(57)【要約】加熱圧縮時の固体電解質層の軟化に起因する、固体電解質層の薄層化や正極−負極間の短絡が抑制された信頼性の高い固体電池が製造可能であり、且つ、固体電解質層や電極の大きさや形状の自由度が高く、シート状の固体電池が容易に製造可能な固体電池の製造方法を提供する。負極材粉末層及び固体電解質粉末層が積層配置された第１の構造体、又は、正極材粉末層及び固体電解質粉末層が積層された第２の構造体、又は、負極材粉末層、固体電解質材粉末層及び正極材粉末層がこの順に積層配置された第３の構造体、を作製する構造体作製工程と、構造体の積層方向外周に接し且つ該外周を取り囲む耐熱性絶縁部材を配置する絶縁部材配置工程と、構造体及び耐熱性絶縁部材の、少なくとも、該耐熱性絶縁部材の内周及び該内周より内側の領域を、該構造体の積層方向に加熱圧縮する、加熱圧縮工程とを備える固体電池の製造方法、並びに、該製造方法により製造されるシート状固体電池。
2010131321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負極、正極、及び該負極と該正極の間に配置された固体電解質層を有する電解質・電極積層体を備える固体電池の製造方法であって、
負極材粉末層及び固体電解質粉末層が積層配置された第１の構造体、又は、正極材粉末層及び固体電解質粉末層が積層された第２の構造体、又は、負極材粉末層、固体電解質材粉末層及び正極材粉末層がこの順に積層配置された第３の構造体、を作製する構造体作製工程と、
前記構造体の積層方向外周に接し且つ該外周を取り囲む耐熱性絶縁部材を配置する絶縁部材配置工程と、
前記構造体及び前記耐熱性絶縁部材の、少なくとも、該耐熱性絶縁部材の内周及び該内周より内側の領域を、該構造体の積層方向に加熱圧縮する、加熱圧縮工程と、
を備えることを特徴とする。
【請求項２】
負極材粉末層、固体電解質材粉末層及び正極材粉末層がこの順に積層配置された第３の構造体を作製する構造体作製工程と、
前記構造体の積層方向外周に接し且つ該外周を取り囲む耐熱性絶縁部材を配置する絶縁部材配置工程と、
前記構造体及び前記耐熱性絶縁部材を、該構造体の積層方向に第１の導電性基板及び第２の導電性基板で狭持した状態で、該構造体の積層方向に加熱圧縮する、加熱圧縮工程と、
を備える、請求の範囲第１項に記載の固体電池の製造方法。
【請求項３】
前記絶縁部材配置工程において、前記第１の導電性基板上に前記耐熱性絶縁部材を配置し、
前記構造体作製工程において、前記耐熱性絶縁部材が配置された前記第１の導電性基板上に、前記負極材粉末層、固体電解質層及び正極材粉末層を積層配置して第３の構造体を作製し、
前記加熱圧縮工程において、前記第１の導電性基材上に配置された前記耐熱性絶縁部材及び前記構造体を、該第１の導電性基材と前記第２の導電性基材で狭持した状態で、該構造体の積層方向に加熱圧縮する、請求の範囲第２項に記載の固体電池の製造方法。
【請求項４】
前記耐熱性絶縁部材が、前記加熱圧縮工程における加熱温度で軟化しない絶縁性材料より形成されている、請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の固体電池の製造方法。
【請求項５】
前記耐熱性絶縁部材が、耐熱性樹脂で形成されている、請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記載の固体電池の製造方法。
【請求項６】
前記加熱圧縮工程後、前記耐熱性絶縁部材を除去する、絶縁部材除去工程をさらに備える、請求の範囲第１項１乃至第５項のいずれかに記載の固体電池の製造方法。
【請求項７】
請求の範囲第１項乃至第６項のいずれかに記載の固体電池の製造方法により製造されたことを特徴とする、シート状固体電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体電池の製造方法及び固体電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パソコン、ビデオカメラ、携帯電話等の情報関連機器や通信機器等の急速な普及に伴い、その電源として利用される電池の開発が重要視されている。また、自動車産業界においても、電気自動車やハイブリッド自動車用の高出力かつ高容量の電池の開発が進められている。各種二次電池の中でも、エネルギー密度と出力が高いことから、リチウム電池やリチウムイオン電池が注目されている。
ただし、現在、主流となっているリチウムイオン電池は、電解液として可燃性の有機溶媒を用いているので、液漏れの他、短絡や過充電などを想定した安全対策が欠かせない。そこで、安全性向上のために、電解質としてイオン伝導性ポリマーやセラミックス等の固体電解質を用いた固体型リチウムイオン電池の開発が進められている。リチウムイオン伝導性固体電解質として利用可能なセラミックスとしては、高いリチウムイオン伝導性を有することから、特に、硫化物系ガラスや硫化物系結晶化ガラス等の硫化物系無機固体電解質に注目が集まっている。【０００３】
固体型リチウムイオン電池に代表される固体電池は、一般的に、正極、負極、及びこれら電極の間に配置された固体電解質層を備える。正極及び負極は、電極活物質のみを用いて、或いは、電極活物質の他、電極におけるイオン伝導性を確保するための固体電解質や導電性を確保するための導電性材料等を用いて形成される。また、固体電解質層は、固体電解質のみを用いて、或いは、固体電解質の他、固体電解質層に可撓性を付与するための結着材等を用いて形成される。【０００４】
固体電池の製造方法として、例えば、電極の形成方法としては、電極活物質に、必要に応じて、固体電解質や導電性材料等を添加、混合した電極材粉末を、粉末成形法により加圧成形する方法が挙げられる。また、固体電解質層の形成方法としては、固体電解質に、必要に応じて結着材等の材料を添加、混合した電解質材粉末を、粉末成形法により加圧成形する方法が挙げられる。
また、粉末成形法以外の方法として、上記電極材粉末又は上記電解質材粉末を、溶媒に分散して調製したスラリーを、基材（剥離可能な基材や電極等）に塗布、乾燥することにより、各電極又は固体電解質層を形成する方法がある。【０００５】
粉末成形法による具体的な固体電池の製造方法として、例えば、特許文献１及び特許文献２に記載の方法が挙げられる。
特許文献１には、固体電解質層を、固体電解質の軟化点以上ガラス転移点以下の温度で加圧成形する全固体リチウム二次電池の製造法が開示されている。特許文献１の実施例では、固体電解質粉末を加圧成形した固体電解質層を、固体電解質粉末と正極活物質とを混合した正極粉末を加圧成形した正極、及び、固体電解質粉末と負極活物質とを混合した負極粉末を加圧成形した負極で挟んだ状態で、加熱条件下、加圧している。【０００６】
また、特許文献２には、一対の電極層と固体電解質層を備え、前記一対の電極層の少なくとも一方と固体電解質層が電気絶縁性の筒枠と一体成形された全固体リチウム電池が開示されている。特許文献２の実施例では、成形金型のシリンダー内にポリエチレン製の絶縁菅を装填し、その中に正極材料を入れて加圧成形した後、固体電解質粉末を入れてペレット状に加圧成形している。そして、得られたペレットの固体電解質側に負極となるリチウム箔を圧着している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−１３８７２４号公報
【特許文献２】特開平９−３５７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の方法によれば、電解質が軟化した状態で加圧成形することにより、固体電解質層内部での固体電解質粒子間の接合が面接触になるため、粒界抵抗の小さい固体電解質層を形成することができる。
しかしながら、特許文献１に記載方法では、上記加熱条件下の加圧時、軟化した固体電解質が固体電解質層を挟んでいる正極及び負極の間からはみ出てしまう。その結果、固体電解質層の厚みが設計した厚みよりも薄くなる、さらには、正極‐負極間に短絡が発生しやすくなる、といった問題が生じる。【０００９】
また、特許文献２に記載の方法によれば、金型内で加圧成形したペレットを金型から取り出す際に、ペレットを構成する電極材が金型内面と擦れ合い、削られてしまうことを防止することができる。削られた電極材がペレットの固体電解質層に付着すると、電池の内部短絡の原因となるため、特許文献２に記載の方法によれば、電池の内部短絡の発生を抑制することができる。
しかしながら、特許文献２に記載の方法は、加圧成形に金型を使用しており、ペレット状の小型電池の製造には適しているものの、薄膜シート状の電池構造を有する電池の製造には適していない。また、特許文献２において、具体的に開示されている製造方法では、ピストンにより加圧されるのは、絶縁性筒枠内の電極材料や固体電解質粉末のみであり、該筒枠は加圧されない。そのため、加圧時に、ピストンと筒枠との隙間から固体電解質粉末がはみ出してしまうおそれがある。その結果、固体電解質層の厚みが設計した厚みよりも薄くなる、さらには、正極‐負極間に短絡が発生しやすくなる、といった問題が生じやすい。さらに、特許文献２の技術では、大きさや形状の異なる電極層や固体電解質層を形成するためには、その都度、金型を作製する必要がある。また、加熱せず、単に加圧することにより成形しているため、充分なイオン伝導度が得られにくい。【００１０】
本発明は、上記実情を鑑みて成し遂げられたものであり、本発明の目的は、加熱圧縮時の固体電解質層の軟化に起因する、固体電解質層の薄層化や正極−負極間の短絡が抑制された信頼性の高い固体電池が製造可能であり、且つ、固体電解質層や電極の大きさや形状の自由度が高く、シート状の固体電池が容易に製造可能な固体電池の製造方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、信頼性が高い、シート状の固体電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の固体電池の製造方法は、負極、正極、及び該負極と該正極の間に配置された固体電解質層を有する電解質・電極積層体を備える固体電池の製造方法であって、
負極材粉末層及び固体電解質粉末層が積層配置された第１の構造体、又は、正極材粉末層及び固体電解質粉末層が積層された第２の構造体、又は、負極材粉末層、固体電解質材粉末層及び正極材粉末層がこの順に積層配置された第３の構造体、を作製する構造体作製工程と、
前記構造体の積層方向外周に接し且つ該外周を取り囲む耐熱性絶縁部材を配置する絶縁部材配置工程と、
前記構造体及び前記耐熱性絶縁部材の、少なくとも、該耐熱性絶縁部材の内周及び該内周より内側の領域を、該構造体の積層方向に加熱圧縮する、加熱圧縮工程と、
を備えることを特徴とする。【００１２】
本発明によれば、前記加熱圧縮工程において、軟化した状態の前記固体電解質材粉末層に対してその積層方向に圧力をかけても、前記耐熱性絶縁部材により、固体電解質粉末が前記負極材粉末層及び前記正極材粉末層の間からはみ出てしまうことを防止することができる。また、構造体と耐熱性絶縁部材との境界をまたいで広がる領域を加熱圧縮するため、該境界から固体電解質粉末がはみ出すことを防止することができる。ゆえに、本発明によれば、固体電解質層の薄層化や正極及び負極間の短絡の発生が抑制された電解質・電極積層体を備える、信頼性の高い固体電池を提供することができる。【００１３】
さらに、本発明においては、負極材粉末層と固体電解質粉末層が積層配置された第１の構造体、又は、正極材粉末層と固体電解質粉末層が積層配置された第２の構造体、又は、負極材粉末層、固体電解質材粉末層及び正極材粉末層が積層配置された第３の構造体と、該構造体の外周を取り囲む耐熱性絶縁部材とに対して、該構造体の積層方向に、少なくとも該耐熱性絶縁部材の内周及び該内周より内側の領域を、加熱圧縮処理するため、前記耐熱性絶縁部材により、前記構造体の形状が規定される。ゆえに、本発明によれば、電解質・電極積層体の形状や大きさの自由度が高く、例えば、大面積を有するシート状の電解質・電極積層体を備えた固体電池も容易に製造することができる。また、導電性基板は、各電極の集電体として利用可能であり、集電体を備えた電解質・電極積層体を効率的に製造することができる。【００１４】
本発明にかかる固体電池の製造方法の具体的態様としては、負極材粉末層、固体電解質材粉末層及び正極材粉末層がこの順に積層配置された第３の構造体を作製する構造体作製工程と、前記構造体の積層方向外周に接し且つ該外周を取り囲む耐熱性絶縁部材を配置する絶縁部材配置工程と、前記構造体及び前記耐熱性絶縁部材を、該構造体の積層方向に第１の導電性基板及び第２の導電性基板で狭持した状態で、該構造体の積層方向に加熱圧縮する、加熱圧縮工程と、を備える態様が挙げられる。
このうち、好ましい具体的態様としては、前記絶縁部材配置工程において、前記第１の導電性基板上に前記耐熱性絶縁部材を配置し、前記構造体作製工程において、前記耐熱性絶縁部材が配置された前記第１の導電性基板上に、前記負極材粉末層、固体電解質層及び正極材粉末層を積層配置して第３の構造体を作製し、前記加熱圧縮工程において、前記第１の導電性基材上に配置された前記耐熱性絶縁部材及び前記構造体を、該第１の導電性基材と前記第２の導電性基材で狭持した状態で、該構造体の積層方向に加熱圧縮する態様が挙げられる。【００１５】
前記耐熱性絶縁部材は、前記加熱圧縮工程における加熱温度で軟化しない絶縁性材料より形成されていることが好ましい。固体電解質の軟化時における、正極材粉末層及び負極材粉末層からのはみ出しを、より確実に防止することができるからである。【００１６】
また、前記耐熱性絶縁部材は、耐熱性樹脂で形成されていることが好ましい。固体電解質のはみ出しを防止した上で、樹脂の弾性によって、構造体に対して均一な圧力をかけることができるからである。均一な圧力で圧縮することによって、耐久性、信頼性に優れた電解質・電極積層体を得ることができる。【００１７】
本発明の固体電池の製造方法は、前記加熱圧縮工程後、前記耐熱性絶縁部材を除去する、絶縁部材除去工程をさらに備えることができる。このような絶縁部材除去工程を備えることによって、固体電池の軽量化を図ることができ、固体電池のエネルギー密度を向上させることが可能となる。【００１８】
上記のような本発明にかかる固体電池の製造方法により製造されたシート状固体電池は、設計通りの膜厚を有する固体電解質層を備え、内部短絡が発生しにくい、信頼性に優れた固体電池である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、加熱圧縮時の固体電解質層の軟化に起因する、固体電解質層の薄層化や正極−負極間の短絡が抑制された信頼性の高い固体電池が製造可能である。また、本発明の製造方法によれば、固体電解質層や電極の大きさや形状の自由度が高く、シート状の固体電池が容易に製造可能である。ゆえに、本発明によれば、信頼性が高い、シート状の固体電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明にかかる固体電池の製造方法の加熱圧縮工程を説明する断面図である。
【図２】図１の斜視図である。
【図３】本発明にかかる固体電池の製造方法における具体的な手順例を説明する図である。
【図４】耐熱性絶縁部材の除去方法の一例を示す図である。
【図５】実施例における耐熱性絶縁部材の配置形態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の固体電池の製造方法は、負極、正極、及び該負極と該正極の間に配置された固体電解質層を有する電解質・電極積層体を備える固体電池の製造方法であって、
負極材粉末層及び固体電解質粉末層が積層配置された第１の構造体、又は、正極材粉末層及び固体電解質粉末層が積層された第２の構造体、又は、負極材粉末層、固体電解質材粉末層及び正極材粉末層がこの順に積層配置された第３の構造体、を作製する構造体作製工程と、
前記構造体の積層方向外周に接し且つ該外周を取り囲む耐熱性絶縁部材を配置する絶縁部材配置工程と、
前記構造体及び前記耐熱性絶縁部材の、少なくとも、該耐熱性絶縁部材の内周及び該内周より内側の領域を、該構造体の積層方向に加熱圧縮する、加熱圧縮工程と、
を備えることを特徴とする。
【００２２】
以下、図１〜図４を用いて、本発明の固体電池の製造方法について説明する。図１は、加熱圧縮工程の一態様を説明する図であって、構造体と、耐熱性絶縁部材と、導電性基板の配置を示す断面図である。また、図２は、図１の構造体と耐熱性絶縁部材と導電性基板の斜視図であって、説明の便宜上、導電性基板６を省略したものである。
尚、本発明において、第１の構造体、第２の構造体、第３の構造体をまとめて、「構造体」ということがある。
【００２３】
図１及び図２に示す本実施態様では、負極材粉末層２と固体電解質材粉末層１と正極材粉末層３が積層配置された構造体（第３の構造体）４を、その積層方向に加熱圧縮する加熱圧縮工程において、耐熱性絶縁部材５が構造体４の積層方向外周に該構造体４と接し且つ該外周を取り囲むように配置されている。さらに、これら構造体４と耐熱性絶縁部材５は、構造体４の積層方向において、二枚の導電性基板６，７によって狭持されている。構造体４及び耐熱性絶縁部材５、さらに、これらを狭持する導電性基板６，７は、耐熱性絶縁部材５の外周の内側の領域を加熱圧縮される。加熱圧縮された構造体４は、正極、負極、及びこれら電極間に配置された固体電解質層を備える電解質・電極積層体として、固体電池に使用することができる。
【００２４】
以上のように、本発明では、加熱圧縮時、固体電解質粉末層１を備える構造体４の積層方向外周に耐熱性絶縁部材５が配置されている。そのため、構造体４は、その積層方向に圧力をかけられても、加熱により軟化した固体電解質材粉末層１中の固体電解質が、構造体４の外周からはみ出しにくい。さらに、加熱圧縮工程において、構造体４及び耐熱性絶縁部材５は、該耐熱性絶縁部材５の内周（耐熱性絶縁部材５が構造体４の外周と接する部分）とその内周よりも内側の領域、すなわち、該構造体４と該耐熱性絶縁部材５の境界をまたいで広がる領域を加熱圧縮される。そのため、耐熱性絶縁部材５の内周よりも内側の領域のみを加熱圧縮する場合と異なり、加熱により軟化した固体電解質が、構造体４と耐熱性絶縁部材５の境界からはみ出しにくい。従って、本発明の製造方法によれば、固体電解質のはみ出しによる、固体電解質層の薄層化を防ぐことができる。また、電解質・電極積層体における固体電解質層の薄層化に起因する内部短絡を防止することができる。
【００２５】
さらに、本発明の製造方法においては、構造体４と、構造体４の外周を取り囲む耐熱性絶縁部材５とに対して、該構造体の積層方向に、少なくとも該耐熱性絶縁部材の内周及び該内周より内側の領域を、加熱圧縮処理するため、前記耐熱性絶縁部材により、前記構造体の形状が規定される。すなわち、本発明においては、耐熱性絶縁部材の内周（構造体の積層方向外周と接する部分）の形状を調節することによって、構造体の外周形状を規定することができる。ゆえに、本発明の製造方法は、金型を用いる場合と比較して、得られる電解質・電極積層体の形状や大きさの自由度が高い。また、金型を用いる場合のように、作製したい電解質・電極積層体の形状変更ごとに金型を作り変える必要が無いため、電解質・電極積層体の製造コスト削減を期待することができる。例えば、本発明によれば、自動車用途等に適した大面積を有するシート状の固体電池も容易に製造することができる。
また、導電性基板は、各電極の集電体として利用可能であり、本発明によれば、集電体を備えた電解質・電極積層体を効率的に製造することができる。
【００２６】
以下、本発明の固体電池の製造方法における各工程について詳しく説明していく。
（１）構造体作製工程
本発明では、固体電解質粉末層の加熱圧縮時のはみ出しを防止すべく、負極材粉末層及び正極材粉末層の少なくとも一方と、固体電解質粉末層とを、積層配置した第１乃至第３の構造体のいずれかを、耐熱性絶縁部材で取り囲んだ状態で加熱圧縮する。
構造体作製工程は、負極材粉末層及び固体電解質粉末層が積層配置された第１の構造体、又は、正極材粉末層及び固体電解質粉末層が積層された第２の構造体、又は、負極材粉末層、固体電解質材粉末層及び正極材粉末層がこの順に積層配置された第３の構造体のいずれかを作製する工程である。
【００２７】
負極材粉末層とは、負極を構成する材料（負極材）を含み、加熱圧縮工程において加熱圧縮されて負極となるものである。負極材としては、負極活物質のみを用いてもよいし、負極活物質に必要に応じて固体電解質、導電性材料等を適宜組み合わせて用いてもよい。
【００２８】
本発明において使用可能な具体的な負極活物質、固体電解質、導電性材料に特に限定はない。例えば、リチウムイオン電池やリチウム電池の負極活物質としては、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等が挙げられる。
負極活物質の形状、サイズに特に限定はないが、平均粒径が０．０２〜２０μｍであることが好ましく、特に０．０５〜１５μｍであることが好ましい。尚、本発明において、各材料の平均粒径は、例えば、粒度分布測定装置、より具体的には、マイクロトラック粒度分布測定装置ＭＴ３３００ＥＸII（日機装製）より測定することができる。
【００２９】
リチウムイオン電池やリチウム電池の固体電解質としては、（Ｌｉ3ＰＯ4）x−（Ｌｉ2Ｓ）y−（ＳｉＳ2）zガラス、（Ｌｉ2Ｓ）x−（ＳｉＳ2）yガラス、（Ｌｉ2Ｓ）x−（Ｐ2Ｓ5）yガラス、及び、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、などが挙げられる。
無機固体電解質を用いる場合、無機固体電解質の形状、サイズに特に限定はないが、平均粒径が０．０２〜２０μｍであることが好ましく、特に０．０５〜１０μｍであることが好ましい。
【００３０】
尚、構造体作製工程において、固体電解質として、（Ｌｉ3ＰＯ4）x−（Ｌｉ2Ｓ）y−（ＳｉＳ2）zガラス、（Ｌｉ2Ｓ）x−（ＳｉＳ2）yガラス、（Ｌｉ2Ｓ）x−（Ｐ2Ｓ5）yガラス等の硫化物系ガラスを用い、後続の加熱圧縮工程を利用して、該硫化物系ガラスを結晶化し、硫化物系結晶化ガラスとしてもよい。結晶化ガラスは、一般的にガラスと比較して高いリチウムイオン伝導性を示すことが知られている。構造体作製工程において、予め結晶化ガラスを用いることもできるが、加熱圧縮工程における加熱条件、加圧条件によっては、硫化物系ガラスを結晶化させることも可能であり、製造工程の簡略化や製造コストの削減の可能性が期待できる。
【００３１】
導電性材料としては、導電性炭素粒子、導電性炭素繊維、カーボンナノチューブ等が挙げられる。導電性材料の形状、サイズに特に限定はないが、長軸径が０．０５〜１０μｍであることが好ましく、特に０．１〜２μｍであることが好ましい。
【００３２】
負極材粉末層は、上記各材料を所望の割合で混合した負極材を、印刷法（例えば、インクジェット、スクリーン印刷、ダイコート等）、蒸着、スパッタリング、レーザーアブレーション、ガスデポジション、エアロデポジション、静電スクリーン等の被膜形成方法を用いて、被膜化することにより形成することができる。負極材粉末層の厚さは特に限定されないが、加熱圧縮工程後、０．１〜１００μｍ、特に２〜６０μｍとなるようにすることが好ましい。
【００３３】
正極材粉末層とは、正極を構成する材料（正極材）を含み、加熱圧縮工程において加熱圧縮されて正極となるものである。正極材としては、正極活物質のみを用いてもよいし、正極活物質に必要に応じて固体電解質、導電性材料等を適宜組み合わせて用いてもよい。
【００３４】
本発明において使用可能な具体的な正極活物質、固体電解質、導電性材料に特に限定はない。例えば、リチウムイオン電池やリチウム電池の正極活物質としては、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等が挙げられる。
正極活物質の形状、サイズに特に限定はないが、平均粒径が０．０２〜２０μｍであることが好ましく、特に０．０５〜１５μｍであることが好ましい。
【００３５】
リチウムイオン電池やリチウム電池の正極材として用いることが可能な固体電解質、導電性材料としては、負極材として上記に記載したものを例示することができる。
【００３６】
正極材粉末層は、上記各材料を所望の割合で混合した正極材を、印刷法（例えば、インクジェット、スクリーン印刷、ダイコート等）、蒸着、スパッタリング、レーザーアブレーション、ガスデポジション、エアロデポジション、静電スクリーン等の被膜形成方法を用いて、被膜化することにより形成することができる。正極材粉末層の厚さは特に限定されないが、加熱圧縮工程後、０．１〜１００μｍであることが好ましく、特に２〜６０μｍとなるようにすることが好ましい。
【００３７】
固体電解質材粉末層は、少なくとも固体電解質を含み、加熱圧縮工程において加熱圧縮されて固体電解質層となるものである。固体電解質材粉末層は、固体電解質のみが含まれていてもよいし、固体電解質と、必要に応じて結着材等の他の成分と適宜組み合わせてもよい。
【００３８】
本発明において使用可能な具体的な固体電解質、結着材に特に限定はない。例えば、リチウムイオン電池やリチウム電池の固体電解質としては、負極材として上記に記載したものを例示することができる。
結着材としては、例えば、シリコーン系ポリマー、フォスファゼンポリマー等のＳｉ、Ｐ及びＮの少なくとも１種を含有する結着材樹脂や、ポリスチレン、ポリエチレン、エチレン−プロピレンポリマー、スチレン−ブタジエンポリマー等の不飽和結合を含まない結着材樹脂等が挙げられる。
【００３９】
固体電解質材粉末層は、上記各材料を所望の割合で混合した固体電解質材を、印刷法（例えば、インクジェット、スクリーン印刷、ダイコート等）、蒸着、スパッタリング、レーザーアブレーション、ガスデポジション、エアロデポジション、静電スクリーン等の被膜形成方法を用いて、被膜化することにより形成することができる。固体電解質材粉末層の厚さは特に限定されないが、加熱圧縮工程後、０．１〜１００μｍ、特に１〜５０μｍとなるようにすることが好ましい。
【００４０】
負極材粉末層と固体電解質粉末層を積層配置して第１の構造体を作製する方法、正極材粉末層と固体電解質粉末層を積層配置して第２の構造体を作製する方法、及び負極材粉末層と固体電解質粉末層と正極材粉末層を積層配置して第３の構造体を作製する方法は特に限定されない。例えば、第１の構造体の作製方法としては、上記被膜形成方法を用いて、導電性基板の表面に負極材粉末層及び固体電解質粉末層を、該導電性基板側からこの順序で形成する方法がある。同様に、第２の構造体の作製方法としては、上記被膜形成方法を用いて、導電性基板の表面に正極材粉末層及び固体電解質粉末層を、該導電性基板側からこの順序で形成する方法がある。
【００４１】
第３の構造体の作製方法としては、例えば、導電性基板の表面に、負極材粉末層、固体電解質材粉末層及び正極材粉末層を、上記被膜形成方法を用いて、この順序（導電性基板側から負極材粉末層、固体電解質材粉末層、正極材粉末層、又は、導電性基板側から正極材粉末層、固体電解質材粉末層、負極材粉末層）で形成する方法が挙げられる。
また、第３の構造体は、第１の導電性基板上に負極材粉末層を形成したものと、第２の導電性基板上に正極材粉末層と固体電解質材粉末層を該基板側から順に積層配置したものとを、重ね合わせることで作製することもできる。同様に、第１の導電性基板上に負極材粉末層と固体電解質層を該基板側から順に積層配置したものと、第２の導電性基板上に正極材粉末層を形成したものとを重ねあわせることで第３の構造体を作製することもできる。
また、第１の構造体、第２の構造体、及び第３の構造体いずれの作製方法においても、負極材粉末層、固体電解質材粉末層、正極材粉末層を、上記被膜形成方法を用いて転写基材表面に形成し、導電性基板上に転写、積層する方法も採用することができる。
【００４２】
本発明において、導電性基板としては、導電性を示し、各電極の集電体として機能しうるものであれば、特に限定されず、例えば、ＳＵＳ、銅、ニッケル、チタン、アルミニウム等が挙げられる。導電性基板の厚さは、５〜２０μｍ程度であることが好ましい。
加熱圧縮工程において、第３の構造体を電解質・電極積層体を狭持する二枚の導電性基板（第１の導電性基板、第２の導電性基板）は、互いに異なる材料から形成されていてもよいし、同じ材料から形成されていてもよい。尚、第３の構造体を狭持する２枚の導電性基板は、第１の導電性基板が正極側であり、第２の導電性基板が負極側であってもよいし、第１の導電性基板が負極側であり、第２の導電性基板が正極側であってもよい。
【００４３】
尚、本発明において、構造体として第１の構造体を用いる場合、加熱圧縮工程により得られる負極−固体電解質層積層体は、固体電解質層側に正極を積層することによって、電解質・電極積層体が得られる。このとき、積層する正極も、正極材粉末層を、その外周に接するように耐熱性絶縁部材を配置した状態で、加熱圧縮して形成されていることが好ましい。具体的には、正極材粉末層と該正極材粉末層の外周に接し且つ該外周を取り囲むように配置した耐熱性絶縁部材に対して、該耐熱性絶縁部材の内周及び該内周より内側の領域を加熱圧縮処理して得られる正極を用いることが好ましい。
同様に、第２の構造体を用いる場合、加熱圧縮工程により得られる正極−固体電解質層の積層体は、固体電解質層側に負極を積層することによって、電解質・電極積層体が得られる。このとき、積層する負極も、負極材粉末層を、その外周に接するように耐熱性絶縁部材を配置した状態で、加熱圧縮して形成されていることが好ましい。具体的には、負極材粉末層と該負極材粉末層の外周に接し且つ該外周を取り囲むように配置した耐熱性絶縁部材に対して、該耐熱性絶縁部材の内周及び該内周より内側の領域を加熱圧縮処理して得られる負極を用いることが好ましい。
【００４４】
本発明において、構造体としては、第３の構造体が好ましい。各層間の接合性に優れる電解質・電極積層体が得られ、且つ、上記第１の構造体や第２の構造体を用いる場合と比較して、電解質・電極接合体の製造工程の簡略化が可能であるからである。
【００４５】
（２）絶縁部材配置工程
絶縁部材配置工程とは、構造体作製工程において作製される構造体の積層方向外周に接し且つ該外周を取り囲むように耐熱性絶縁部材を配置する工程である。
尚、絶縁部材配置工程と、構造体作製工程の順序に限定はなく、構造体作製工程後、作製された構造体の外周に耐熱性絶縁部材を配置してもよいし（構造体作製工程→絶縁部材配置工程）、まず、絶縁部材配置工程において、耐熱性絶縁部材を配置した後、該耐熱性絶縁部材の内周に、該耐熱性絶縁部材に接し且つ取り囲まれるように、構造体を作製してもよい（絶縁部材配置工程→構造体作製工程）。
【００４６】
耐熱性絶縁部材は、正極と負極との間の絶縁性を確保することができるものであれば、その構成材料に特に限定はなく、一般的な耐熱性絶縁材料を用いることができる。
ここで、耐熱性とは、１５０℃の条件下、軟化しない特性を有することを指す。
加熱圧縮時の固体電解質のはみ出しをより確実に抑制し、より信頼性の高い全固体電池が得られることから、耐熱性絶縁材料は、加熱圧縮工程における加熱温度で軟化しないことが好ましい。加熱圧縮工程における加熱温度は、構造体を構成する固体電解質によって適宜設定されるため、耐熱性絶縁材料に要求される耐熱性も加熱圧縮工程における条件によって変わる。通常、耐熱性絶縁材料は、融点が１５０℃以上、特に２００℃以上、さらに２５０℃以上であることが好ましい。
【００４７】
耐熱性絶縁材料としては、例えば、耐熱性樹脂材料、絶縁性セラミックス材料等が挙げられる。
具体的には、例えば、耐熱性樹脂材料として、ナイロン６（融点２２２℃）、ナイロン４６（融点２９０℃）、ナイロン６６（融点２６２℃）等の脂肪族ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート（融点２２４℃）、ポリエチレンテレフタレート（融点２５６℃）、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート（融点２９０℃）等のポリエステル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（融点３３４℃）等のスーパーエンジニアリングプラスチックなどが挙げられる。
また、耐熱性樹脂材料としては、三菱ガス化学社製のレニー（商品名）（融点２４３℃）、東レ社製のＨＴナイロン（商品名）（融点２９０℃）、三井化学社製のＡｒｌｅｎ（商品名）（融点３２０℃）、ソルベイアドバンストポリマーズ社製のＡｍｏｄｅｌ（商品名）（融点３１２℃）、Ｄｕｐｏｎｔ社製のＺｙｔｅｌＨＴＮ（商品名）（融点３００℃）等の半芳香族ポリアミドなどの市販品を用いることもできる。
また、絶縁性セラミックス材料として、例えば、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3等が挙げられる。
【００４８】
耐熱性絶縁部材は、耐熱性樹脂で形成されていることが好ましい。加熱圧縮工程において、固体電解質層から構造体外周への固体電解質のはみ出しを防止しつつ、樹脂の弾性によって、構造体に対して均一な圧力をかけることができるからである。均一な圧力で構造体を圧縮することによって、耐久性、信頼性により優れた電解質・電極積層体を得ることが可能である。
【００４９】
耐熱性絶縁部材を配置する方法としては、特に限定されず、用いる耐熱性絶縁材料や、絶縁部材配置工程と構造体作製工程の順序等に応じて、適宜選択することができる。具体的な方法としては、例えば、導電性基板の表面に、ホットメルトコーティング、静電塗装法、溶射法、コールドスプレー法、エアロゾルデポジション法等によって、耐熱性絶縁材料を塗布し、所望の形状、厚さの耐熱性絶縁部材を形成する方法が挙げられる。また、導電性基板の表面に、所望の形状の樹脂部品を重ねた後、該樹脂部品の軟化点温度以上でプレス処理し、該樹脂部品を導電性基板上に融着させる方法が挙げられる。
【００５０】
上記したように、本発明の製造方法においては、構造体の積層方向外周と接し且つ該外周を取り囲む耐熱性絶縁部材の内周形状が、電解質・電極積層体の形状を規定する。ゆえに、耐熱性絶縁部材は、作製したい電解質・電極積層体の形状に合わせて設計、配置すればよい。尚、耐熱性絶縁部材の積層方向高さ（構造体の積層方向における高さ）は、加熱圧縮工程後の構造体の積層方向高さと同等となるようにすることが好ましい。すなわち、通常、加熱圧縮工程前において、構造体は耐熱性絶縁部材よりもその積層方向が高い状態となる。
【００５１】
また、上記したように、構造体作製工程と、絶縁部材配置工程の順序は特に限定されないが、まず、耐熱性絶縁部材を配置した後、該耐熱性絶縁部材の内部に、該耐熱性絶縁部材の内周と構造体の外周が接するように構造体を作製することが好ましい。構造体が、耐熱性絶縁部材を配置する工程における加熱の影響を受けないからである。
例えば、構造体作製工程で第３の構造体を作製する場合には、絶縁部材配置工程において、導電性基板（第１の導電性基板）上に耐熱性絶縁部材を配置し、構造体作製工程において、耐熱性絶縁部材が配置された第１の導電性基板上に、負極材粉末層、固体電解質層及び正極材粉末層を積層配置して構造体を作製することが好ましい。
上記形態において、構造体の作製及び絶縁部材の配置が行われた第１の導電性基板は、該構造体及び絶縁部材を第２の導電性基板と狭持するように、第２の導電性基板と重ね合わせた状態で、加熱圧縮されることになる。
【００５２】
（３）加熱圧縮工程
加熱圧縮工程は、構造体及び耐熱性絶縁部材の、少なくとも、該耐熱性絶縁部材の内周及び該内周より内側の領域を、該構造体の積層方向に加熱圧縮する工程である。
このように、構造体及び耐熱性絶縁部材の、該構造体と該耐熱性絶縁部材の境界部をまたいで広がる領域に対して、圧力をかけることによって、加熱圧縮時の圧力は、構造体及び耐熱性絶縁部材の両方にかかる。その結果、構造体と耐熱性絶縁部材との境界から、構造体を構成する固体電解質がはみ出ることを防止することができる。また、構造体の面方向（構造体を構成する層の面方向）に均一な圧力を負荷することができるというメリットもある。
加熱圧縮工程において、構造体及び耐熱性絶縁部材の加熱圧縮される領域は、耐熱性絶縁部材の内周そのものを含む、該内周の内側の領域を少なくとも含めば、上記したような構造体と耐熱性絶縁部材との境界部からの固体電解質のはみ出しを防止することができる。通常は、耐熱性絶縁部材の内周よりも大きな外周を有するプレス面で押圧することが好ましく、典型的には、耐熱性絶縁部材の外周以上の外周を有するプレス面を押圧することが好ましい。
【００５３】
加熱圧縮の対象は、構造体と耐熱性絶縁部材に限られない。例えば、構造体と耐熱性絶縁部材そのもの（図３の（３Ａ）参照）の他、構造体及び耐熱性絶縁部材を狭持する導電性基材に端子を溶接したものを、複数積層又は捲回した組電極を加熱圧縮してもよいし（図３の（３Ｂ）参照）、或いは、組電極をケースに挿入、封止した電池を加熱圧縮してもよい（図３の（３Ｃ）参照）。
【００５４】
上記したように、構造体としては、得られる電解質・電極積層体の各層間の接合性や、電解質・電極接合体の製造工程の簡略化の観点から、第３の構造体が好ましい。また、固体電解質材料のはみ出しのより確実な抑制が可能であること、電解質・電極積層体の製造工程のさらなる簡略化の観点から、第３の構造体及び耐熱性絶縁部材は２枚の導電性基材で狭持した状態で、構造体の積層方向に加熱圧縮されることが好ましい。
【００５５】
加熱圧縮工程において、加熱温度は、構造体の固体電解質材粉末層に含まれる固体電解質を軟化することができれば、特に限定されない。固体電解質が軟化した状態において、構造体を加圧することによって、固体電解質層内部での固体電解質粒子同士が面接触することとなる。その結果、固体電解質が軟化していない状態で、加圧する場合と比較して、固体電解質層における抵抗を減少させ、イオン導電性を向上させることができる。
本発明者らは、加熱圧縮工程を行わない場合と比較して、具体的には１０〜２０％の抵抗の低減が可能であるという知見を得ている。尚、加熱圧縮による抵抗低減の効果は、図３に示すいずれの手順においても得られる。
【００５６】
つまり、加熱圧縮工程における加熱温度は、固体電解質材粉末層に含まれる固体電解質の軟化点に応じて、適宜設定すればよい。通常は、１００℃以上が好ましく、特に２００℃以上が好ましく、さらに２２０℃以上が好ましい。一方、イオン伝導性の低下、結晶相の生成の観点から、加熱温度は、３００℃以下であることが好ましく、特に２８０℃以下であることが好ましく、さらに２５０℃以下であることが好ましい。
【００５７】
加熱圧縮工程における圧力は、固体電池の抵抗を低下することができれば、具体的な圧力に限定されない。通常は、０．１〜１０ｔｏｎ／ｃｍ2であることが好ましく、特に０．２〜８ｔｏｎ／ｃｍ2であることが好ましく、さらに０．３〜４ｔｏｎ／ｃｍ2であることが好ましい。
加熱圧縮時間は、特に限定されないが、上記の加熱温度及び圧力の条件では、通常０．５〜１０分程度とすることが好ましい。
【００５８】
尚、端子の溶接、組電極の作製方法、組電極のケース挿入及び封止については、後で説明する。
【００５９】
（４）絶縁部材除去工程
本発明の固体電池の製造方法は、上記加熱圧縮工程後、耐熱性絶縁部材を除去する、絶縁部材除去工程を備えていてもよい。
耐熱性絶縁部材は、固体電池において、正極と負極との間の絶縁を確保するために、そのまま残しておいてもよいが、除去することで、固体電池を軽量化させることができ、固体電池の単位重量当りのエネルギー密度を向上させることが可能である。
【００６０】
耐熱性絶縁部材を除去する方法としては、例えば、図４に示すように、２枚の導電性基板に狭持された構造体と耐熱性絶縁部材の、耐熱性絶縁部材が配置された領域を、導電性基板ごと切断し、除去する方法が挙げられる。耐熱性絶縁部材の除去は、加熱圧縮後、ケース挿入までのいつでも行うことができる。
【００６１】
（５）その他の工程
本発明の固体電池の製造方法は、上記各工程以外の工程を備えていてもよい。ここでは、集電体として機能する導電性基板への端子の溶接工程、組電池の作製工程（積層又は捲回工程）、組電池のケース挿入・封止工程（電池作製工程）について説明する。
溶接工程、組電池の作製工程、挿入・封止工程のいずれの工程も一般的な方法を採用することができる。
【００６２】
集電体である導電性基板に端子を溶接する溶接工程では、導電性基板に、端子となる導電性部材を一般的な方法で溶接する。端子となる導電性部材としては、銅、アルミニウム、ニッケル、ＳＵＳ等が挙げられる。端子の取り付け位置、端子の数等は、適宜決定すればよい。
【００６３】
組電池の作製工程では、２枚の導電性基板に狭持された第３の構造体又は電解質・電極積層体を、一般的な方法で、積層又は捲回する。このような積層構造又は捲回構造をとることで、所望の容量を有する固体電池を得ることができる。
【００６４】
組電池の作製工程において得られた組電池は、電池ケース内に挿入され、封止される。電池ケースの材料、形状や構造、また、組電池の挿入方法や、組電池挿入後の電池ケースの封止方法等については、一般的な方法を採用すればよい。
上記したように、加熱圧縮工程は、組電池を作製する前に実施してもよいし、組電池を作製した後に実施してもよいし、組電池をケースに挿入、封止した後に実施してもよい。
【００６５】
以上のような本発明の固体電池の製造方法では、固体電解質層の形状の自由度が非常に高いため、例えば、シート状の固体電解質層を備えたシート状固体電池を容易に製造することができる。しかも、本発明によれば、設計通りの膜厚を有する固体電解質層を備える固体電池を製造することができ、製造工程における固体電解質層の薄層化に起因する内部短絡の発生が防止されている。従って、本発明によれば、信頼性の高い固体電池を得ることができる。
【実施例】
【００６６】
（実施例１）
アルミニウム箔（１０ｍｍ角）の表面に、ホットメルト印刷により、ポリエーテルエーテルケトンの被膜を図５に示す形状（１０ｍｍ角の正方形に外接し、１６ｍｍ角の正方形に内接する、幅３ｍｍのパターン。厚さ５０μｍ）で形成した（耐熱性絶縁部材の配置）。
次に、上記アルミニウム箔上の耐熱性絶縁部材の内部（１０ｍｍ角の正方形部分）に、静電スクリーン法により、ＬｉＮｉＯ2とＬｉ2Ｓ−Ｐ2Ｓ5結晶化ガラスの混合粉末（ＬｉＮｉＯ2：Ｌｉ2Ｓ−Ｐ2Ｓ5結晶化ガラス＝７０：３０ｖｏｌ％）を塗布し、正極材粉末層を形成した。このとき、正極材粉末層の厚さは、後続の加熱圧縮工程後、５０μｍとなるようにした。
続いて、得られた、耐熱性絶縁部材を配置し且つ正極材粉末層を形成したアルミニウム箔を、１０ｍｍ角以上の大きさを有するプレス面で、２ｔｏｎ／ｃｍ2、２３０℃で、１０分間、加熱圧縮した積層体Ａを得た。【００６７】
一方、銅箔（１０ｍｍ角）の表面に、ホットメルト印刷により、ポリエーテルエーテルケトンの被膜を図５に示す形状（１０ｍｍ角の正方形に外接し、１６ｍｍ角の正方形に内接する、幅３ｍｍのパターン。厚さ８０μｍ）で形成した（耐熱性絶縁部材の配置）。
次に、上記銅箔上の耐熱性絶縁部材の内部（１０ｍｍ角の正方形部分）に、静電スクリーン法により、Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12とＬｉ2Ｓ−Ｐ2Ｓ5結晶化ガラスの混合粉末（Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12：Ｌｉ2Ｓ−Ｐ2Ｓ5結晶化ガラス＝７０：３０ｖｏｌ％）を塗布し、負極材粉末層を形成した。このとき、負極材粉末層の厚さは、後続の加熱圧縮工程後、５０μｍとなるようにした。
さらに、該耐熱性絶縁部材の内部（１０ｍｍ角の正方形部分）の負極材粉末層上に、静電スクリーン法により、Ｌｉ2Ｓ−Ｐ2Ｓ5結晶化ガラス粉末を塗布し、固体電解質材粉末層を形成した。このとき、固体電解質材粉末層の厚さは、後続の加熱圧縮工程後、３０μｍとなるようにした。
続いて、得られた、耐熱性絶縁部材を配置し且つ負極材粉末層及び固体電解質粉末層を形成したアルミニウム箔を、１０ｍｍ角以上の大きさを有するプレス面で、２ｔｏｎ／ｃｍ2、２３０℃で、１０分間、加熱圧縮した積層体Ｂを得た。【００６８】
上記にて得られた積層体Ａと積層体Ｂを重ね合わせ、電解質・電極積層体が二枚の集電体に狭持された電池構造体（アルミニウム箔−正極−固体電解質層−負極−銅箔）を得た。同じ材料を用い、同様の方法で、５つの電池構造体（サンプル１〜５）を作製した。【００６９】
得られた各電池構造体について、電解質・電極積層体の厚み及び電池作動時の短絡の有無について評価した。結果を表１に示す。
尚、電解質・電極積層体の厚みは、断面をＳＥＭ観察することにより測定した。また、短絡の有無については、充電後の自己放電を測定し、異常な自己放電の有無により評価した。【００７０】
（実施例２）
アルミニウム箔（１０ｍｍ角）の表面に、ホットメルト印刷により、ポリエーテルエーテルケトンの被膜を図５に示す形状（１０ｍｍ角の正方形に外接し、１６ｍｍ角の正方形に内接する、幅３ｍｍのパターン。厚さ５０μｍ）で形成した（耐熱性絶縁部材の配置）。
次に、上記アルミニウム箔上の耐熱性絶縁部材の内部（１０ｍｍ角の正方形部分）に、静電スクリーン法により、ＬｉＮｉＯ2とＬｉ2Ｓ−Ｐ2Ｓ5結晶化ガラスの混合粉末（ＬｉＮｉＯ2：Ｌｉ2Ｓ−Ｐ2Ｓ5結晶化ガラス＝７０：３０ｖｏｌ％）を塗布し、正極材粉末層を形成した。このとき、正極材粉末層の厚さは、後続の加熱圧縮工程後、５０μｍとなるようにした。【００７１】
一方、銅箔の表面（１０ｍｍ角）に、ホットメルト印刷により、ポリエーテルエーテルケトンの被膜を図５に示す形状（１０ｍｍ角の正方形に外接し、１６ｍｍ角の正方形に内接する、幅３ｍｍのパターン。厚さ８０μｍ）で形成した（耐熱性絶縁部材の配置）。
次に、上記銅箔上の耐熱性絶縁部材の内部（１０ｍｍ角の正方形部分）に、静電スクリーン法により、Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12とＬｉ2Ｓ−Ｐ2Ｓ5結晶化ガラスの混合粉末（Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12：Ｌｉ2Ｓ−Ｐ2Ｓ5結晶化ガラス＝７０：３０ｖｏｌ％）を塗布し、負極材粉末層を形成した。このとき、負極材粉末層の厚さは、後続の加熱圧縮工程後、５０μｍとなるようにした。
さらに、該耐熱性絶縁部材の内部（１０ｍｍ角の正方形部分）の負極材粉末層上に、静電スクリーン法により、Ｌｉ2Ｓ−Ｐ2Ｓ5結晶化ガラス粉末を塗布し、固体電解質材粉末層を形成した。このとき、固体電解質材粉末層の厚さは、後続の加熱圧縮工程後、３０μｍとなるようにした。【００７２】
続いて、上記にて耐熱性絶縁部材を配置し、且つ、正極材粉末層を形成したアルミニウム箔と、耐熱性絶縁部材を配置し、且つ、負極材粉末層及び固体電解質を形成した銅箔とを、アルミニウム箔と銅箔で、正極材粉末層、固体電解質材粉末層及び負極材粉末層を狭持するように、重ね合わせた後、１０ｍｍ角以上の大きさを有するプレス面で、２ｔｏｎ／ｃｍ2、２３０℃で、１０分間、加熱圧縮し、電解質・電極積層体が二枚の集電体に狭持された電池構造体（アルミニウム箔−正極−固体電解質層−負極−銅箔）を得た。同じ材料を用い、同様の方法で、５つの電池構造体（サンプル１〜５）を作製した。得られた各電池構造体について、実施例１と同様にして、電解質・電極積層体の厚み及び電池作動時の短絡の有無について評価した。結果を表１に示す。【００７３】
（比較例１）
実施例２において、アルミニウム箔及び銅箔の表面に耐熱性絶縁部材の配置を行わなかったこと以外は、同様にして、５つの電池構造体（サンプル１〜５）を作製し、得られた各電池構造体について、電解質・電極積層体の厚み及び電池作動時の短絡の有無について評価した。結果を表１に示す。【００７４】
【表１】
2010131321.tif 000003
【００７５】
表１に示すように、耐熱性絶縁部材を配置せずに作製した比較例１の電池構造体では、厚さ１３０μｍで設計した電解質・電極積層体の厚さが、８２〜９１μｍとなり、大幅な薄層化が生じた。さらに比較例１では、５つの電池構造体のうち、３つで短絡が発生した。
これに対して、本発明の製造方法により製造した実施例１及び実施例２の電池構造体では、それぞれ、電解質・電極積層体の厚さがほぼ設計通りの１２８〜１３３μｍ、１２５〜１３２μｍとなった。さらに、実施例１及び実施例２の電池構造体は、５つとも短絡が発生しなかった。
【符号の説明】
【００７６】
１…固体電解質材粉末層
２…負極材粉末層
３…正極材粉末層
４…構造体
５…耐熱性絶縁部材
６…第１の導電性基板
７…第２の導電性基板
【図１】
2010131321.tif 000004
【図２】
2010131321.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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