(57)【要約】【課題】デッドスペースを削減し、容量密度の向上、電極間で合材の端部にかかる応力差の低減を可能にする二次電池及びこれに用いるくし型電極を提供すること。【解決手段】シート状の電極である負極集電体１０の一面及び他面に負極活物質層１１を一体に積層形成してなる負極層シートと、シート状の電極である正極集電体１４の一面及び他面に正極活物質層１３を一体に積層形成してなる正極層シートとが交互に積層して配設されるとともに、積層方向Ｔ３に隣り合う負極層シートと正極層シートの間に電解質体１２を介設する。また、負極集電体１０と正極集電体１４がそれぞれ、切り欠き部を挟んで両側を互いに反対方向に折り曲げてなる折曲接続部１７、２０を備え、積層方向Ｔ３に隣り合う負極集電体１０の折曲接続部１７同士、積層方向Ｔ３に隣り合う正極集電体１４の折曲接続部２０同士を接続して構成する。【選択図】図１
2020087845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の電極である負極集電体の一面及び他面に負極活物質層を一体に積層形成してなる負極層シートと、シート状の電極である正極集電体の一面及び他面に正極活物質層を一体に積層形成してなる正極層シートとが交互に積層して配設されるとともに、積層方向に隣り合う前記負極層シートと前記正極層シートの間に電解質体が介設され、
且つ、前記負極集電体と前記正極集電体の端部に切り欠き部が設けられるとともに、前記負極集電体と前記正極集電体がそれぞれ、前記切り欠き部を挟んで両側を互いに反対方向に折り曲げてなる折曲接続部を備えて形成され、
前記積層方向に隣り合う前記負極集電体の前記折曲接続部同士が接続され、前記積層方向に隣り合う前記正極集電体の前記折曲接続部同士が接続されている、二次電池。
【請求項２】
積層方向に隣り合う前記負極層シートと前記正極層シートの間を通じて、前記積層方向の一方の側から他方の側まで略つづら折り状で連続的にシート状の固体電解質体が介設されている、請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記切り欠き部が基端側の幅を拡張して形成されている、請求項１または請求項２に記載の二次電池。
【請求項４】
前記負極集電体と前記正極集電体にはそれぞれ、前記切り欠き部から幅方向に沿って直線状に延びる溝切り部が設けられている、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の二次電池。
【請求項５】
端部に設けられた切り欠き部を挟んで両側が互いに反対方向に折り曲げられた電極層シートが所定の間隔をあけて積層配置され、積層方向に隣り合う前記電極層シートの前記互いに反対方向に折り曲げられた折曲接続部を接続して形成されている、くし型電極。
【請求項６】
前記電極層シートの前記切り欠き部が基端側の幅を拡張して形成されている、請求項５に記載のくし型電極。
【請求項７】
前記電極層シートに、前記切り欠き部から幅方向に沿って直線状に延び、前記折曲接続部を折り曲げるための溝切り部が設けられている、請求項５または請求項６に記載のくし型電極。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池及びこれに用いるくし型電極に関する。
【背景技術】
【０００２】
スマートフォン、電気自動車など、非常に多くの製品、分野で、バッテリーのさらなる高容量化、高電圧化、高エネルギー密度化などが求められ、研究開発が盛んに行われている。また、現在、バッテリーとして、正極、負極、セパレータ、電解液を主な構成要素とするリチウムイオン電池（二次電池）が多用されている。
【０００３】
一方、発火の危険性が小さい、高温や低温時の熱安定性が高く作動温度範囲が広い、設計の自由度がより高い、Ｌｉイオンのみが移動し副反応が起こりにくく劣化しにくい、ハンドリング性がよく生産性が高い、液漏れが起こらないなどの多くの利点を有するため、電解液でなく無機系の固体電解質を使用した固体電池（二次電池）が非常に大きな注目を集めている。
【０００４】
特許文献１、特許文献２には、正極合材（合剤）を正極集電体（正極集電箔）の表面に塗布することにより正極層を形成し、負極合材（合剤）を負極集電体（負極集電箔）の表面に塗布することにより負極層を形成し、正極層、固体電解質、負極層、固体電解質、正極層・・・・と順に積層しプレスすることによって構成した固体電池（固体電池の固体電池積層体）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１１８８７０号公報
【特許文献２】特許第５３５４６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、固体電池においては、設計時の性能を確保、維持するために、固体電池積層体を形成した状態で高い面圧でのプレス成形、及びその後の高い拘束圧力が必要である。
このため、従来の打ち抜き電極を積層した構造では、図８に示すように、高容量化を目的とした厚目付電極の積層や、積層数が多くなるほど、タブ溶着部１の湾曲によるデッドスペースＨが大きくなってしまうという問題があった。
また、タブ溶着部１の湾曲によって大きなデッドスペースＨが生じると、固体電池積層体（セル）２の容量密度が低下し、さらに、曲率の違いによる合材３の端部へのテンションのかかり方に違いが生じて固体電池積層体２のプレス成形後に内部応力として残留し、極群構造の維持が困難になる。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、デッドスペースを削減し、容量密度の向上、電極間で合材の端部にかかる応力差の低減を可能にする二次電池及びくし型電極を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、デッドスペースを低減し、容量密度の向上、電極間で合材の端部にかかる応力差の低減を可能にする手段を見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
（１）本発明の二次電池（例えば、後述の固体電池Ａ）は、シート状の電極である負極集電体（例えば、後述の負極集電体１０ａ、負極集電体層１０）の一面及び他面に負極活物質層（例えば、後述の負極活物質層１１）を一体に積層形成してなる負極層シート（例えば、後述の負極層シート１８）と、シート状の電極である正極集電体（例えば、後述の正極集電体１４ａ、正極集電体層１４）の一面及び他面に正極活物質層（例えば、後述の正極活物質層１３）を一体に積層形成してなる正極層シート（例えば、後述の正極層シート２１）とが交互に積層して配設されるとともに、積層方向（例えば、後述の積層方向Ｔ３）に隣り合う前記負極層シートと前記正極層シートの間に電解質体（例えば、後述の固体電解質体２３、固体電解質層１２）が介設され、且つ、前記負極集電体と前記正極集電体の端部に切り欠き部（例えば、後述の切り欠き部１５）が設けられるとともに、前記負極集電体と前記正極集電体がそれぞれ、前記切り欠き部を挟んで両側を互いに反対方向に折り曲げてなる折曲接続部（例えば、後述の折曲接続部１７、２０）を備えて形成され、前記積層方向に隣り合う前記負極集電体の前記折曲接続部同士が接続され、前記積層方向に隣り合う前記正極集電体の前記折曲接続部同士が接続されていることを特徴とする。
【００１０】
（２）本発明の二次電池は、上記（１）において、積層方向に隣り合う前記負極層シートと前記正極層シートの間を通じて、前記積層方向の一方の側から他方の側まで略つづら折り状で連続的にシート状の固体電解質体（例えば、後述の固体電解質体２３、固体電解質層１２）が介設されていてもよい。
【００１１】
（３）本発明の二次電池は、上記（１）または（２）において、前記切り欠き部が前記負極集電体と前記正極集電体の基端（例えば、後述の基端１５ａ）側の幅を拡張して形成されていてもよい。
【００１２】
（４）本発明の二次電池は、上記（１）から（３）のいずれかにおいて、前記負極集電体と前記正極集電体にはそれぞれ、前記切り欠き部から幅方向に沿って直線状に延びる溝切り部（例えば、後述の溝切り部１６）が設けられていてもよい。
【００１３】
（５）本発明のくし型電極（例えば、後述のくし型負電極２４、くし型正電極２５）は、端部に設けられた切り欠き部（例えば、後述の切り欠き部１５）を挟んで両側が互いに反対方向に折り曲げられた電極層シート（例えば、後述の負極層シート１８、正極層シート２１）が所定の間隔をあけて積層配置され、積層方向（例えば、後述の積層方向Ｔ３）に隣り合う前記電極層シートの前記互いに反対方向に折り曲げられた折曲接続部（例えば、後述の折曲接続部１７、２０）を接続して形成されていることを特徴とする。
【００１４】
（６）本発明のくし型電極は、上記（５）において、前記電極層シートの前記切り欠き部が基端（例えば、後述の基端１５ａ）側の幅を拡張して形成されていてもよい。
【００１５】
（７）本発明のくし型電極は、上記（５）または（６）において、前記電極層シートに、前記切り欠き部から幅方向に沿って直線状に延び、前記折曲接続部を折り曲げるための溝切り部（例えば、後述の溝切り部１６）が設けられていてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、デッドスペースを低減することができ、これにより、容量密度の向上、電極間で合材の端部にかかる応力差の低減を図ることが可能になる。これにより、セル製造の歩留まり、及び電池特性や寿命が改善することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る固体電池（固体電池積層体、二次電池）を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る固体電池（固体電池積層体、二次電池）の負極層シート（電極層シート、負極集電体）を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る固体電池（固体電池積層体、二次電池）の負極層シートの積層体（くし型電極）を示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る固体電池（固体電池積層体、二次電池）の負極層シート（負極集電体、電極層シート）、正極層シート（正極集電体、電極層シート）の切り欠き部、折曲接続部を示す部分平面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る固体電池、固体電池積層体（固体電池積層体、二次電池）の正極層シート（電極層シート、正極集電体）を示す斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る固体電池（固体電池積層体、二次電池）の正極層シートの積層体（くし型電極）を示す斜視図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る固体電池（固体電池積層体、二次電池）の固体電解質体（電解質体）を示す斜視図である。
【図８】従来の固体電池、固体電池積層体を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図１から図７を参照し、本発明の一実施形態に係る二次電池及びこれに用いるくし型電極について説明する。ここで、本実施形態では、本発明に係る二次電池が固体電池であるものとして説明を行う。
【００１９】
本実施形態の固体電池（二次電池）Ａは、図１に示すように、負極集電体層１０、負極活物質層（負極合材層（合剤層））１１、固体電解質層１２、正極活物質層（正極合材層（合剤層））１３、正極集電体層１４、正極活物質層（正極合材層）１３、固体電解質層１２、負極活物質層１１、負極集電体層１０・・・を順に一体に積層してなる固体電池積層体Ｂを備えて構成されている。
【００２０】
また、固体電池Ａは、複数の負極集電体層１０が電気的に接続されるとともに負極集電タブ（不図示）を接続し、複数の正極集電体層１４が電気的に接続されるとともに正極集電タブ（不図示）を接続し、固体電池積層体Ｂをラミネートフィルムなどの外装体（不図示）に収容して構成されている。
なお、負極集電タブや正極集電タブには外部端子が取り付けられ、外部端子が外装体の外部に配設されることにより、外部機器との電気的接続が可能とされている。
【００２１】
［負極集電体、負極層シート（電極層シート）］
一方、本実施形態の負極集電体層１０を構成する負極集電体（負極用の電極、負極用電極シート）１０ａは、図２に示すように、所定の幅寸法と奥行寸法を有する略矩形シート状に形成されるとともに、奥行方向Ｔ２一端１０ｂから他端１０ｃ側に向けて切り込んだ切り欠き部１５を備えて形成されている。なお、本実施形態では、負極集電体１０ａに１つの切り欠き部１５が設けられているものとするが、切り欠き部１５は複数あってもよい。
【００２２】
負極集電体１０ａは、切り欠き部１５から幅方向Ｔ１一側端１０ｄまで、また、切り欠き部１５から幅方向Ｔ１他側端１０ｅまで、それぞれ幅方向Ｔ１に沿って直線状に延びる溝切り部（曲げ溝部）１６が設けられている。
【００２３】
そして、負極集電体１０ａは、図３に示すように、切り欠き部１５を挟んで幅方向Ｔ１一側端１０ｄ側を溝切り部１６で垂直に折り曲げて上方に突出させ、切り欠き部１５を挟んで幅方向Ｔ１他側端１０ｅ側を溝切り部１６で垂直に折り曲げて下方に突出させ、配設される。このとき、本実施形態では、切り欠き部１５を形成する部分の角部を面取りされていることにより、この部分が外装材などに接触して外装材等に損傷が生じることを防止できる。
【００２４】
本実施形態の固体電池積層体Ｂ、固体電極Ａでは、図１、図３に示すように、切り欠き部１５を挟んで上方と下方にそれぞれ折り曲げられた部分が、積層方向Ｔ３に隣り合う負極集電体１０ａ（１０）同士を電気的且つ機械的に接続する折曲接続部１７とされている。なお、この折曲接続部１７を負極集電タブとしてもよい。
【００２５】
本実施形態では、図２、図４に示すように、切り欠き部１５が溝切り部１６側の基端１５ａ側を円形状にするなどして切り欠き幅を拡張して形成されている。これにより、折曲接続部１７を容易に折り曲げることができ、好適に複数の負極集電体１０ａを折曲接続部１７で接続して一体に積層配置することができる。また、切り欠き部１５を設けた場合であっても負極集電体１０ａに裂け等の破損が生じることを抑制できる。
【００２６】
負極集電体１０ａには、図２に示すように、負極集電体層１０となる部分の一面及び他面（側面（端面）を含むことが好ましい）に負極活物質層１１が一体に積層形成されている。そして、本実施形態では、これら負極集電体１０ａと負極活物質層１１とにより負極層シート１８が構成されている。
【００２７】
負極層シート１８は、負極集電体１０ａの折曲接続部１７がある奥行方向Ｔ２一端１０ｂ側の部分、すなわち、負極集電体１０ａの一端１０ｂから奥行方向Ｔ２他端１０ｃ側の部分が負極活物質層未形成部１９とされ、負極活物質未形成部１９には負極活物質層１１が積層形成されていない。
【００２８】
そして、本実施形態の固体電池積層体Ｂ、固体電池Ａでは、図１、図３に示すように、上記構成からなる複数の負極集電体１０ａ（負極層シート１８）が、隣り合う負極集電体１０ａの間に所定の隙間をあけて積層配置されるとともに、積層方向Ｔ３に隣り合う一方の負極集電体１０ａの上方に突出した折曲接続部１７と、他方の負極集電体１０ａの下方に突出した折曲接続部１７とが奥行方向Ｔ２に重なり、これら重なった折曲接続部１７同士を溶接するなどして複数の負極集電体１０ａが一体形成され、本実施形態のくし型負電極（くし型電極）２４が構成されている。
【００２９】
［正極集電体、正極層シート（電極層シート）］
次に、本実施形態の正極集電体層１４を構成する正極集電体（正極用の電極、正極用電極シート）１４ａは、図５に示すように、所定の幅寸法と奥行寸法を有する略矩形シート状に形成されるとともに、奥行方向Ｔ２一端１４ｂから他端１４ｃ側に向けて切り込んだ切り欠き部１５を備えて形成されている。なお、本実施形態では、正極集電体１４ａに１つの切り欠き部１５が設けられているものとするが、切り欠き部１５は複数あってもよい。
【００３０】
正極集電体１４ａは、切り欠き部１５から幅方向Ｔ１一側端１４ｄまで、また、切り欠き部１５から幅方向Ｔ１他側端１４ｅまで、それぞれ幅方向Ｔ１に沿って直線状に延びる溝切り部（曲げ溝部）１６が設けられている。
【００３１】
そして、正極集電体１４ａは、図６に示すように、負極集電体１０ａと同様、切り欠き部１５を挟んで幅方向一側端１４ｄ側を溝切り部１６で垂直に折り曲げて上方に突出させ、切り欠き部１５を挟んで幅方向Ｔ１他側端１４ｅ側を溝切り部１６で垂直に折り曲げて下方に突出させ、配設されている。
【００３２】
本実施形態の固体電池積層体Ｂ、固体電極Ａでは、図１、図６に示すように、切り欠き部１５を挟んで上方と下方にそれぞれ折り曲げられた部分が、積層方向Ｔ３に隣り合う正極集電体１４ａ同士を電気的且つ機械的に接続する折曲接続部２０とされている。なお、この折曲接続部２０を正極集電タブとしてもよい。
【００３３】
本実施形態では、図４、図５に示すように、切り欠き部１５が溝切り部１６側の基端１５ａ側を円形状にするなどして切り欠き幅を拡張して形成されている。これにより、折曲接続部２０を容易に折り曲げることができ、好適に複数の正極集電体１４ａを折曲接続部２０で接続して一体に積層配置することができる。また、切り欠き部１５を設けた場合であっても正極集電体１４ａに裂け等の破損が生じることを抑制できる。
【００３４】
正極集電体１４ａには、図５に示すように、正極集電体層１４となる部分の一面及び他面（側面（端面）を含むことが好ましい）に正極活物質層１３が一体に積層形成されている。そして、本実施形態では、これら正極集電体１４ａと正極活物質層１３とにより正極層シート２１が構成されている。
【００３５】
正極層シート２１は、正極集電体１４ａの折曲接続部２０がある奥行方向Ｔ２一端１４ｂ側の部分、すなわち、正極集電体１４ａの一端１４ｂから奥行方向Ｔ２他端１４ｃ側の部分が正極活物質層未形成部２２とされ、正極活物質未形成部２２には正極活物質層１３が積層形成されていない。
【００３６】
本実施形態の固体電池積層体Ｂ、固体電池Ａでは、図１、図６に示すように、上記構成からなる複数の正極集電体１４ａ（正極層シート２１）が、隣り合う正極集電体１４ａの間に所定の隙間をあけて積層配置されるとともに、積層方向Ｔ３に隣り合う一方の正極集電体１４ａの上方に突出した折曲接続部２０と、他方の正極集電体１４ａの下方に突出した折曲接続部２０とが奥行方向Ｔ２に重なり、これら重なった折曲接続部２０同士を溶接するなどして複数の正極集電体１４ａが一体形成され、本実施形態のくし型正電極（くし型電極）２５が構成されている。
【００３７】
また、本実施形態の固体電池積層体Ｂ、固体電池Ａにおいては、図１に示すように、折曲接続部１７同士を溶接するなどして一体に積層形成された複数の負極集電体１０ａ（負極層シート１８）と、折曲接続部２０同士を溶接するなどして一体に積層形成された複数の正極集電体１４ａ（正極層シート２１）とが、上下に隣り合う負極集電体１０ａの間に１枚の正極集電体１４ａが配され、複数の負極集電体１０ａと複数の正極集電体１４ａとが積層方向Ｔ３に交互に配されるように組み合わされる。さらに、このとき、正極側の折曲接続部２０が奥行方向Ｔ２の一端側に、負極側の折曲接続部１７が奥行方向Ｔ２の他端側に配されるようにして、複数の負極集電体１０ａと複数の正極集電体１４ａとが組み合わされる。
【００３８】
［固体電解質体（電解質体）］
次に、固体電解質層１２を形成する固体電解質体（固体電解質シート）２３は、負極活物質層１１と正極活物質層１３の間でイオン伝導する電解質を備えたものであり、図７に示すように、所定の幅寸法と奥行寸法を有する略矩形シート状で帯状に形成されている。
【００３９】
この固体電解質体２３は、複数の負極集電体１０ａと複数の正極集電体１４ａとを組み合わせた状態で、積層方向Ｔ３に隣り合う負極層シート１８と正極層シート２１の間（負極集電体１０ａと正極集電体１４ａの間）に介装されている。このとき、帯状の固体電解質体２３は、積層方向Ｔ３に隣り合う負極層シート１８同士の間の隙間、積層方向Ｔ３に隣り合う正極層シート２１同士の間の隙間を通じて、積層方向Ｔ３の一方の側から他方の側まで略つづら折り状に配され、連続的に隣り合う負極層シート１８と正極層シート２１の間に介設されている。
【００４０】
ここで、本実施形態では、略矩形シート状で帯状の固体電解質体２３を、略つづら折り状に配して連続的に隣り合う負極層シート１８と正極層シート２１の間に介設するものとしたが、固体電解質体２３は、隣り合う負極層シート１８と正極層シート２１の間に介設されていればよく、例えば、袋状の固体電解質体２３を負極層シート１８や正極層シート２１を内包するように配置したり、負極層シート１８や正極層シート２１に直接固体電解質体２３（固体電解質層１２）を塗工するなどの他の手段、手法を用いてもよい。
【００４１】
［固体電池、固体電池積層体］
本実施形態の固体電池Ａ、固体電池積層体Ｂにおいては、上記のようにして、順次、負極集電体層１０、負極活物質層１１、固体電解質層１２、正極活物質層１３、正極集電体層１４、正極活物質層１３、固体電解質層１２、負極活物質層１１、負極集電体層１０、・・・の順に積層されている。
【００４２】
また、本実施形態の固体電池Ａは、上記のように、負極集電体層１０、負極活物質層１１、固体電解質層１２、正極活物質層１３、正極集電体層１４、正極活物質層１３、固体電解質層１２、負極活物質層１１、負極集電体層１０・・・の順に積層した段階で、図１に示すように、積層方向Ｔ３にプレスし、負極集電体層１０、負極活物質層１１、固体電解質層１２、正極活物質層１３、正極集電体層１４、正極活物質層１３、固体電解質層１２、負極活物質層１１、負極集電体層１０・・・をしっかりと密着させて一体化し、固体電池積層体Ｂが形成される。
【００４３】
ここで、負極活物質層１１に含まれる負極活物質としては、例えば、リチウム金属、Ｌｉ−Ａｌ合金やＬｉ−Ｉｎ合金等のリチウム合金、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２等のチタン酸リチウム、酸化シリコンや金属シリコン、炭素繊維や黒鉛等の炭素材料等が挙げられる。但し、負極活物質は特に限定されるものではなく、固体電池の負極活物質として公知の物質を適用することができる。その組成についても特に制限はなく、固体電解質、導電助剤や結着剤等を含んでいてもよい。
【００４４】
負極集電体１０ａの材料としては、例えば、ＳＵＳ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｎ、等の金属等が挙げられる。また、負極集電体の形状としては、例えば、箔状、板状、メッシュ状、不織布状、発泡状等を挙げることができる。また、密着性を高めるために、集電体の表面にカーボンなどが配置されていてもよいし、粗化されていても良い。また、負極活物質そのものであってもよい。但し、負極集電体１０ａは特に限定されるものではなく、固体電池Ａの負極に用いうる公知の集電体を適用することができる。
【００４５】
正極活物質層１３に含まれる正極活物質としては、例えば、二硫化チタン、二硫化モリブデン、硫化リチウムや硫黄等の硫化物、セレン化ニオブ等の遷移金属カルコゲナイド、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４）、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）等の遷移金属酸化物等が挙げられる。
【００４６】
なお、正極活物質は、特に限定されるものではなく、固体電池Ａの正極活物質として公知の物質を適用することができる。その組成についても特に制限はなく、固体電解質、導電助剤や結着剤等を含んでいてもよい。
【００４７】
正極集電体１４ａの材料としては、例えば、ＳＵＳ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｎ、等の金属等や導電性カーボン（例えば、グラファイトやＣＮＴ）等が挙げられるが挙げられる。また、正極集電体の形状としては、例えば、箔状、板状、メッシュ状、不織布状、発泡状等を挙げることができる。また、密着性を高めるために、集電体の表面にカーボンなどが配置されていてもよいし、粗化されていても良い。なお、正極集電体１４ａは、特に限定されるものではなく、固体電池Ａの正極に用い得る公知の集電体を適用することができる。
【００４８】
固体電解質層１２（固体電解質シート２３）の固体電解質としては、例えば、硫化物系無機固体電解質、ＮＡＳＩＣＯＮ型酸化物系無機固体電解質、ペロブスカイト型酸化物無機固体電解質、リチウム含有塩などの無機固体電解質や、ポリエチレンオキシドなどのポリマー系の固体電解質、リチウム含有塩やリチウムイオン伝導性のイオン液体を含むゲル系の固体電解質を挙げることができる。但し、固体電解質は特に限定されるものではない。また、固体電解質は、必要に応じて結着剤等を含む。固体電解質に含まれる各物質の組成比については、電池が適切に作動可能であれば、特に限定されるものではない。固体電解質層１２（固体電解質シート２３）は、固体電解質そのものから形成されても良いし、固体電解質を化学的に安定な素材からなる多孔質な基材に固定されたものでも良い。固体電解質層１２（固体電解質シート２３）は、正極層シート２１と負極層シート１８との間のイオン伝導が可能な状態であれば、厚みや形状等は特に限定されるものではない。また、製造方法も特に限定されるものではない。
【００４９】
したがって、本実施形態の固体電池Ａ（及びこれに用いる電極の負極集電体１０ａ、正極集電体１４ａ）においては、負極集電体１０ａと正極集電体１４ａの端部に切り欠き部１５を設け、切り欠き部１５を挟んで両側を上方と下方（一方の側と他方の側）にそれぞれ折り曲げて折曲接続部１７、２０を形成し、複数の負極集電体１０ａ（負極層シート１８）と複数の正極集電体１４ａ（正極層シート２１）とを交互に配設するとともに隣り合う負極集電体１０ａと正極集電体１４ａの間に、略つづら折り状にして連続的に固体電解質体２３を介設し、積層方向Ｔ３に隣り合う負極集電体１０ａの折曲接続部１７同士、積層方向Ｔ３に隣り合う正極集電体１４ａの折曲接続部２０同士を接続し、プレスをかけることによって、固体電池Ａの固体電池積層体Ｂを形成することができる。なお、プレスをかけた後に折曲接続部同士１７、２０を溶接などして接続するようにしてもよい。
【００５０】
これにより、従来のようにタブ溶着部１の湾曲による大きなデッドスペースＨが生じるという不都合を解消することができる。また、曲率の違いによる合材の端部へのテンションのかかり方の違いが、固体電池積層体（セル）２のプレス成形後に内部応力として残留することをなくす（残留応力を格別顕著に小さく抑える）ことが可能になる。
【００５１】
また、積層方向Ｔ３に隣り合う負極層シート１８と正極層シート２１の間を通じて、積層方向Ｔ３の一方の側から他方の側まで略つづら折り状で連続的にシート状の固体電解質体２３が介設されていることにより、効率的に固体電池積層体Ｂひいては固体電池Ａを生産することができるとともに、デッドスペースの少ない高密度の固体電池積層体Ｂ、固体電池Ａを実現することが可能になる。
【００５２】
よって、本実施形態の固体電池Ａ及びこれに用いる電極の負極集電体１０ａ、正極集電体１４ａによれば、デッドスペースＨを低減できることで、容量密度を大幅に向上させることができ、また、電極間で合材の端部にかかる応力差を極力小さくできることで、固体電池積層体Ｂの極群構造を好適に維持することが可能になる。これにより、従来と比較し、セル製造の歩留まり、及び電池特性や寿命を大幅に改善することができ、信頼性、耐久性、電池性能に優れた固体電池Ａを実現することが可能になる。
【００５３】
また、本実施形態の固体電池Ａ、及びこれに用いる電極の負極集電体１０ａ、正極集電体１４ａにおいては、負極集電体１０ａ、正極集電体１４ａの切り欠き部１５が基端側の幅を拡張して形成されていることにより、切り欠き部１５を設けた部分に裂け等の損傷を生じにくくすることができる。
【００５４】
さらに、負極集電体１０ａと正極集電体１４ａにそれぞれ、切り欠き部１５から幅方向Ｔ１に沿って直線状に延びる溝切り部１６が設けられていることにより、溝切り部１６で容易に且つ精度よく折り曲げて折曲接続部１７、２０を形成することができる。
【００５５】
さらに、図４に示すように、本実施形態では、切り欠き部１５が、切り欠き部１５を形成する部分の角部を面取りして形成されていることにより、この部分が外装材などに接触するなどして外装材等に損傷が生じることを防止できる。
【００５６】
以上、本発明に係る二次電池及びこれに用いるくし型電極の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００５７】
例えば、本実施形態では、本発明に係る二次電池が固体電池であるものとして説明を行ったが、本発明に係る二次電池は、固体電池に限定する必要はなく、隣り合う負極層シート１８と正極層シート２１の間に液状の電解質（電解質体）を介設して構成されていてもよい。
【００５８】
液状の電解質（電解質体）を介設する場合は、複数の負極集電体１０ａと複数の正極集電体１４ａとを組み合わせた状態で、積層方向Ｔ３に隣り合う負極層シート１８と正極層シート２１の間（負極集電体１０ａと正極集電体１４ａの間）にセパレータを介装することが好ましい。
【００５９】
液状の電解質（電解質体）については特に限定されるものではなく、リチウムイオン電池に用いられる公知の電解液を適用することができる。
【００６０】
電解液の材料についても特に限定されるものではなく、例えば、電解液を構成する溶媒は、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、プロピレンカーボネート等が挙げられる。これらを混合して用いても良い。また、電解液を構成する電解質は、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４等のリチウム含有塩やＬｉＴＦＳｉ等のリチウム含有イオン液体が挙げられる。これらを混合して用いても良い。また、電解液は必要に応じて添加剤等を含んでいてもよい。
【００６１】
さらに、本実施形態では、本発明に係る固体電解質体が固体電解質シート２３であるものとして説明を行った。これに対し、負極集電体１０ａに負極活物質層１１を積層形成し、この負極活物質層１１の上に固体電解質層１２を積層形成したり、正極集電体１４ａに正極活物質層１３を積層形成し、この正極活物質層１３の上に固体電解質層１２を積層形成して、固体電解質体を具備するように構成してもよい。
【００６２】
この場合には、負極集電体１０ａの負極活物質層未形成部１９及び負極活物質層未形成部１９を形成する部分の負極集電体１０ａの端面に、絶縁性材料を一体に積層形成してなる絶縁層及び／又は固体電解質を一体に積層形成してなる固体電解質層（絶縁層及び／又は固体電解質層からなる負極集電体被覆層）を設けて構成することが好ましい。
【００６３】
また、正極集電体１４ａの正極活物質層未形成部２２及び正極活物質層未形成部２２を形成する部分の正極集電体１４ａの端面に、絶縁性材料を一体に積層形成してなる絶縁層及び／又は固体電解質を一体に積層形成してなる固体電解質層（絶縁層及び／又は固体電解質層からなる正極集電体被覆層）を設けて構成することが好ましい。
【００６４】
さらに、負極集電体被覆層は、負極活物質層１１（又は負極活物質層１１とこの上に積層した固体電解質層１２とを合わせた層）と同等の厚さで形成することが好ましい。また、正極集電体被覆層は、正極活物質層１３（又は正極活物質層１３とこの上に積層した固体電解質層１２とを合わせた層）と同等の厚さで形成することが好ましい。
これにより、固体電池製造過程において、固体電池積層体Ｂを積層方向Ｔ３にプレスする際に、負極集電体１０ａの負極活物質層未形成部１９の部分や正極集電体１４ａの正極活物質層未形成部２２の部分に空隙が残されて、負極活物質層未形成部１９や正極活物質層未形成部２２がクラックの発生を誘引する領域となることがない。また、得られる負極積層体（固体電池用負極）、正極積層体（固体電池用正極）の平面度公差および平行度公差を最小にすることが可能となり、結果、多層化した際の体積が小さくなり、高エネルギー化に貢献することができる。
【００６５】
ここで、絶縁層を構成する絶縁性材料としては、例えば、絶縁性を有する樹脂を挙げることができ、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂等の熱可塑性絶縁樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、アルキド樹脂等の熱硬化性絶縁樹脂等が例示できる。なお、絶縁性材料は特に限定されるものではない。
【００６６】
負極集電体被覆層や正極集電体被覆層となる固体電解質層の固体電解質としては、例えば、硫化物系無機固体電解質、ＮＡＳＩＣＯＮ型酸化物系無機固体電解質、ペロブスカイト型酸化物無機固体電改質解質、リチウム含有塩などの無機固体電解質や、ポリエチレンオキシドなどのポリマー系の固体電解質、リチウム含有塩やリチウムイオン伝導性のイオン液体を含むゲル系の固体電解質等を挙げることができる。なお、固体電池Ａを構成する際の固体電解質層１２に用いられる固体電解質と同一の物質とすることが好ましく、特に、硫化物系無機固体電解質であることが好ましい。但し、固体電解質においても特に限定を必要とするものではない。
【符号の説明】
【００６７】
１０  負極集電体層
１０ａ  負極集電体
１１  負極活物質層（負極合材層（合剤層））
１２  固体電解質層
１３  正極活物質層（正極合材層（合剤層））
１４  正極集電体層
１４ａ  正極集電体
１５  切り欠き部
１５ａ  基端
１６  溝切り部
１７  折曲接続部
１８  負極層シート（電極層シート）
１９  負極活物質層未形成部
２０  折曲接続部
２１  正極層シート（電極層シート）
２２  正極活物質層未形成部
２３  固体電解質体（固体電解質シート、電解質体）
２４  くし型負電極（くし型電極）
２５  くし型正電極（くし型電極）
Ａ  固体電池（二次電池）
Ｂ  固体電池積層体
Ｔ１  幅方向
Ｔ２  奥行方向
Ｔ３  積層方向
【図１】
2020087845.tif 000003
【図２】
2020087845.tif 000004
【図３】
2020087845.tif 000005
【図４】
2020087845.tif 000006
【図５】
2020087845.tif 000007
【図６】
2020087845.tif 000008
【図７】
2020087845.tif 000009
【図８】
2020087845.tif 000010