(57)【要約】【課題】少なくとも端部に絶縁部材が配設される全固体電池がつづら折りで製造される場合に製造が容易となる全固体電池を提供することを課題とする。【解決手段】両面に負極電極層３，３が配設され、その各面の負極電極層３，３に負極活物質層４，４が塗工された第１部２ａと、両面に正極電極層６，６が配設され、その各面の正極電極層６，６に正極活物質層７，７が塗工された第２部２ｂと、第１部２ａと第２部２ｂとの間に位置し、内側に孔が形成された第３部２ｃとを有する絶縁部材２を備え、絶縁部材２をつづら折りすることによって第１部２ａ、第３部２ｃ、第２部２ｂの順で積層され、積層された状態において第３部２ｃの孔に固体電解質層５が配置されることを特徴とし、絶縁部材２が第３部２ｃを複数有する場合には複数の第３部２ｃの孔のサイズが異なると好適である。【選択図】図１
2014130754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両面に負極電極層が配設され、当該各面の負極電極層に負極活物質層が塗工された第１部と、両面に正極電極層が配設され、当該各面の正極電極層に正極活物質層が塗工された第２部と、前記第１部と前記第２部との間に位置し、内側に孔が形成された第３部と、を有する絶縁部材を備え、
前記絶縁部材をつづら折りすることによって前記第１部、前記第３部、前記第２部の順で積層され、当該積層された状態において前記第３部の孔に固体電解質層が配置されることを特徴とする全固体電池。
【請求項２】
前記絶縁部材は、前記第３部を複数有し、
前記複数の第３部の孔のサイズが異なることを特徴とする請求項１に記載の全固体電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全固体電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
大容量／高出力化が可能な次世代電池として、全固体電池の開発が進められている。全固体電池は、従来の二次電池に用いられている液体電解質の代わりに固体電解質を用いており、エネルギ密度が高くでき、安全性にも優れている。しかし、全固体電池は、液系電池のようにセパレータが配設されていないので、電池の外周端部での欠損（例えば、活物質の割れや欠け）や電極バリ等による短絡の問題がある。特に、全固体電池が車両等の振動する用途で使われると、これらの問題が発生する可能性が高くなる。そこで、全固体電池には、外周端部に絶縁フィルム等が設けられるものがある。
【０００３】
特許文献１には、負極活物質層と正極活物質層の端面及び固体電解質層と対向する面の端面の周縁部をそれぞれ絶縁性材料で被覆し、負極集電体、絶縁性材料で被覆した負極活物質層、固体電解質層、絶縁性材料で被覆した正極活物質層、正極集電体を積層した状態で加圧して製造される全固体電池が開示されている。また、特許文献２には、負極集電体の両面に負極合剤層（負極活物質）を設けた第１のシートを形成し、正極集電体の主面に正極合剤層（正極活物質）を合剤未塗工部を介して複数設けた第２のシートを形成し、第２のシートの主面側に合剤未塗工部、一の正極合剤層の合剤層未塗工部側における端面及び他の正極合剤層の合剤層未塗工部側における端面を覆うように絶縁フィルムを配設し、第２のシートの主面又は第１のシートの両面に電解質フィルムを配設し、負極合剤層と正極合剤層とを貼り合せて第２のシートの合剤層未塗工部でつづら折りして積層して製造される全固体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２０１２−３８４２５号公報
【特許文献２】特開２００３−１００３５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１，２に開示の全固体電池の場合、正極や負極を作製した後に絶縁部材を配設している。絶縁フィルム等の絶縁部材は非常に薄い部材であるので、絶縁部材を活物質層等の端部に位置決めし、固定させるのは非常に難しい。さらに、特許文献２に開示の全固体電池のようにつづら折りで製造する場合、硬さ、厚さ、摩擦力等が異なる集電体と絶縁部材とを同時に正確に折り曲げることは難しく、正極と負極との位置合わせも難い。そのため、端部に絶縁部材が配設される全固体電池をつづら折りで製造するのは非常に困難である。
【０００６】
そこで、本発明は、少なくとも端部に絶縁部材が配設される全固体電池がつづら折りで製造される場合に製造が容易となる全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】
【０００７】
本発明に係る全固体電池は、両面に負極電極層が配設され、当該各面の負極電極層に負極活物質層が塗工された第１部と、両面に正極電極層が配設され、当該各面の正極電極層に正極活物質層が塗工された第２部と、第１部と第２部との間に位置し、内側に孔が形成された第３部とを有する絶縁部材を備え、絶縁部材をつづら折りすることによって第１部、第３部、第２部の順で積層され、当該積層された状態において第３部の孔に固体電解質層が配置されることを特徴とする。
【０００８】
この全固体電池は、負極電極層、負極活物質層、固体電解質層、正極活物質層、正極電極層を１単位として構成される電池であり、これが必要に応じた数だけ積層されている。さらに、全固体電池は、電池外周端部の欠損や電極バリ等による短絡を防止するために、各層の間に絶縁部材が配設された構造を有している。この構造は、一続きの絶縁部材をつづら折りすることによって得られる。そのために、一続きの絶縁部材は、第１部〜第３部を有しており、第１部〜第３部が第１部、第３部、第２部の順で積層する数に応じて配置されている。第１部は、絶縁部材の両面に負極電極層が配設され、その各面の負極電極層に負極活物質層が塗工されている。第２部は、両面に正極電極層が配設され、その各面の正極電極層に正極活物質層が塗工されている。第３部は、内側に孔が形成されている。固定電解質層は、第１部の各面の負極活物質層に塗工されてもよいし、第２部の各面の正極活物質層に塗工されてもよいし、あるいは、第３部の一面に塗工されてもよい。この第１部〜第３部を有する絶縁部材を、第１部と第３部との間、第３部と第２部との間を順次折り曲げてつづら折りすることによって、第１部、第３部、第２部の順で積層される。その結果、負極電極層、負極活物質層、固体電解質層、正極活物質層、正極電極層の順で積層され、各電極層の間や正極活物質層と固体電解質層との間に絶縁部材が配設された全固体電池となる。特に、この全固体電池の場合、正極活物質と固体電解質との間に配設される絶縁部材（第３部）には孔が空いているので、その孔を通ってイオン（電子）が移動できる。また、その絶縁部材（第３部）の孔が空いていない部分が正極活物質と固体電解質との間の外周端部に介在するので、外周端部を保護し、外周端部の欠損や電極のバリ等による短絡を防止できる。さらに、一続きの絶縁部材を基準にして絶縁部材の両面に各電極層及び各活物質層が配置されるので、非常に薄い絶縁部材を位置決めして固定させるという問題が発生しない。また、つづら折りするときに第１部と第３部との間、第３部と第２部との間の折り曲げる位置を調整することにより、負極電極層、負極活物質層、固体電解質層、正極活物質層、正極電極層及び第３部の孔（ひいては、外周端部の絶縁部材）の位置決めを高精度かつ容易にできる。このように、この全固体電池は、一続きの絶縁部材を基準にして各層を配置した後に絶縁部材をつづら折りして製造される構造とすることにより、位置決めが容易となり、製造が容易である。
【０００９】
本発明の上記全固体電池では、絶縁部材は、第３部を複数有し、複数の第３部の孔のサイズが異なると好適である。
【００１０】
負極電極層、負極活物質層、固体電解質層、正極活物質層、正極電極層を１単位としてこれが複数積層される全固体電池の場合、絶縁部材は第１〜第３部を複数有することになる。第３部は、絶縁部材の内側に孔が形成されており、孔が空いていない部分が絶縁部材として残っている。第３部が複数有る場合、つづら折りされて積層されると、孔が空いていない部分については絶縁部材の厚さが第３部の数分累積されることになる。特に、複数の第３部の孔のサイズが全て同じ場合、複数の第３部の孔が空いていない部分が全て同じ幅になるので、第３部の数分の絶縁部材の厚さが同じ箇所で累積され、１つの段差となる。全固体電池はつづら折りされた状態で外部拘束されるので、その段差が大きくなると（第３部の数が多くなると）、大きなせん断力が作用する。そこで、複数の第３部の孔のサイズを異なるサイズとし、複数の第３部の孔が空いていない部分の幅を変える。これによって、複数の第３部の孔が空いていない部分の絶縁部材の厚さが同じ箇所で累積されることがなく、複数の段差となる。したがって、つづら折りされた状態で外部拘束されても、複数の小さい段差なので、大きなせん断力が作用しない。このように、この全固体電池は、複数の第３部の孔のサイズを異なるサイズとすることにより、複数の第３部による絶縁部材の厚さの累積によるせん断力を抑制でき、せん断を防止できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、一続きの絶縁部材を基準にして各層を配置した後に絶縁部材をつづら折りして製造される構造とすることにより、位置決めが容易となり、製造が容易である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態に係る全固体電池（外装フィルム等がない状態）の側面図である。
【図２】本実施の形態に係る全固体電池の平面図であり、（ａ）が外装フィルム等がない状態であり、（ｂ）が外装フィルム等がある状態である。
【図３】図１の全固体電池を展開した（つづら折り前の）平面図である。
【図４】図３の展開した状態の一部分を拡大した図であり、（ａ）が平面図であり、（ｂ）が側面図である。
【図５】絶縁フィルム累積の状態を示す側断面図であり、（ａ）が絶縁フィルムの第３部の孔の大きさを全て同じにした場合であり、（ｂ）が絶縁フィルムの第３部の孔の大きさを徐々に変えた場合である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明に係る全固体電池の実施の形態を説明する。なお、各図において同一又は相当する要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。なお、図１等においては、各層や絶縁フィルムの積層構造を解り易く示すために、外装フィルム等を除いた全固体電池で描いており（但し、図２（ｂ）のみ外装フィルム等がある）、各層や絶縁フィルムについては実際よりも平面の大きさに比べて厚さを厚くして描いている。また、図１等では、各層や絶縁フィルムを見易くするために、各層や絶縁フィルムをそれぞれ異なる模様で描いている。
【００１４】
本実施の形態では、本発明に係る全固体電池を、リチウムイオン二次電池の全固体電池に適用する。本実施の形態に係る全固体電池は、負極電極層、負極活物質層、固体電解質層、正極活物質層、正極電極層を１単位として構成される電池であり、これが必要に応じた数だけ複数積層されている。この積層される数は、全固体電池が用いられる用途により、必要とされる電圧等に応じて決定される。本実施の形態に係る全固体電池は、このような積層構造がつづら折りによる方法で製造される。本実施の形態に係る全固体電池は、例えば、電気自動車、ハイブリッド自動車等のモータを駆動源として有する自動車のバッテリに用いられる。
【００１５】
図１〜図４を参照して、本実施の形態に係る全固体電池１について説明する。図１は、本実施の形態に係る全固体電池（外装フィルム等がない状態）の側面図である。図２は、本実施の形態に係る全固体電池の平面図であり、（ａ）が外装フィルム等がない状態であり、（ｂ）が外装フィルム等がある状態である。図３は、図１の全固体電池を展開した（つづら折り前の）平面図である。図４は、図３の展開した状態の一部分を拡大した図であり、（ａ）が平面図であり、（ｂ）が側面図である。
【００１６】
全固体電池１は、電池外周端部の欠損や電極バリ等による短絡を防止するために、積層構造において一続きの絶縁フィルム２を各層の間に配設した構造である。絶縁フィルム２は、両面に負極電極層３、負極活物質層４、固定電解質層５が配設された第１部２ａと、両面に正極電極層６、正極活物質層７が配設された第２部２ｂと、その第１部２ａと第２部２ｂの間に位置して内側に孔２ｄが形成された第３部２ｃとを有している。一続きの絶縁フィルム２にはこの第１部２ａ〜第３部２ｃが第１部２ａ、第３部２ｃ、第２部２ｂ、第３部２ｃの順で積層する数に応じて繰り返し配置され、絶縁フィルム２の各部の間を順次折り曲げてつづら折りすることによって、第１部２ａ、第３部２ｃ、第２部２ｂ、第３部２ｃの順で積層される。
【００１７】
絶縁フィルム２は、負極電極層３，３間（全面）、正極電極層６，６間（全面）、固体電解質層５と正極活物質層７間（外周端部のみ）に配置される絶縁部材である。絶縁フィルム２は、一続きの薄いフィルムであり、第１部２ａ、第２部２ｂ、第３部２ｃを構成するための所定の形状を有している。つづら折り前の絶縁フィルム２の平面視した形状は、図３に示す全固体電池１を展開した（つづら折り前の）平面形状と同じ形状を有しており、第１部２ａ、第３部２ｃ、第２部２ｂ、第３部２ｃの順で繰り返し配置される。この繰り返す数は、全固体電池１での積層される数によって決まる。絶縁フィルム２の材料としては、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）である。
【００１８】
絶縁フィルム２の第１部２ａの部分の平面視した形状は、図４に示すように、長方形状（正方形状でもよい）と、その長方形状の一側部に凸形状を有している。この絶縁フィルム２の第１部２ａの両面には、負極電極部材が接合（蒸着、印刷、熱圧着等）されて負極電極層３が形成され、その負極電極層３の上面（長方形状部分のみ）には負極活物質が塗工（塗布）されて負極活物質層４が形成され、その負極活物質層４の上面に固体電解質が塗工されて固体電解質層５が形成されている。
【００１９】
絶縁フィルム２の第２部２ｂの部分の平面視した形状は、図４に示すように、第１部２ａの部分と同じサイズの長方形状（正方形状でもよい）と、その長方形状の他側部に凸形状を有している。この絶縁フィルム２の第２部２ｂの両面には、正極電極部材が接合されて正極電極層６が形成され、その正極電極層６の上面（長方形状部分のみ）には正極活物質が塗工されて正極活物質層７が形成されている。
【００２０】
絶縁フィルム２の第３部２ｃの部分の平面視した形状は、図４に示すように、第１部２ａや第２部２ｂの部分よりもサイズが大きい長方形状（正方形状でもよい）である。どの程度サイズを大きくするかは、第１部２ａでの負極電極層３、負極活物質層４、固体電解質層５による厚さや第２部２ｂでの正極電極層６、正極活物質層７による厚さ等を考慮して適宜設定される。この絶縁フィルム２の第３部２ｃの部分には、内部に長方形状の空間（絶縁フィルムが無い部分）である孔２ｄが形成されている。この孔２ｄのサイズ（Ａ×Ｂ）は、第１部２ａや第２部２ｂの長方形状の部分（活物質の塗工部分）のサイズよりも小さいサイズである。したがって、絶縁フィルム２の第３部２ｃには、所定の幅を有するロ形状の端部保護部２ｅだけが絶縁フィルムとして残っている。第３部２ｃにおける端部保護部２ｅの第１部２ａと繋がる部分については、第１部２ａでの負極電極層３、負極活物質層４、固体電解質層５による厚さよりも長い幅を有している。また、第３部２ｃにおける端部保護部２ｅの第２部２ｂと繋がる部分については、第２部２ｂでの正極電極層６、正極活物質層７による厚さよりも長い幅を有している。
【００２１】
負極電極層３は、絶縁フィルム２の第１部２ａの両面に配置される負極側の電極層である。負極電極の材料は、金属であり、例えば、銅である。負極電極層３は、この負極電極材料で絶縁フィルム２の第１部２ａの部分の形状（長方形状＋凸形状）と同じ平面形状で所定の厚さを有する部材として予め作製され、つづり折りする前にこの負極電極部材が絶縁フィルム２の第１部２ａの部分に接合されることによって形成される。
【００２２】
負極活物質層４は、負極電極層３と固体電解質層５との間に配置される負極側の活物質層である。負極活物質の材料は、全固体電池１の種類、用途等に応じて適宜選択でき、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、炭素繊維や黒鉛等の炭素材料である。負極活物質層４は、つづり折りする前に、この負極活物質材料が負極電極層３の一面の長方形状の部分（凸形状の部分を除く）に塗工されることによって形成される。なお、負極電極層３の一面において負極活物質が塗工されない部分（凸形状の部分）は負極電極未塗工部８となっており、この負極電極未塗工部８が外部との接続部となる。
【００２３】
固体電解質層５は、負極活物質層４と正極活物質層７（但し、外周端部には絶縁フィルム２の端部保護部２ｅが介在する）との間に配置される固体電解質層である。固体電解質の材料は、全固体電池１の種類、用途等に応じて適宜選択でき、例えば、（Ｌｉ３ＰＯ４）ｘ−（Ｌｉ２Ｓ）ｙ−（ＳｉＳ２）ｚガラス、（Ｌｉ２Ｓ）ｘ−（ＳｉＳ２）ｙガラス、（Ｌｉ２Ｓ）ｘ−（Ｐ２Ｓ５）ｙガラス、これらガラスを一部結晶化した結晶化ガラス等の硫化物系無機固体電解質、ＬｉＴｉ２（ＰＯ４）３、ＬｉＺｒ２（ＰＯ４）３、ＬｉＧｅ２（ＰＯ４）３等のＮＡＳＩＣＯＮ型酸化物系無機固体電解質、（Ｌａ０．５＋ｘＬｉ０．５−３ｘ）ＴｉＯ３等のペロブスカイト型酸化物無機固体電解質等のリチウムイオン伝導性樹脂である。固体電解質層５は、つづり折りする前に、この固体電解質材料が負極活物質層４の一面に塗工されることによって形成される。
【００２４】
正極電極層６は、絶縁フィルム２の第２部２ｂの両面に配置される正極側の電極層である。正極電極の材料は、金属であり、例えば、アルミニウムである。正極電極層６は、この正極電極材料で絶縁フィルム２の第２部２ｂの部分の形状（長方形状＋凸形状）と同じ平面形状で所定の厚さを有する部材として予め作製され、つづり折りする前にこの正極電極部材が絶縁フィルム２の第２部２ｂの部分に接合されることによって形成される。
【００２５】
なお、負極や正極の電極材料によって負極や正極の電極部材が上記形状で予め作製される場合、この作製された各電極部材にはバリができる場合がある。この電極部材のバリによって、積層された状態のときに正極側と負極側とが接触し、短絡する可能性がある。そのため、この電極バリ対策が必要となる。
【００２６】
正極活物質層７は、正極電極層６と固体電解質層５（但し、外周端部は絶縁フィルム２の端部保護部２ｅが介在する）との間に配置される正極側の活物質層である。正極活物質の材料は、全固体電池１の種類、用途等に応じて適宜選択でき、例えば、二硫化チタン、二硫化モリブデン、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である。正極活物質層７は、つづり折りする前に、この正極活物質材料が正極電極層６の一面の長方形状の部分（凸形状の部分を除く）に部分に塗工されることによって形成される。なお、正極電極層６の一面において正極活物質が塗工されない部分（凸形状の部分）は正極電極未塗工部９となっており、この正極電極未塗工部９が外部との接続部となる。
【００２７】
なお、負極や正極の活物質層４，７や固体電解質層５の塗工（塗布）は、従来の周知の任意の方法を適用できる。活物質層４，７は、活物質材料のみから形成されてもよいし、あるいは、活物質材料に必要に応じて導電性材料、固定電解質、バインダ等の材料を混合して形成されてもよい。この各物質の混合比は、全固体電池１が適切に動作できれば、全固体電池１の種類、用途等に応じて適宜設定できる。また、固体電解質層５は、固体電解質材料のみから形成されてもよいし、あるいは、固体電解質材料に必要に応じてバインダ等の材料を混合して形成されてもよい。この物質の混合比は、全固体電池１が適切に動作できれば、全固体電池１の種類、用途等に応じて適宜設定できる。
【００２８】
上記の説明した第１部２ａ、第３部２ｃ、第２部２ｂ、第３部２ｃ、・・・の順で繰り返し配置された絶縁フィルム２（図３参照）を、第１部２ａと第３部２ｃとの間、第３部２ｃと第２部２ｂとの間、第２部２ｂと第３部２ｃとの間、・・・を順次折り曲げてつづら折りする。すると、図１に示すように、第１部２ａ、第３部２ｃ、第２部２ｂ、第３部２ｃ・・・の順で繰り返し積み重ねられ、負極電極層３、負極活物質層４、固体電解質層５、絶縁フィルム２の端部保護部２ｅ（第３部２ｃ）、正極活物質層７、正極電極層６を１単位として、これが複数積層された全固体電池１（外装フィルム等がない状態）となる。また、負極電極層３，３間及び正極電極層６，６間にも絶縁フィルム２が配置される。なお、図１において、全固体電池１には、最も上部の負極電極層３、負極活物質層４、固体電解質層５及び最も下部の負極電極層３、負極活物質層４、固体電解質層５が無くてもよい。
【００２９】
この全固体電池１では、固体電解質層５と正極活物質層７との間に絶縁フィルム２が配設されているが、孔２ｄが空いているので、固体電解質層５と正極活物質層７との間でのリチウムイオンの移動が可能である。また、全固体電池１では、負極電極層３，３間及び正極電極層６，６間の全面に絶縁フィルム２が配設されるとともに、固体電解質層５と正極活物質層７との間の外周端部に絶縁フィルム２の端部保護部２ｅが配設される。この絶縁フィルム２により、全固体電池１の外周端部（特に、活物質層４，７の外周端部）を保護するとともに、負極や正極の電極バリ等による短絡を防止できる。
【００３０】
また、つづら折りする際、単一の部材である絶縁フィルム２だけを折り曲げるので、正確に折り曲げることが容易である。さらに、絶縁フィルム２の第３部２ｃにおける第１部２ａとの間の部分及び第２部２ｂとの間の部分が、折り曲げる際の遊び部分になっている。したがって、この各部分に折り曲げ用のスリット等を入れておくことによって、正確かつ容易に折り曲げることができる。また、このスリット等の位置を調整することにより、第１部２ａ（負極電極層３、負極活物質層４、固体電解質層５）、第３部２ｃ（孔２ｄ、端部保護部２ｅ）、第２部２ｂ（正極活物質層７、正極電極層６）を積層する際の位置合わせを正確かつ容易に行うことができる。
【００３１】
図２（ｂ）に示すように、全固体電池１は、全ての負極電極未塗工部８が溶接等で結合されて負極端子１０に接続されるとともに、全ての正極電極未塗工部９が溶接等で結合されて正極端子１１に接続されている。さらに、全固体電池１は、負極端子１０と正極端子１１だけが外部に出た状態で、ラミネートフィルム等の外装フィルム１２で外装されている。
【００３２】
上記構造を有する全固体電池１を製造する場合の製造工程について説明する。ＰＥＴ等を用いて上記で説明した形状の絶縁フィルム２を予め作製する。また、負極電極材料を用いて上記で説明した形状の負極電極部材を予め作製する。また、正極極電極材料を用いて上記で説明した形状の正極極電極部材を予め作製する。
【００３３】
次に、絶縁フィルム２の第１部２ａ毎に、両面に、予め作製された負極電極部材を接合して負極電極層３を形成し、その負極電極層３の一面（但し、負極電極未塗工部８部分を除く）に負極活物質を塗工して負極活物質層４を形成し、その負極活物質層４の一面に固体電解質を塗工して固体電解質層５を形成する。
【００３４】
また、絶縁フィルム２の第２部２ｂ毎に、両面に、正極電極部材を接合して正極電極層６を形成し、その正極電極層６の一面（但し、正極電極未塗工部９部分を除く）に正極活物質を塗工して正極活物質層７を形成する。
【００３５】
次に、絶縁フィルム２の第１部２ａと第３部２ｃとの間、第３部２ｃと第２部２ｂとの間、第２部２ｂと第３部２ｃとの間、・・・を順次折り曲げてつづら折りする。このつづら折りする前に、第１部２ａと第３部２ｃとの間、第３部２ｃと第２部２ｂとの間、第２部２ｂと第３部２ｃとの間にそれぞれ折り曲げ用のスリットを入れておく。そして、全ての負極電極未塗工部８を結合して負極端子１０に接続するとともに、全ての正極電極未塗工部９を結合して正極端子１１に接続する。最後に、上部と下部から加圧して、外装フィルム１２で外装する。
【００３６】
全固体電池１によれば、一続きの絶縁フィルム２に第１部２ａ（負極電極層３、負極活物質層４、固体電解質層５）、第３部２ｃ（孔２ｄ、端部保護部２ｅ）、第２部２ｂ（正極電極層６、正極活物質層７）を形成した後に、この一続きの絶縁フィルム２をつづら折りして製造できる構造とすることにより、位置決めが容易となり、製造が非常に容易である。特に、絶縁フィルム２を基準にして第１部２ａの負極電極層３、負極活物質層４、固体電解質層５を積層するとともに第２部２ｂの正極電極層６、正極活物質層７を積層するので、非常に薄い絶縁フィルムを位置決めして固定させるという問題が発生しない。また、絶縁フィルム２をつづら折りすることによって積層構造とすることがきるので、全ての層を積層して製造するよりも、製造が容易であり、製造スピードも速い。また、絶縁フィルム２の第１部２ａと第３部２ｃとの間、第３部２ｃと第２部２ｂとの間、第２部２ｂと第３部２ｃとの間の各部分（遊び部分）にスリット等を入れることによって、高精度かつ容易に各層の位置合わせを行うことができる。
【００３７】
また、全固体電池１によれば、固体電解質層５と正極活物質層７との間、負極電極層３，３間、正極電極層６，６間にそれぞれ絶縁フィルム２が配設されるので、この絶縁フィルム２により全固体電池１の外周端部欠損や電極バリ等による短絡を防止できる。また、全固体電池１によれば、固体電解質層５と正極活物質層７との間に配設される絶縁フィルム２には内側に孔２ｄを空けているので、リチウムイオンの移動が可能であるとともに外側の端部保護部２ｅによって外周端部を保護できる。
【００３８】
図５を参照して、上記構成の全固体電池１においてより好適な形態について説明する。図５は、絶縁フィルム累積の状態を示す側断面図であり、（ａ）が絶縁フィルムの第３部の孔の大きさを全て同じにした場合であり、（ｂ）が絶縁フィルムの第３部の孔の大きさを徐々に変えた場合である。
【００３９】
全固体電池１では、絶縁フィルム２の第３部２ｃにおいては孔２ｄが空けられ、所定の幅を有する端部保護部２ｅが存在する。絶縁フィルム２には第３部２ｃが複数有り、複数の第３部２ｃの孔２ｄ（Ａ×Ｂ）のサイズが全て同じ場合、複数の第３部２ｃの端部保護部２ｅの幅が全て同じになる。絶縁フィルム２がつづら折りされて積層されると、複数の第３部２ｃの端部保護部２ｅが積層される部分については絶縁フィルム２の厚さが第３部２ｃの数分累積されることになる。孔２ｄのサイズが全て同じで端部保護部２ｅが全て同じ幅Ｗの場合、図５（ａ）に示すように、第３部２ｃの数分の絶縁フィルム２の厚さが同じ箇所で累積され、１つの段差となる。全固体電池１はつづら折りされた状態で外部拘束されるので、その段差が大きくなると（第３部２ｃの数が多くなると）、大きなせん断力が作用する。
【００４０】
図５（ａ）の例の場合、端部保護部２ｅ１で１枚のフィルム分の段差ができ、端部保護部２ｅ２が累積されると２枚のフィルム分の段差ができ、端部保護部２ｅ３が累積されると３枚のフィルム分の段差ができ、端部保護部２ｅ４が累積されると４枚のフィルム分の段差ができる。この大きな段差がある状態で外部拘束（圧力）が加わると、大きなせん断力が発生し、せん断される可能性がある。図５（ａ）に示す例の場合、符号Ｐで示す部分がせん断されており、段差が大きいので、負極活物質層４と正極活物質層７とが接触し、短絡状態となっている。なお、せん断しても短絡しない場合がある。また、大きなせん断力が発生してもせん断しない場合がある。
【００４１】
そこで、複数の第３部２ｃの各孔２ｄのサイズ（Ａ×Ｂ）をそれぞれ異なるサイズとし、各端部保護部２ｅの幅Ｗを異なる幅とする。例えば、各孔２ｄの大きさを、Ａ１＞Ａ２＞Ａ３＞Ａ４かつＢ１＞Ｂ２＞Ｂ３＞Ｂ４にした場合、図５（ｂ）に示すように、端部保護部２ｅ１の幅Ｗ１＜端部保護部２ｅ２の幅Ｗ２＜端部保護部２ｅ３の幅Ｗ３＜端部保護部２ｅ４の幅Ｗ４となる。これによって、複数の端部保護部２ｅによるフィルムの厚さが同じ箇所で累積されることがなく、複数の小さい段差となる。
【００４２】
図５（ｂ）の例の場合、端部保護部２ｅ１で１枚のフィルム分の段差ができ、端部保護部２ｅ２が累積されると１枚のフィルム分の段差が２個でき、端部保護部２ｅ３が累積されると１枚のフィルム分の段差が３個でき、端部保護部２ｅ４が累積されると１枚のフィルム分の段差が４個できる。したがって、外部拘束されても、複数の小さい段差なので、大きなせん断力が作用しない。
【００４３】
なお、複数の第３部２ｃの各孔２ｄのサイズ（ひいては、各端部保護部２ｅの幅）をどのように異ならせるかは適宜設定できる。例えば、各孔２ｄの大きさを、Ａ１＜Ａ２＜Ａ３・・・かつＢ１＜Ｂ２＜Ｂ３・・・としてもよいし、あるいは、徐々に大きくしたり小さくしたりするのでなく、ランダムにサイズを変えてもよい。また、全ての各孔２ｄのサイズをそれぞれ変えるのではなく、少数個ずつなら同じサイズの孔２ｄがあってもよい。
【００４４】
このように、全固体電池１は、絶縁フィルム２の複数の第３部２ｃの孔２ｄのサイズを異なるサイズとすることにより、複数の第３部２ｃの端部保護部２ｅの部分のフィルムの厚さの累積によるせん断力を抑制でき、せん断を防止できる。ひいては、せん断による短絡も防止できる。
【００４５】
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。
【００４６】
例えば、本実施の形態ではリチウムイオン二次電池に全固体電池を適用したが、他の電池に全固体電池を適用してもよい。また、本実施の形態では全固体電池の用途として自動車のバッテリを例に挙げたが、これ以外の様々な用途で用いることができる。
【００４７】
また、本実施の形態では固定電解質層が第１部の両面の負極活物質層に塗工される構成としたが、固定電解質層はつづら折り後に第３部の孔に配置されていれば、第２部の両面の正極活物質層に塗工されてもよいし、あるいは、第３部の一面に塗工されてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１…全固体電池、２…絶縁フィルム、２ａ…第１部、２ｂ…第２部、２ｃ…第３部、２ｄ…孔、２ｅ…端部保護部、３…負極電極層、４…負極活物質層、５…固体電解質層、６…正極電極層、７…正極活物質層、８…負極電極未塗工部、９…正極電極未塗工部、１０…負極端子、１１…正極端子、１２…外装フィルム。
【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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