られず、正極集電体および負極集電体よりも正極活物質層、負極活物質層および固体電解質層の幅が狭く、正極集電体および負極集電体における正極活物質層、負極活物質層および固体電解質層が形成されない領域に封止部材を形成し、正極活物質層、負極活物質層および固体電解質層を封止してもよい。また、負極活物質層を正極活物質層よりも幅を大きくしてもよい。また、固体電解質層が、負極活物質層および正極活物質層の側面を覆うように形成されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本開示の電池は、電子機器、電気器具装置、電気車両などの電池として、利用されうる。
【符号の説明】
【００９８】
１００  発電要素
１１０  負極活物質層
１２０  正極活物質層
１３０  固体電解質層
２１０  負極集電体
２２０  正極集電体
３１０、３１１  負極板
３２０、３２１  正極板
４１０  負極板巻き出しロール
４２０  正極板巻き出しロール
４３０  負極板巻き取りロール
４５０  補助材巻き出しロール
４６０  補助材巻き取りロール
４６１  負極側補助材巻き取りロール
４６２  正極側補助材巻き取りロール
５００  プレス外枠
５１０  上側圧縮ピン
５２０  下側圧縮ピン
５６０  負極活物質層側プレスローラー
５７０  負極集電体側プレスローラー
５９０  正極集電体側プレスローラー
６００、６０１  柔軟部材シート
６１０  負極側柔軟部材シート
６２０  正極側柔軟部材シート
７００  補助ローラー
８００  引き出しローラー
１０００、１１００，１２００  電池
１３００、１４００、１５００、１６００、１７００  単電池セル
２０００  積層電池
【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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