(57)【要約】【課題】本開示は、複数のセルにおける短絡抵抗のバラつきを抑制した積層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、正極活物質層、固体電解質層、負極活物質層および負極集電体をこの順に有するセルを厚さ方向に複数有し、上記複数のセルが電気的に並列接続された積層電池であって、上記積層電池は、上記積層電池の表面側に位置する表面側セルと、上記表面側セルよりも中央側に位置する中央側セルとを有し、上記表面側セルおよび上記中央側セルは、条件（ｉ）：上記表面側セルにおける上記正極活物質層の電子伝導度は、上記中央側セルにおける上記正極活物質層の電子伝導度よりも小さい、および、条件（ii）：上記表面側セルにおける上記負極活物質層の電子伝導度は、上記中央側セルにおける上記負極活物質層の電子伝導度よりも小さい、の少なくとも一方の条件を満たす、積層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１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極集電体、正極活物質層、固体電解質層、負極活物質層および負極集電体をこの順に有するセルを厚さ方向に複数有し、前記複数のセルが電気的に並列接続された積層電池であって、
前記積層電池は、前記積層電池の表面側に位置する表面側セルと、前記表面側セルよりも中央側に位置する中央側セルとを有し、
前記表面側セルおよび前記中央側セルは、
条件（ｉ）：前記表面側セルにおける前記正極活物質層の電子伝導度は、前記中央側セルにおける前記正極活物質層の電子伝導度よりも小さい、および、
条件（ii）：前記表面側セルにおける前記負極活物質層の電子伝導度は、前記中央側セルにおける前記負極活物質層の電子伝導度よりも小さい、
の少なくとも一方の条件を満たす、積層電池。
【請求項２】
前記表面側セルの前記正極活物質層における導電化材の含有量は、前記中央側セルの前記正極活物質層における導電化材の含有量よりも少ない、請求項１に記載の積層電池。
【請求項３】
前記表面側セルの前記負極活物質層における導電化材の含有量は、前記中央側セルの前記負極活物質層における導電化材の含有量よりも少ない、請求項１または請求項２に記載の積層電池。
【請求項４】
前記負極活物質層は、金属活物質を含有し、
前記表面側セルの前記金属活物質におけるＬｉ量は、前記中央側セルの前記金属活物質におけるＬｉ量よりも少ない、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積層電池。
【請求項５】
前記複数のセルを、前記積層電池の厚さ方向に沿って、順に第１セル〜第Ｎセル（Ｎ≧３）とした場合、
前記表面側セルは、第１セル〜第（Ｎ／３）セルのセル領域Ａに属するセルである、請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載の積層電池。
【請求項６】
前記中央側セルは、第（Ｎ／３）＋１セル〜第（２Ｎ／３）セルのセル領域Ｂに属するセルである、請求項５に記載の積層電池。
【請求項７】
前記セル領域Ａにおける前記正極活物質層の平均電子伝導度は、前記セル領域Ｂにおける前記正極活物質層の平均電子伝導度よりも小さい、請求項６に記載の積層電池。
【請求項８】
前記セル領域Ａにおける前記負極活物質層の平均電子伝導度は、前記セル領域Ｂにおける前記負極活物質層の平均電子伝導度よりも小さい、請求項６または請求項７に記載の積層電池。
【請求項９】
前記複数のセルを、前記積層電池の厚さ方向に沿って、順に第１セル〜第Ｎセル（Ｎ≧６０）とした場合、
前記表面側セルは、第１セル〜第２０セルのセル領域Ｃに属するセルである、請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載の積層電池。
【請求項１０】
前記中央側セルは、第２１セル〜第４０セルのセル領域Ｄに属するセルである、請求項９に記載の積層電池。
【請求項１１】
前記セル領域Ｃにおける前記正極活物質層の平均電子伝導度は、前記セル領域Ｄにおける前記正極活物質層の平均電子伝導度よりも小さい、請求項１０に記載の積層電池。
【請求項１２】
前記セル領域Ｃにおける前記負極活物質層の平均電子伝導度は、前記セル領域Ｄにおける前記負極活物質層の平均電子伝導度よりも小さい、請求項１０または請求項１１に記載の積層電池。
【請求項１３】
前記負極活物質層は、負極活物質としてＳｉまたはＳｉ合金を含有する、請求項１から請求項１２までのいずれかの請求項に記載の積層電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、積層電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
正極集電体、正極活物質層、固体電解質層、負極活物質層および負極集電体をこの順に有するセルを厚さ方向に複数有する積層電池が知られている。例えば特許文献１には、正極集電体と正極合材層とを備えた正極層、固体電解質層、および負極集電体と負極合材層とを備えた負極層からなる単位セルを複数有するリチウムイオン二次電池が開示されている。さらに、特許文献１には、全固体電池の安全性を評価する方法として、釘刺し試験が開示されている。
【０００３】
また、例えば特許文献２には、正極集電体層、正極活物質層、固体電解質層、負極活物質層および負極集電体層を有している複数の全固体電池セルが、バイポーラ型又はモノポーラ型で接続されている積層型全固体電池の製造方法が開示されている。また、例えば特許文献３には、イオン伝導層を介して積層された複数の電極を有する蓄電装置に用いられる電極であって、集電体と、該集電体上に形成され、少なくとも活物質を含む電極層とを有し、該電極のうち放熱性が他の領域よりも低い領域における電流密度が、他の領域における電流密度よりも低くなるように、電極層の構成が電極層中の位置に応じて異なる蓄電装置用電極が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−２０７６１４号公報
【特許文献２】特開２０１６−１３６４９０号公報
【特許文献３】特開２００８−０７８１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、全固体電池の安全性を評価する方法として、釘刺し試験が知られている。釘刺し試験は、導電性の釘を全固体電池に刺し、電池内で内部短絡が生じたときの変化（例えば温度変化）を観察する試験である。
【０００６】
本発明者等が、複数の全固体電池セルが電気的に並列接続された積層電池に対する釘刺し試験を詳細に検討したところ、各セルの短絡部の抵抗（短絡抵抗）が、セルの位置によって大きく異なるという新たな知見を得た。短絡抵抗が小さいセルと、短絡抵抗が大きいセルとが混在すると、短絡抵抗が大きいセルから短絡抵抗が小さいセルに電流が流れ込む。以下、これを「回り込み電流」という場合がある。回り込み電流が発生すると、短絡抵抗が小さいセル（電流が流れ込んだセル）の温度が上昇し、その結果、電池材料の劣化を引き起こしやすい。
【０００７】
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、複数のセルにおける短絡抵抗のバラつきを抑制した積層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】
【０００８】
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、正極活物質層、固体電解質層、負極活物質層および負極集電体をこの順に有するセルを厚さ方向に複数有し、上記複数のセルが電気的に並列接続された積層電池であって、上記積層電池は、上記積層電池の表面側に位置する表面側セルと、上記表面側セルよりも中央側に位置する中央側セルとを有し、上記表面側セルおよび上記中央側セルは、条件（ｉ）：上記表面側セルにおける上記正極活物質層の電子伝導度は、上記中央側セルにおける上記正極活物質層の電子伝導度よりも小さい、および、条件（ii）：上記表面側セルにおける上記負極活物質層の電子伝導度は、上記中央側セルにおける上記負極活物質層の電子伝導度よりも小さい、の少なくとも一方の条件を満たす、積層電池を提供する。
【０００９】
本開示によれば、表面側セルおよび中央側セルが条件（ｉ）および条件（ii）の少なくとも一方を満たすことから、複数のセルにおける短絡抵抗のバラつきを抑制した積層電池とすることができる。
【００１０】
上記開示において、上記表面側セルの上記正極活物質層における導電化材の含有量は、上記中央側セルの上記正極活物質層における導電化材の含有量よりも少なくても良い。
【００１１】
上記開示において、上記表面側セルの上記負極活物質層における導電化材の含有量は、上記中央側セルの上記負極活物質層における導電化材の含有量よりも少なくても良い。
【００１２】
上記開示において、上記負極活物質層は、金属活物質を含有し、上記表面側セルの上記金属活物質におけるＬｉ量は、上記中央側セルの上記金属活物質におけるＬｉ量よりも少なくても良い。
【００１３】
上記開示において、上記複数のセルを、上記積層電池の厚さ方向に沿って、順に第１セル〜第Ｎセル（Ｎ≧３）とした場合、上記表面側セルは、第１セル〜第（Ｎ／３）セルのセル領域Ａに属するセルであっても良い。
【００１４】
上記開示において、上記中央側セルは、第（Ｎ／３）＋１セル〜第（２Ｎ／３）セルのセル領域Ｂに属するセルであっても良い。
【００１５】
上記開示において、上記セル領域Ａにおける上記正極活物質層の平均電子伝導度は、上記セル領域Ｂにおける上記正極活物質層の平均電子伝導度よりも小さくても良い。
【００１６】
上記開示において、上記セル領域Ａにおける上記負極活物質層の平均電子伝導度は、上記セル領域Ｂにおける上記負極活物質層の平均電子伝導度よりも小さくても良い。
【００１７】
上記開示において、上記複数のセルを、上記積層電池の厚さ方向に沿って、順に第１セル〜第Ｎセル（Ｎ≧６０）とした場合、上記表面側セルは、第１セル〜第２０セルのセル領域Ｃに属するセルであっても良い。
【００１８】
上記開示において、上記中央側セルは、第２１セル〜第４０セルのセル領域Ｄに属するセルであっても良い。
【００１９】
上記開示において、上記セル領域Ｃにおける上記正極活物質層の平均電子伝導度は、上記セル領域Ｄにおける上記正極活物質層の平均電子伝導度よりも小さくても良い。
【００２０】
上記開示において、上記セル領域Ｃにおける上記負極活物質層の平均電子伝導度は、上記セル領域Ｄにおける上記負極活物質層の平均電子伝導度よりも小さくても良い。
【００２１】
上記開示において、上記負極活物質層は、負極活物質としてＳｉまたはＳｉ合金を含有していても良い。
【発明の効果】
【００２２】
本開示の積層電池は、複数のセルにおける短絡抵抗のバラつきを抑制できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本開示の積層電池の一例を示す概略断面図である。
【図２】釘刺し試験を説明する概略断面図である。
【図３】セルの位置と、短絡抵抗との関係を示すグラフである。
【図４】回り込み電流を説明する等価回路である。
【図５】釘刺し試験を説明する概略断面図である。
【図６】２積層セルの製造方法を例示する概略断面図である。
【図７】釘刺し試験における電圧プロファイルを例示するグラフである。
【図８】接触抵抗試験の試験方法を説明する概略断面図である。
【図９】活物質層の電子伝導度試験の試験方法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】
【００２４】
以下、本開示の積層電池について、詳細に説明する。図１は、本開示の積層電池の一例を示す概略断面図である。図１に示す積層電池１００は、正極集電体４、正極活物質層１、固体電解質層３、負極活物質層２および負極集電体５をこの順に有するセル１０（１０Ａ、１０Ｂ〜１０Ｈ〜１０Ｎ）を厚さ方向に複数有する。さらに、複数のセル１０は、電気的に並列接続されている。並列接続の方法は特に限定されないが、例えば、図１に示すセル１０Ａおよびセル１０Ｂは、負極集電体５を共有する形で並列接続されている。なお、隣り合う２つのセルは、正極集電体４または負極集電体５を共有していても良く、共有していなくても良い。後者の場合、例えば、正極集電体４または負極集電体５を２層構成とすることで、隣り合う２つのセルが、両者の間に、正極集電体４または負極集電体５を個別に有することになる。
【００２５】
また、積層電池１００は、積層電池１００の表面側に位置する表面側セル１０Ｘと、表面側セル１０Ｘよりも中央側に位置する中央側セル１０Ｙとを有する。さらに、表面側セル１０Ｘおよび中央側セル１０Ｙは、
条件（ｉ）：表面側セル１０Ｘにおける正極活物質層１の電子伝導度は、中央側セル１０Ｙにおける正極活物質層１の電子伝導度よりも小さい、および、
条件（ii）：表面側セル１０Ｘにおける負極活物質層２の電子伝導度は、中央側セル１０Ｙにおける負極活物質層１の電子伝導度よりも小さい、
の少なくとも一方の条件を満たすことを一つの特徴とする。
【００２６】
本開示によれば、表面側セルおよび中央側セルが条件（ｉ）および条件（ii）の少なくとも一方を満たすことから、複数のセルにおける短絡抵抗のバラつきを抑制した積層電池とすることができる。上述したように、本発明者等が、複数のセルが電気的に並列接続された積層電池に対する釘刺し試験を詳細に検討したところ、各セルの短絡部の抵抗（短絡抵抗）が、セルの位置によって大きく異なるという新たな知見を得た。
【００２７】
この新たな知見について、図２を用いて説明する。図２に示すように、複数のセル１０（１０Ａ、１０Ｂ〜１０Ｈ〜１０Ｎ）が電気的に並列接続された積層電池１００に対して、釘１１０を突き刺す。この際、セル１０ごとに、短絡抵抗Ｒ（ＲＡ、ＲＢ〜ＲＨ〜ＲＮ）を求める。このような詳細な検討の結果、例えば図３に示すように、表面側に位置するセル１０Ａは、中央側に位置するセル１０Ｈに比べて、短絡抵抗が小さくなるという知見が得られた。言い換えると、複数のセルにおいて短絡抵抗のバラつきが存在するという知見が得られた。
【００２８】
短絡抵抗が小さいセルと、短絡抵抗が大きいセルとが混在すると、短絡抵抗が大きいセルから短絡抵抗が小さいセルに電流が流れ込む。例えば図４に示すように、セル１０Ａおよびセル１０Ｈが電気的に並列接続され、セル１０Ａの短絡抵抗ＲＡがセル１０Ｈの短絡抵抗ＲＨよりも小さい積層電池に短絡が生じると、オームの法則に基づき、セル１０Ｈからセル１０Ａに向かう回り込み電流Ｉが発生する。回り込み電流Ｉが発生すると、ジュール発熱によりセル１０Ａの温度が上昇し、その結果、電池材料の劣化を引き起こしやすい。
【００２９】
複数のセルにおいて短絡抵抗のバラつきが存在する理由は、完全には明らかではないが、以下のように推測される。積層電池の表面側（例えば図３における位置Ｐ１）では、例えば図５に示すように、セル１０に釘１１０を刺すことにより、正極集電体４および負極集電体５が接触する状態、ならびに、正極活物質層１および負極集電体５が接触する状態が生じると推測される。
【００３０】
一方、積層電池の中央側（例えば図３における位置Ｐ２）では、釘が、各部材の破片を巻き込みながら進入することで、正極集電体および負極集電体が接触しない状態、ならびに、正極活物質層および負極集電体が接触しない状態が生じると推測される。「接触しない状態」としては、例えば、両者の間に固体電解質層の破片が存在する状態、および、両者の間に空隙が存在する状態等が想定される。その結果、積層電池の中央側では、短絡抵抗が大きくなる。
【００３１】
なお、積層電池の釘刺し面とは反対の表面側（例えば図３における位置Ｐ３）における短絡抵抗の挙動は、積層電池の構成によって変化する可能性があるが、後述する参考例１、２では、いずれも短絡抵抗が小さくなった。その理由としては、釘が、各部材の破片をより多く巻き込みながら進入することで、正極集電体および負極集電体が、電子伝導性が高い破片により電気的に接続された状態になるためであると推測される。
【００３２】
これに対して、本開示においては、表面側セルおよび中央側セルが条件（ｉ）および条件（ii）の少なくとも一方を満たすことから、複数のセルにおける短絡抵抗のバラつきを抑制した積層電池とすることができる。具体的に、短絡抵抗が小さい表面側セルに、相対的に電子伝導度が大きい活物質層を用い、短絡抵抗が大きい中央側セルに、相対的に電子伝導度が小さい活物質層を用いることで、複数のセルにおける短絡抵抗のバラつきを抑制することができる。なお、本開示においては、正極活物質層および負極活物質層について、単に活物質層と総称する場合がある。
【００３３】
また、複数のセルにおける短絡抵抗のバラつきを抑制するという課題は、単電池では生じない課題であり、積層電池に特有の課題であるといえる。さらに、典型的な全固体型の積層電池は、全ての構成部材が固体であるため、釘刺し試験の際に積層電池に加わる圧力は非常に高くなる。例えば、釘が通過する部分において１００ＭＰａ以上、特に、釘の先端部では４００ＭＰａ以上の高い圧力が加わるため、高圧状態での短絡抵抗の管理が重要となる。これに対して、液系電池では、電極内に電解液が浸透する空隙があるため、釘刺し試験の際に電池に加わる圧力は大幅に低くなる。すなわち、液系電池の技術に基づいて、高圧状態での短絡抵抗を管理することを着想することは困難である。
【００３４】
１．活物質層の電子伝導度
本開示の積層電池は、積層電池の表面側に位置する表面側セルと、表面側セルよりも中央側に位置する中央側セルとを有する。さらに、表面側セルおよび中央側セルは、条件（ｉ）：表面側セルにおける正極活物質層の電子伝導度は、中央側セルにおける正極活物質層の電子伝導度よりも小さい、および、条件（ii）：表面側セルにおける負極活物質層の電子伝導度は、中央側セルにおける負極活物質層の電子伝導度よりも小さい、の少なくとも一方の条件を満たす。特に、高圧状態（例えば１００ＭＰａ）における電子伝導度の差が大きいことが好ましい。
【００３５】
本開示の積層電池は、通常、電子伝導度が異なる２種類以上の正極活物質層を有する、および、電子伝導度が異なる２種類以上の負極活物質層を有する、の少なくとも一方の条件を満たす。ここで、本開示における「表面側セル」および「中央側セル」は、電子伝導度が異なる活物質層を特定するための規定である。例えば、積層電池が、電子伝導度が異なる２種類の正極活物質層（正極活物質層α、正極活物質層β）を有する場合を想定する。なお、電子伝導度は、正極活物質層α＜正極活物質層βとする。積層電池の表面側に、正極活物質層αを有するセルが複数存在する場合には、その複数のセルのいずれかを表面側セルと特定することができる。一方、積層電池の中央側に、正極活物質層βを有するセルが複数存在する場合には、その複数のセルのいずれかを中央側セルと特定することができる。また、例えば、積層電池が、電子伝導度が異なる３種類以上の正極活物質層を有する場合、その中で、電子伝導度が異なる２つ正極活物質層を比べ、電子伝導度の大小関係、および、２つの正極活物質層（セル）の位置関係が、所定の条件を満たす場合に、一方の正極活物質層を有するセルを表面側セルと特定し、他方の正極活物質層を有するセルを中央側セルと特定する。なお、正極活物質層を例にして説明したが、負極活物質層の場合も同様である。
【００３６】
表面側セルにおける正極活物質層の電子伝導度をＣ１とし、中央側セルにおける正極活物質層の電子伝導度をＣ２とした場合、１００ＭＰａの圧力下におけるＣ２／Ｃ１の値は、例えば、１．２以上であり、５以上であっても良い。一方、Ｃ２／Ｃ１の値は、例えば１０００以下である。同様に、表面側セルにおける負極活物質層の電子伝導度をＣ３とし、中央側セルにおける負極活物質層の電子伝導度をＣ４とした場合、Ｃ４／Ｃ３の好ましい範囲は、Ｃ２／Ｃ１と同様である。正極活物質層および負極活物質層の電子伝導度の測定方法については、後述する参考例１で説明する。
【００３７】
本開示において、表面側セルにおける正極活物質層の電子伝導度は、中央側セルにおける正極活物質層の電子伝導度よりも小さいことが好ましい。同様に、本開示において、表面側セルにおける負極活物質層の電子伝導度は、中央側セルにおける負極活物質層の電子伝導度よりも小さいことが好ましい。活物質層の電子伝導度は、例えば、導電化材の添加量、活物質の物性により調整できる。
【００３８】
表面側セルの正極活物質層における導電化材の含有量は、中央側セルの正極活物質層における導電化材の含有量よりも少なくても良い。同様に、表面側セルの負極活物質層における導電化材の含有量は、中央側セルの負極活物質層における導電化材の含有量よりも少なくても良い。導電化材の含有量が多いほど、活物質層の電子伝導度は大きくなる傾向にある。導電化材の含有量の差は、例えば、１重量％以上であり、３重量％以上であっても良い。表面側セルの正極活物質層または負極活物質層における導電化材の含有量は、例えば、５重量％以下であっても良い。また、表面側セルの正極活物質層における導電化材の含有量と、中央側セルの正極活物質層における導電化材の含有量との差は、例えば、１重量％以上であり、３重量％以上であっても良い。表面側セルの負極活物質層における導電化材の含有量と、中央側セルの負極活物質層における導電化材の含有量との差も、例えば、１重量％以上であり、３重量％以上であっても良い。
【００３９】
また、負極活物質層は、金属活物質を含有し、表面側セルの金属活物質におけるＬｉ量は、中央側セルの金属活物質におけるＬｉ量よりも少なくても良い。金属活物質は、活物質中のＬｉ量が負いほど、電子伝導度が大きい傾向にあり、結果として、負極活物質層の電子伝導度も大きくなる。例えば、負極活物質層が金属活物質としてＳｉを含有する場合、中央側セルにおけるＬｉ量と、表面側セルにおけるＬｉ量との差は、Ｓｉ換算で、例えば、２００ｍＡｈ／ｇ以上であっても良く、５００ｍＡｈ／ｇ以上であっても良い。
【００４０】
また、例えば、以下の構成を採用することで、表面側セルの金属活物質におけるＬｉ量と、中央側セルの金属活物質におけるＬｉ量とを変えることができる。例えば、表面側セルにおける正負極容量比と、中央側セルにおける正負極容量比とは、異なっていても良い。正負極容量比を変えるために、例えば、目付量比（含有量比）を変えることができる。また、表面側セルの負極活物質層における金属活物質のアモルファス量と、中央側セルの負極活物質層における金属活物質のアモルファス量とは、異なっていても良い。
【００４１】
また、表面側セルの金属活物質におけるＬｉ量と、中央側セルの金属活物質におけるＬｉ量とを変えるために、正極活物質層に、正極活物質以外に、高容量材料を混合しても良い。高容量材料としては、Ｌｉ２Ｓ／Ｃ複合体（Ｌｉ２Ｓおよびカーボンを微小レベルで複合化した材料）、Ｌｉ含有固体電解質／Ｃ複合体（Ｌｉ含有固体電解質およびカーボンを微小レベルで複合化した材料）が挙げられる。
【００４２】
２．積層電池の構成
積層電池を構成する複数のセルを、積層電池の厚さ方向に沿って、順に第１セル〜第Ｎセルとする。Ｎは、積層電池に含まれる総セル数を意味し、例えば、３以上であり、１０以上であっても良く、３０以上であっても良く、５０以上であっても良い。一方、Ｎは、例えば、２００以下であり、１５０以下であっても良く、１００以下であっても良い。
【００４３】
表面側セルは、第１セル〜第（Ｎ／３）セルのセル領域に属するセルであることが好ましい。ここで、第（Ｎ／３）セルとは、総セル数Ｎを３で除した値の順番に該当するセルである。例えば、総セル数が６０である場合には、第（Ｎ／３）セルは、第２０セルとなる。なお、（Ｎ／３）が整数でない場合には、小数点第一位を四捨五入して、第（Ｎ／３）セルを特定する。また、表面側セルは、例えば、第１セル〜第２０セルのセル領域に属するセルであっても良く、第１セル〜第１０セルのセル領域に属するセルであっても良い。
【００４４】
また、表面側セルは、例えば、第５セル〜第（Ｎ／３）セルのセル領域に属するセルであっても良く、第１０セル〜第（Ｎ／３）セルのセル領域に属するセルであっても良い。後述する参考例１、２に記載するように、ラミネートフィルム等の外装体の影響により、釘刺し時に第１セルの短絡抵抗が大きくなる場合もある。そのため、第１セルおよびその近傍セルを除いて、表面側セルを特定しても良い。
【００４５】
一方、中央側セルは、表面側セルよりも中央側に位置するセルである。「中央側」とは、積層されたセルにおける厚さ方向の中心側をいう。中央側セルは、第（Ｎ／３）＋１セル〜第（２Ｎ／３）セルのセル領域に属するセルであることが好ましい。ここで、第（Ｎ／３）＋１セルとは、第（Ｎ／３）よりも一つ順番が大きいセルをいう。一方、第（２Ｎ／３）セルとは、総セル数Ｎの２倍の値を３で除した値の順番に該当するセルである。例えば、総セル数が６０である場合には、第（２Ｎ／３）セルは、第４０セルとなる。なお、（２Ｎ／３）が整数でない場合には、小数点第一位を四捨五入して、第（２Ｎ／３）セルを特定する。また、中央側セルは、例えば、第２１セル〜第４０セルのセル領域に属するセルであっても良い。
【００４６】
また、第１セル〜第（Ｎ／３）セルのセル領域をセル領域Ａとし、第（Ｎ／３）＋１セル〜第（２Ｎ／３）セルのセル領域をセル領域Ｂとする。セル領域Ａにおける正極活物質層の平均電子伝導度ＣＡＣは、セル領域Ｂにおける正極活物質層の平均電子伝導度ＣＢＣよりも小さいことが好ましい。１００ＭＰａの圧力下におけるＣＢＣ／ＣＡＣの値は、例えば、１．２以上であり、５以上であっても良い。一方、ＣＢＣ／ＣＡＣの値は、例えば１０００以下である。同様に、セル領域Ａにおける負極活物質層の平均電子伝導度ＣＡＡは、セル領域Ｂにおける負極活物質層の平均電子伝導度ＣＢＡよりも小さいことが好ましい。ＣＢＡ／ＣＡＡの好ましい範囲は、ＣＢＣ／ＣＡＣと同様である。
【００４７】
また、第１セル〜第２０セルのセル領域をセル領域Ｃとし、第２１セル〜第４０セルのセル領域をセル領域Ｄとする。セル領域Ｃにおける正極活物質層の平均電子伝導度ＣＣＣは、セル領域Ｄにおける正極活物質層の平均電子伝導度ＣＤＣよりも小さいことが好ましい。１００ＭＰａの圧力下におけるＣＤＣ／ＣＣＣの値は、例えば、１．２以上であり、５以上であっても良い。一方、ＣＤＣ／ＣＣＣの値は、例えば１０００以下である。同様に、セル領域Ｃにおける負極活物質層の平均電子伝導度ＣＣＡは、セル領域Ｄにおける負極活物質層の平均電子伝導度ＣＤＡよりも小さいことが好ましい。ＣＤＡ／ＣＣＡの好ましい範囲は、ＣＤＣ／ＣＣＣと同様である。
【００４８】
また、釘刺し試験後の積層電池において、最も短絡抵抗が小さいセルの短絡抵抗をＲＭｉｎとし、最も短絡抵抗が大きいセルの短絡抵抗をＲＭａｘとする。例えば、負極活物質として金属活物質（特にＳｉまたはＳｉ合金）を用いた場合、ＲＭａｘ／ＲＭｉｎの値は、１００以下であることが好ましく、５．０以下であることがより好ましい。なお、釘刺し試験の条件は、後述する参考例１、２に記載した条件で行う。
【００４９】
３．セル
本開示におけるセルは、正極集電体、正極活物質層、固体電解質層、負極活物質層および負極集電体をこの順に有する。セルは、典型的には、Ｌｉイオン伝導を利用したセル（Ｌｉイオンセル）である。また、セルは、充放電可能なセル（二次電池）であることが好ましい。
【００５０】
（１）負極活物質層
負極活物質層は、負極活物質を少なくとも含有し、必要に応じて、固体電解質材料、導電化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良い。
【００５１】
負極活物質は、特に限定されないが、例えば、金属活物質、炭素活物質、酸化物活物質が挙げられる。金属活物質としては、例えば、金属単体、金属合金が挙げられる。金属活物質に含まれる金属元素としては、例えば、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ａｌ等が挙げられる。金属合金は、上記金属元素を主成分として含有する合金であることが好ましい。Ｓｉ合金としては、例えばＳｉ−Ａｌ系合金、Ｓｉ−Ｓｎ系合金、Ｓｉ−Ｉｎ系合金、Ｓｉ−Ａｇ系合金、Ｓｉ−Ｐｂ系合金、Ｓｉ−Ｓｂ系合金、Ｓｉ−Ｂｉ系合金、Ｓｉ−Ｍｇ系合金、Ｓｉ−Ｃａ系合金、Ｓｉ−Ｇｅ系合金、Ｓｉ−Ｐｂ系合金が挙げられる。なお、例えばＳｉ−Ａｌ系合金とは、少なくともＳｉおよびＡｌを含有する合金を意味し、ＳｉおよびＡｌのみを含有する合金であっても良く、さらに別の金属元素を含有する合金であっても良い。Ｓｉ−Ａｌ系合金以外の合金についても同様である。金属合金は、２成分系合金であっても良く、３成分系以上の多成分系合金であっても良い。
【００５２】
一方、カーボン活物質としては、例えば、メソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）、高配向性グラファイト（ＨＯＰＧ）、ハードカーボン、ソフトカーボン等が挙げられる。また、酸化物活物質としては、例えば、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２等のチタン酸リチウムが挙げられる。
【００５３】
負極活物質の形状としては、例えば粒子状が挙げられる。負極活物質の平均粒径（Ｄ５０）は、例えば１０ｎｍ〜５０μｍの範囲内であり、１００ｎｍ〜２０μｍの範囲内であっても良い。負極活物質層における負極活物質の割合は、例えば５０重量％以上であり、６０重量％〜９９重量％の範囲内であっても良い。
【００５４】
固体電解質材料は、特に限定されないが、例えば、硫化物固体電解質材料、酸化物固体電解質材料等の無機固体電解質材料が挙げられる。硫化物固体電解質材料としては、例えば、Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５、Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５−ＬｉＩ、Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５−ＬｉＩ−ＬｉＢｒ、Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５−Ｌｉ２Ｏ、Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５−Ｌｉ２Ｏ−ＬｉＩ、Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２、Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２−ＬｉＩ、Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２−ＬｉＢｒ、Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２−ＬｉＣｌ、Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２−Ｂ２Ｓ３−ＬｉＩ、Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２−Ｐ２Ｓ５−ＬｉＩ、Ｌｉ２Ｓ−Ｂ２Ｓ３、Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５−ＺｍＳｎ（ただし、ｍ、ｎは正の数。Ｚは、Ｇｅ、Ｚｎ、Ｇａのいずれか。）、Ｌｉ２Ｓ−ＧｅＳ２、Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２−Ｌｉ３ＰＯ４、Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２−ＬｉｘＭＯｙ（ただし、ｘ、ｙは正の数。Ｍは、Ｐ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎのいずれか。）が挙げられる。なお、上記「Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５」の記載は、Ｌｉ２ＳおよびＰ２Ｓ５を含む原料組成物を用いてなる硫化物固体電解質材料を意味し、他の記載についても同様である。
【００５５】
特に、硫化物固体電解質材料は、Ｌｉ、Ａ（Ａは、Ｐ、Ｓｉ、Ｇｅ、ＡｌおよびＢの少なくとも一種である）、およびＳを含有するイオン伝導体を備えることが好ましい。さらに、上記イオン伝導体は、オルト組成のアニオン構造（ＰＳ４３−構造、ＳｉＳ４４−構造、ＧｅＳ４４−構造、ＡｌＳ３３−構造、ＢＳ３３−構造）をアニオンの主成分として有することが好ましい。化学安定性の高い硫化物固体電解質材料とすることができるからである。オルト組成のアニオン構造の割合は、イオン伝導体における全アニオン構造に対して、７０ｍｏｌ％以上であることが好ましく、９０ｍｏｌ％以上であることがより好ましい。オルト組成のアニオン構造の割合は、ラマン分光法、ＮＭＲ、ＸＰＳ等により決定することができる。
【００５６】
硫化物固体電解質材料は、上記イオン伝導体に加えて、ハロゲン化リチウムを含有していても良い。ハロゲン化リチウムとしては、例えば、ＬｉＦ、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒおよびＬｉＩを挙げることができ、中でも、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒおよびＬｉＩが好ましい。硫化物固体電解質材料におけるＬｉＸ（Ｘ＝Ｉ、Ｃｌ、Ｂｒ）の割合は、例えば、５ｍｏｌ％〜３０ｍｏｌ％の範囲内であり、１５ｍｏｌ％〜２５ｍｏｌ％の範囲内であっても良い。
【００５７】
固体電解質材料は、結晶性材料であっても良く、非晶質材料であっても良い。また、固体電解質材料は、ガラスであっても良く、結晶化ガラス（ガラスセラミックス）であっても良い。固体電解質材料の形状としては、例えば粒子状が挙げられる。
【００５８】
導電化材としては、例えば、アセチレンブラック（ＡＢ）、ケッチェンブラック（ＫＢ）、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）等の炭素材料が挙げられる。また、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。
【００５９】
負極活物質層の厚さは、例えば、０．１μｍ〜３００μｍの範囲内であり、０．１μｍ〜１００μｍの範囲内であっても良い。
【００６０】
（２）正極活物質層
正極活物質層は、正極活物質を少なくとも含有し、必要に応じて、固体電解質材料、導電化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良い。
【００６１】
正極活物質は、特に限定されないが、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。また、酸化物活物質として、Ｌｉ１＋ｘＭｎ２−ｘ−ｙＭｙＯ４（Ｍは、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｚｎの少なくとも一種、０＜ｘ＋ｙ＜２）で表されるＬｉＭｎスピネル活物質、チタン酸リチウム等を用いても良い。
【００６２】
また、正極活物質の表面には、Ｌｉイオン伝導性酸化物を含有するコート層が形成されていても良い。正極活物質と、固体電解質材料との反応を抑制できるからである。Ｌｉイオン伝導性酸化物としては、例えば、ＬｉＮｂＯ３、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２、Ｌｉ３ＰＯ４が挙げられる。コート層の厚さは、例えば、０．１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であり、１ｎｍ〜２０ｎｍの範囲内であっても良い。正極活物質表面におけるコート層の被覆率は、例えば、５０％以上であり、８０％以上であっても良い。
【００６３】
正極活物質層に用いられる固体電解質材料、導電化材およびバインダーについては、上記「（１）負極活物質層」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。また、正極活物質層の厚さは、例えば、０．１μｍ〜３００μｍの範囲内であり、０．１μｍ〜１００μｍの範囲内であっても良い。
【００６４】
（３）固体電解質層
固体電解質層は、正極活物質層および負極集電体の間に形成される層である。また、固体電解質層は、固体電解質材料を少なくとも含有し、必要に応じて、バインダーをさらに含有していても良い。固体電解質層に用いられる固体電解質材料およびバインダーについては、上記「（１）負極活物質層」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。
【００６５】
固体電解質層における固体電解質材料の含有量は、例えば、１０重量％〜１００重量％の範囲内であり、５０重量％〜１００重量％の範囲内であっても良い。また、固体電解質層の厚さは、例えば、０．１μｍ〜３００μｍの範囲内であり、０．１μｍ〜１００μｍの範囲内であっても良い。
【００６６】
（４）正極集電体および負極集電体
正極集電体は、上述した正極活物質層の集電を行い、負極極集電体は、上述した負極活物質層の集電を行う。正極集電体に含まれる金属元素は、特に限定されないが、例えばＡｌ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｐｔが挙げられる。正極集電体は、上記金属元素の単体であっても良く、上記金属元素を主成分として含有する合金であっても良い。Ｆｅ合金の一例としては、ステンレス鋼（ＳＵＳ）が挙げられ、ＳＵＳ３０４が好ましい。
【００６７】
正極集電体の形状としては、例えば、箔状、メッシュ状が挙げられる。正極集電体の厚さは、例えば、０．１μｍ以上であり、１μｍ以上であっても良い。正極集電体が薄すぎると、集電機能が低くなる可能性がある。一方、正極集電体の厚さは、例えば、１ｍｍ以下であり、１００μｍ以下であっても良い。正極集電体が厚すぎると、電池のエネルギー密度が低くなる可能性がある。
【００６８】
負極集電体に含まれる金属元素は、特に限定されないが、例えばＣｕ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｏが挙げられる。負極集電体は、上記金属元素の単体であっても良く、上記金属元素を主成分として含有する合金であっても良い。Ｆｅ合金の一例としては、ステンレス鋼（ＳＵＳ）が挙げられ、ＳＵＳ３０４が好ましい。
【００６９】
負極集電体の形状としては、例えば、箔状、メッシュ状が挙げられる。負極集電体の厚さは、例えば、０．１μｍ以上であり、１μｍ以上であっても良い。負極集電体が薄すぎると、集電機能が低くなる可能性がある。一方、負極集電体の厚さは、例えば、１ｍｍ以下であり、１００μｍ以下であっても良い。負極集電体が厚すぎると、電池のエネルギー密度が低くなる可能性がある。
【００７０】
なお、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、本開示の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の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【００７１】
本開示をさらに具体的に説明する。まず、参考例１、２では、従来の積層電池において、複数のセルにおける短絡抵抗のバラつきが大きいことを確認した。
【００７２】
［参考例１］
（正極の作製）
転動流動式コーティング装置（パウレック製）を用いて、大気環境において正極活物質（Ｌｉ１．１５Ｎｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｗ０．００５Ｏ２）にＬｉＮｂＯ３をコーティングした。その後、大気環境において焼成を行い、正極活物質の表面にＬｉＮｂＯ３を含有するコート層を形成した。これにより、表面にコート層を有する正極活物質を得た。
【００７３】
次に、ポリプロピレン（ＰＰ）製容器に、酪酸ブチルと、ＰＶＤＦ系バインダー（クレハ製）の５重量％酪酸ブチル溶液と、得られた正極活物質と、硫化物固体電解質材料（ＬｉＩおよびＬｉＢｒを含むＬｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５系ガラスセラミックス、平均粒径Ｄ５０＝０．８μｍ）と、導電化材（気相成長炭素繊維、ＶＧＣＦ、昭和電工製）とを、正極活物質：硫化物固体電解質材料：導電化材：バインダー＝８５：１３：１：１の重量比で添加した。次に、超音波分散装置（エスエムテー製ＵＨ−５０）でＰＰ製容器を３０秒間撹拌した。次に、ＰＰ製容器を振とう器（柴田科学製、ＴＴＭ−１）で３分間振とうさせ、さらに超音波分散装置で３０秒間撹拌し、塗工液を得た。
【００７４】
次に、Ａｌ箔（日本製箔製、正極集電体）を準備した。得られた塗工液を、アプリケーターを用いて、ブレード法によりＡｌ箔上に塗工した。塗工した電極を、自然乾燥後、１００℃のホットプレート上で３０分間乾燥させ、正極集電体の一方の表面上に正極活物質層を形成した。次に、電池サイズに合わせて裁断し、正極を得た。
【００７５】
（負極の作製）
ＰＰ製容器に、酪酸ブチルと、ＰＶＤＦ系バインダー（クレハ製）の５重量％酪酸ブチル溶液と、負極活物質（シリコン、高純度化学製、平均粒径Ｄ５０＝５μｍ）と、硫化物固体電解質材料（ＬｉＩおよびＬｉＢｒを含むＬｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５系ガラスセラミックス、平均粒径Ｄ５０＝０．８μｍ）と、導電化材（気相成長炭素繊維、ＶＧＣＦ、昭和電工製）とを、負極活物質：硫化物固体電解質材料：導電化材：バインダー＝５５：４２：２：１の重量比で添加した。次に、超音波分散装置（エスエムテー製ＵＨ−５０）でＰＰ製容器を３０秒間撹拌した。次に、ＰＰ製容器を振とう器（柴田科学製、ＴＴＭ−１）で３０分間振とうさせ、さらに超音波分散装置で３０秒間撹拌し、塗工液を得た。
【００７６】
次に、図６（ａ）に示すように、Ｃｕ箔（負極集電体５）を準備した。得られた塗工液を、アプリケーターを用いて、ブレード法によりＣｕ箔上に塗工した。塗工した電極を、自然乾燥後、１００℃のホットプレート上で３０分間乾燥させた。これにより、図６（ｂ）に示すように、Ｃｕ箔（負極集電体５）の一方の表面上に負極活物質層２を形成した。その後、同様の処理に行い、図６（ｃ）に示すように、Ｃｕ箔（負極集電体５）の他方の表面上に負極活物質層２を形成した。次に、電池サイズに合わせて裁断し、負極を得た。
【００７７】
（固体電解質層の作製）
ＰＰ製容器に、ヘプタンと、ブチレンゴム系バインダー（ＪＳＲ社製）の５重量％ヘプタン溶液と、硫化物固体電解質材料（ＬｉＩおよびＬｉＢｒを含むＬｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５系ガラスセラミックス、平均粒径Ｄ５０＝２．５μｍ）とを添加した。次に、超音波分散装置（エスエムテー製ＵＨ−５０）でＰＰ製容器を３０秒間撹拌した。次に、ＰＰ製容器を振とう器（柴田科学製、ＴＴＭ−１）で３０分間振とうさせ、さらに超音波分散装置で３０秒間撹拌し、塗工液を得た。
【００７８】
次に、Ａｌ箔（日本製箔製）を準備した。得られた塗工液を、アプリケーターを用いて、ブレード法によりＡｌ箔上に塗工した。塗工した電極を、自然乾燥後、１００℃のホットプレート上で３０分間乾燥させた。次に、電池サイズに合わせて裁断し、Ａｌ箔および固体電解質層を有する転写部材を得た。
【００７９】
（評価用電池の作製）
得られた２つの転写部材を、それぞれ、負極集電体の両面に形成された負極活物質層上に配置し、冷間等方圧加圧法（ＣＩＰ法）により、４ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力でプレスした。その後、転写部材のＡｌ箔を剥離した。これにより、図６（ｄ）に示すように、負極活物質層２上に固体電解質層３を形成した。次に、上記で得られた２つの正極を、それぞれ、負極集電体の両面に形成された固体電解質層上に配置し、冷間等方圧加圧法（ＣＩＰ法）により、４ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力でプレスした。これにより、図６（ｅ）に示すように、固体電解質層３上に、正極活物質層１および正極集電体４を形成した。このようにして、２積層セルを得た。さらに、得られた２積層セルを３０個積層して、アルミラミネートフィルムにより封止し、評価用電池を得た。
【００８０】
［参考例２］
（負極の作製）
ＰＰ製容器に、酪酸ブチルと、ＰＶＤＦ系バインダー（クレハ製）の５重量％酪酸ブチル溶液と、負極活物質（天然黒鉛、日本カーボン製、平均粒径Ｄ５０＝１０μｍ）と、硫化物固体電解質材料（ＬｉＩおよびＬｉＢｒを含むＬｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５系ガラスセラミックス、平均粒径Ｄ５０＝０．８μｍ）とを、負極活物質：硫化物固体電解質材料：バインダー＝５９：４０：１の重量比で添加した。次に、超音波分散装置（エスエムテー製ＵＨ−５０）でＰＰ製容器を３０秒間撹拌した。次に、ＰＰ製容器を振とう器（柴田科学製、ＴＴＭ−１）で３０分間振とうさせ、さらに超音波分散装置で３０秒間撹拌し、塗工液を得た。
【００８１】
（評価用電池の作製）
得られた塗工液を用いたこと以外は、参考例１と同様にして２積層セルを得た。さらに、得られた２積層セルを４０個積層したこと以外は、参考例１と同様にして評価用電池を得た。
【００８２】
［評価］
参考例１、２で得られた評価用電池に対して、以下の条件で釘刺し試験を行った。
充電状態：未充電
抵抗計：Hioki製RM3542
釘：ＳＫ材（φ８ｍｍ、先端角６０°）
釘の速度：２５ｍｍ／ｓｅｃ
【００８３】
釘刺し時の電圧プロファイルから、セルの短絡抵抗を求めた。電圧プロファイルの一例を図７に示す。図７に示すように、釘刺し時により、セルの電圧は降下する。ここで、初期電圧をＶ０とし、釘刺し時の最小電圧をＶとする。また、セルの内部抵抗を予め測定しておき、その内部抵抗をｒとする。また、セルの短絡抵抗をＲとする。釘刺し時の電圧降下により生じる電流が、全て短絡電流であると仮定すると、Ｖ／Ｒ＝（Ｖ０−Ｖ）／ｒの関係が成り立つ。この関係から、セルの短絡抵抗Ｒが算出できる。各セルの電圧プロファイルを集め、厚さ方向における短絡抵抗の変化が確認した。その結果を表１および表２に示す。なお、表１および表２における短絡抵抗の値は、第１セルの短絡抵抗を１とした場合の相対値である。また、釘刺し面に近いセルを第１セルとした。
【００８４】
【表１】
2018190531.tif 000003
【００８５】
【表２】
2018190531.tif 000004
【００８６】
表１および表２に示すように、参考例１、２では、いずれも、第１セルの短絡抵抗が第１０セルの短絡抵抗よりも大きくなった。これは、釘刺し時に、ラミネートフィルムの絶縁部が巻き込まれたためであると推測される。また、参考例１では、第４０セルの短絡抵抗が、第１セルまたは第１０セルの短絡抵抗に比べて大きく、参考例２では、第６０セルの短絡抵抗が、第１セルまたは第１０セルの短絡抵抗に比べて大きかった。このように、短絡抵抗は、表面側セルが小さくなり、中央側セルで大きくなった。特に、負極活物質としてＳｉを用いた参考例１は、負極活物質としてＣを用いた参考例２に比べて、短絡抵抗のバラつきが非常に大きかった。
【００８７】
［実験例１］
正極集電体としてＡｌ箔（厚さ１５μｍ、ＵＡＣＪ製１Ｎ３０）を準備した。一方、負極集電体としてＣｕ箔（厚さ１４μｍ、古河電工製、電解粗化Ｃｕ箔）を用い、ＶＧＣＦの添加量を２重量％としたこと以外は、参考例１と同様にして、負極を作製した。
【００８８】
［実験例２］
正極集電体としてＡｌ箔（厚さ１５μｍ、ＵＡＣＪ製１Ｎ３０）を準備した。一方、負極集電体としてＣｕ箔（厚さ１４μｍ、古河電工製、電解粗化Ｃｕ箔）を用い、ＶＧＣＦの添加量を９重量％としたこと以外は、参考例１と同様にして、負極を作製した。
【００８９】
［実験例２］
正極集電体としてＡｌ箔（厚さ１５μｍ、ＵＡＣＪ製１Ｎ３０）を準備した。一方、負極集電体としてＣｕ箔（厚さ１４μｍ、古河電工製、電解粗化Ｃｕ箔）を用い、負極活物質として天然黒鉛（日本カーボン製、平均粒径Ｄ５０＝１０μｍ）を用い、ＶＧＣＦの添加量を０重量％（未添加）としたこと以外は、参考例１と同様にして、負極を作製した。
【００９０】
［評価］
実験例１〜３で準備した負極および正極集電体の接触抵抗を測定した。具体的には、図８に示すように、ベークライト板２１上に、負極活物質層２および負極集電体５を有する負極を配置し、負極集電体２上に貫通部を有するカプトンフィルム２２を配置し、カプトンフィルム２２上に正極集電体４を配置した。さらに、φ１１．２８ｍｍのＳＫ材ブロック２３を、平面視上、カプトンフィルム２２の貫通部と重複するように、正極集電体４上に配置した。この状態で、オートグラフ２４により、１００ＭＰａを加えた際の抵抗値を抵抗計（Hioki製RM3542）で測定した。その結果を表３に示す。
【００９１】
【表３】
2018190531.tif 000005
【００９２】
表３に示すように、実験例１、２では、導電化材の割合によって接触抵抗が異なることが確認できた。この結果から、表面側セルにおける活物質層の電子伝導度を相対的に小さくし、中央側セルにおける活物質層の電子伝導度を相対的に大きくすることで、複数のセルにおける短絡抵抗のバラつきを抑制できることが示唆された。なお、実験例３では、負極活物質（天然黒鉛）の電子伝導度が大きいため、接触抵抗は小さくなった。
【００９３】
［実験例４］
参考例１と同様にして、負極活物質層形成用の塗工液を作製した。次に、得られた塗工液を、アプリケーターを用いて、ブレード法によりＣｕ箔（負極集電体）上に塗工した。塗工した電極を、自然乾燥後、１００℃のホットプレート上で３０分間乾燥させた。次に、得られた部材（負極部材）を２ｃｍ幅の短冊条に切り出し、２枚のＳＵＳ箔で挟み、大気に曝露しない状態でロールプレス（２５℃、２０ｋＮ／ｃｍ）を行った。その後、φ１３ｍｍのパンチで打ち抜き、負極を得た。なお、負極は未充電状態である。
【００９４】
［実験例５］
実験例４と同様にして、負極を得た。次に、参考例１と同様にして、正極集電体の一方の表面上に正極活物質層を形成した。次に、参考例１と同様にして、Ａｌ箔上に固体電解質層を形成した。次に、得られた部材（正極部材および固体電解質部材）を２ｃｍ幅の短冊条に切り出し、正極活物質層および固体電解質層を互いに対向するように積層し、得られた積層体を２枚のＳＵＳ箔で挟み、大気に曝露しない状態でロールプレス（２５℃、２０ｋＮ／ｃｍ）を行った。その後、φ１２．５ｍｍのパンチで打ち抜き、正極および固体電解質層を得た。
【００９５】
正極とは反対側の固体電解質層の表面に負極を配置し、拘束治具により４５ＭＰаの拘束力を付与し、モレキュラーシーブを入れた配線付の容器に入れて密閉した。４．５５Ｖ〜３Ｖの充放電を行い、その後、Ｓｉ換算で２６０ｍＡｈ／ｇになるまで充電した。次に、短絡が生じないように拘束治具を分解し、充電状態の負極を得た。
【００９６】
［実験例６］
Ｓｉ換算で４５０ｍＡｈ／ｇになるまで充電したこと以外は、実験例５と同様にして充電状態の負極を得た。
【００９７】
［実験例７］
Ｓｉ換算で８００ｍＡｈ／ｇになるまで充電したこと以外は、実験例５と同様にして充電状態の負極を得た。
【００９８】
［実験例８］
Ｓｉ換算で１０００ｍＡｈ／ｇになるまで充電したこと以外は、実験例５と同様にして充電状態の負極を得た。
【００９９】
［評価］
実験例５〜８で得られた負極の電子伝導度（２５℃）を測定した。具体的には、図９に示すように、負極活物質層２の表面に、Ｃｕ箔３１（厚さ１０μｍ、古河電工製、電解Ｃｕ箔）を配置した。さらに、負極集電体５およびＣｕ箔３１の外側に、２枚のＮｉめっきＣｕ板３２を配置した。この状態で、オートグラフ（図示せず）により、１００ＭＰａを加えた際の抵抗値を抵抗計（Hioki製RM3542）で測定した。その結果を表４に示す。なお、表４における電子伝導度の値は、実験例４の電子伝導度を１とした場合の相対値である。
【０１００】
【表４】
2018190531.tif 000006
【０１０１】
表４に示すように、負極活物質におけるＬｉ量が多くなることで、活物質層の電子伝導度も大きくなった。この結果から、表面側セルの負極活物質層におけるＬｉ量を相対的に小さくし、中央側セルの負極活物質層におけるＬｉ量を相対的に大きくすることで、複数のセルにおける短絡抵抗のバラつきを抑制できることが示唆された。
【符号の説明】
【０１０２】
１  …  正極活物質層
２  …  負極活物質層
３  …  固体電解質層
４  …  正極集電体
５  …  負極集電体
１０  …  セル
１００  …  積層電池
１１０  …  釘
【図１】
2018190531.tif 000007
【図２】
2018190531.tif 000008
【図３】
2018190531.tif 000009
【図４】
2018190531.tif 000010
【図５】
2018190531.tif 000011
【図６】
2018190531.tif 000012
【図７】
2018190531.tif 000013
【図８】
2018190531.tif 000014
【図９】
2018190531.tif 000015