(57)【要約】【課題】優れた電池特性（充放電特性）を有する電池、電池の製造方法、該電池を備えた電子機器を提供すること。【解決手段】電池としてのリチウム電池１００は、活物質１１（活物質部）及び第１電解質１２（電解質部）を含む電極層としての正極層１０、正極層１０に接する集電体４１と、を備え、正極層１０の集電体４１に接する側の第１電解質１２（電解質部）の一部が電子伝導部を含む。電子伝導部は、第１電解質１２に遷移金属が拡散した拡散層１４により構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
活物質部及び電解質部を含む電極層と、
前記電極層に接する集電体と、を備え、
前記電極層の前記集電体に接する側の前記電解質部の一部が電子伝導部を含む、電池。
【請求項２】
前記電子伝導部は、遷移金属の拡散層である、請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記遷移金属は、Ｖ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕのうち少なくとも１種である、請求項２に記載の電池。
【請求項４】
前記電解質部は、炭素とホウ素とを含むリチウム複合酸化物を含む、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電池。
【請求項５】
活物質を用いて複数の孔を有する活物質部を形成する工程と、
前記複数の孔の表面を含む前記活物質部の表面を電解質で被覆して電極層を形成する工程と、
前記電極層の一方の表面に遷移金属または遷移金属を含む化合物を接触させた状態で、前記電極層を加熱して、前記電極層の前記一方の表面側に前記遷移金属を拡散させる工程と、
前記電極層の前記一方の表面に集電体を形成する工程と、を備えた、電池の製造方法。
【請求項６】
前記電解質の融点は、前記活物質の融点よりも低く、
前記電極層を形成する工程は、前記活物質部に前記電解質の融液を接触させる、請求項５に記載の電池の製造方法。
【請求項７】
前記電解質の融点は、前記活物質の融点よりも低く、
前記遷移金属を拡散させる工程は、前記電解質の融点未満の温度で、前記電極層を加熱する、請求項５または６に記載の電池の製造方法。
【請求項８】
前記電解質は、炭素とホウ素とを含むリチウム複合酸化物を含み、
前記遷移金属は、Ｖ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕのうちの少なくとも１種である、請求項５乃至７のいずれか一項に記載の電池の製造方法。
【請求項９】
前記遷移金属を拡散させる工程は、炭酸ガスが導入された雰囲気下で行う、請求項８に記載の電池の製造方法。
【請求項１０】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電池を備えた、電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池及び電池の製造方法、該電池を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電池として、リチウムあるいはリチウム化合物を活物質とするリチウム電池が知られている。リチウム電池は、充放電が可能であると共に、他の活物質を用いた電池に比べて、単位体積あたりで大きな出力が得られることから、例えば、スマートフォンやノート型のパーソナルコンピューターなどの携帯型情報端末の電力供給源として活用されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、リチウムの層状化合物及びオリビン化合物のいずれかから選択される活物質の一次粒子が集合した二次粒子から構成される電極活物質材料と、導電材と、これらを結着させるバインダーとを用いて形成された正極材料を正極集電体の両面に塗布して構成されたリチウム電池用の正極が開示されている。
特許文献１によれば、充放電レートが向上し、大電流による充放電が可能なリチウム電池を提供できるとしている。
【０００４】
また、例えば、特許文献２には、正極集電体と、正極集電体上に積層された、正極層と、炭素被膜と、固体電解質層と、負極とを備えた全固体リチウム電池が開示されている。
特許文献２によれば、炭素被膜及び固体電解質層は、それぞれ正極集電体と接するように設けられているため、電池抵抗が低減された全固体リチウム電池を提供できるとしている。また、正極層は、リチウムを含む正極活物質の粒子と、導電助剤と、これらを結着させるバインダーとを含有してもよいことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−６５３９７号公報
【特許文献２】特開２０１６−３９０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１や特許文献２によれば、上述したように、正極材料（あるいは正極層）に電子伝導性を向上させる目的で導電材（あるいは導電助剤）を含ませるとしている。しかしながら、導電材（あるいは導電助剤）を添加して、正極活物質の粒子間における電子伝導経路を確保した分、リチウムイオン電導経路が失われることになり、導電材（あるいは導電助剤）の添加量によっては、所望の電池容量が得られないおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例］本適用例に係る電池は、活物質部及び電解質部を含む電極層と、前記電極層に接する集電体と、を備え、前記電極層の前記集電体に接する側の前記電解質部の一部が電子伝導部を含むことを特徴とする。
【０００９】
本適用例によれば、電極層において集電体との間の電解質部に電子伝導部を含んでいるので、例えば、電極層に導電助材を混ぜて電子伝導性を付与する場合に比べて、導電助剤の過剰添加による電池容量密度の低下を抑制できる。つまり、優れた電池特性を有する電池を提供できる。
【００１０】
上記適用例に記載の電池において、前記電子伝導部は、遷移金属の拡散層であることが好ましい。
この構成によれば、遷移金属が電解質に拡散した拡散層において電子伝導性を付与できる。
【００１１】
上記適用例に記載の電池において、前記遷移金属は、Ｖ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕのうち少なくとも１種であることが好ましい。
この構成によれば、Ｖ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕは、電解質部との反応性に優れ、他の遷移金属原子に比べて容易に電子伝導性を付与することができる。
【００１２】
上記適用例に記載の電池において、前記電解質部は、炭素とホウ素とを含むリチウム複合酸化物を含むことが好ましい。
この構成によれば、炭素とホウ素とを含むリチウム複合酸化物は、炭素とホウ素とを含まないリチウム複合酸化物に比べて低融点であることから、比較的に低い温度で、電解質部に遷移金属を拡散させ易い。すなわち、優れた電池特性を有する電池としてのリチウムイオン電池を提供できる。
【００１３】
［適用例］本適用例に係る電池の製造方法は、活物質を用いて複数の孔を有する活物質部を形成する工程と、前記複数の孔の表面を含む前記活物質部の表面を電解質で被覆して電極層を形成する工程と、前記電極層の一方の表面に遷移金属または遷移金属を含む化合物を接触させた状態で、前記電極層を加熱して、前記電極層の前記一方の表面側に前記遷移金属を拡散させる工程と、前記電極層の前記一方の表面に集電体を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１４】
本適用例によれば、遷移金属を拡散させる工程において、集電体が接する電極層の一方の面に遷移金属を熱拡散させて電子伝導性が付与される。したがって、例えば、電極層に導電助材を混ぜて電子伝導性を付与する場合に比べて、導電助剤の過剰添加による電池容量密度の低下を抑制できる。つまり、優れた電池特性を有する電池を製造することができる。
【００１５】
上記適用例に記載の電池の製造方法において、前記電解質の融点は、前記活物質の融点よりも低く、前記電極層を形成する工程は、前記活物質部に前記電解質の融液を接触させることが好ましい。
この方法によれば、活物質の融点以下の温度で電解質を溶融させて、複数の孔を含む活物質部に電解質を充填できる。活物質部への電解質の充填にあたり、活物質部を融点以上の温度としないので、活物質部が高温にさらされて他の物質と反応し変質するといった不具合を防止することができる。
【００１６】
上記適用例に記載の電池の製造方法において、前記電解質の融点は、前記活物質の融点よりも低く、前記遷移金属を拡散させる工程は、前記電解質の融点未満の温度で、前記電極層を加熱することが好ましい。
この方法によれば、活物質の融点以下且つ電解質の融点未満の温度で電極層の一方の面側に遷移金属を熱拡散させることができるため、活物質部が高温にさらされて他の物質と反応し変質するといった不具合を防止することができる。また、電極層に対する遷移金属の拡散を促進できる。
【００１７】
上記適用例に記載の電池の製造方法において、前記電解質は、炭素とホウ素とを含むリチウム複合酸化物を含み、前記遷移金属は、Ｖ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕのうちの少なくとも１種であることが好ましい。
この方法によれば、活物質として炭素とホウ素とを含まないリチウム複合酸化物を用いた場合、炭素とホウ素とを含むリチウム複合酸化物は、炭素とホウ素とを含まないリチウム複合酸化物に比べて低融点であることから、活物質部の熱変質を防止できる。また、Ｖ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕは、炭素とホウ素とを含むリチウム複合酸化物に対して優れた反応性と電子伝導性とを示すので、電極層に容易に電子伝導性を付与することができる。
【００１８】
上記適用例に記載の電池の製造方法において、前記遷移金属を拡散させる工程は、炭酸ガスが導入された雰囲気下で行うことが好ましい。
この方法によれば、炭素とホウ素とを含むリチウム複合酸化物からなる電解質から炭素が離脱して変質することを防ぐことができる。
【００１９】
［適用例］本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の電池を備えたことを特徴とする。
本適用例によれば、優れた電池特性を有する電池を備えているので、繰り返しの使用に耐え得る電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】リチウム電池の構成を示す概略斜視図。
【図２】リチウム電池の構造を示す概略断面図。
【図３】リチウム電池の製造方法を示すフローチャート。
【図４】リチウム電池の製造方法における工程を示す概略図。
【図５】リチウム電池の製造方法における工程を示す概略図。
【図６】リチウム電池の製造方法における工程を示す概略図。
【図７】リチウム電池の製造方法における工程を示す概略図。
【図８】リチウム電池の製造方法における工程を示す概略図。
【図９】リチウム電池の製造方法における工程を示す概略図。
【図１０】実施例１、比較例１及び比較例２の正極層の表面のＸ線回折強度パターンを示す図。
【図１１】電子機器としてのウェアラブル機器の構成を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。
【００２２】
（第１実施形態）
＜電池＞
本実施形態の電池として、リチウム電池を例に挙げて、図１及び図２を参照して説明する。図１はリチウム電池の構成を示す概略斜視図、図２はリチウム電池の構造を示す概略断面図である。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態の電池としてのリチウム電池１００は、正極として機能する電極層としての正極層１０と、正極層１０に対して順に積層された電解質層２０と、負極層３０と、を有している。また、正極層１０に接する集電体４１と、負極層３０に接する集電体４２とを有している。正極層１０、電解質層２０、負極層３０は、いずれもリチウムを含む固相で構成されていることから、リチウム電池１００は、充放電可能な全固体二次電池である。
【００２４】
本実施形態のリチウム電池１００は、例えば円盤状であって、外形の大きさは例えばφ１０ｍｍ、厚みは例えば０．１ｍｍである。小型、薄型であると共に、充放電可能であって全固体であることから、スマートフォンなどの携帯情報端末の電源として好適に用いることができる。なお、リチウム電池１００の形状は円盤状であることに限定されず、多角形の盤状であってもよい。以降、各層について詳しく説明する。
【００２５】
図２に示すように、正極層１０は、粒子状の活物質１１と、第１電解質１２とを含んでいる。また、正極層１０は、集電体４１と接する正極層１０の一方の表面１０ａ側に、電子伝導部として遷移金属が拡散した拡散層１４を含んでいる。なお、本明細書において、成形または焼結などが施された複数の粒子状の活物質１１から構成される部分を活物質部ともいう。
【００２６】
さらに、正極層１０は、粒子状の活物質１１の表面の少なくとも一部を覆うように形成された第２電解質１３を有している。第２電解質１３は、薄膜状あるいは活物質１１よりも小さい粒状であることから、図２では具体的な図示を省略している。また、図２では活物質１１を模式的に球状として表したが、実際には粒子径はある程度の範囲内において揃えられているものの、粒子の形状は必ずしも球状ではなくそれぞれ不定形である。なお、本実施形態では、第１電解質１２が、粒子状の活物質１１及び第２電解質１３を覆うように形成されており、第１電解質１２から構成される部分が本発明の電解質部の一例である。
【００２７】
正極層１０に含まれる活物質１１（正極活物質）としては、例えば、Ｌｉと、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕからなる群より選択されるいずれか１種以上の元素とを構成元素の一部として含むリチウム複合酸化物を用いることができる。このようなリチウム複合酸化物としては、例えば、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、Ｌｉ2Ｍｎ2Ｏ3、Ｌｉ（ＮｉxＭｎyＣｏ1-x-y）Ｏ2［０＜ｘ＋ｙ＜１］、Ｌｉ（ＮｉxＣｏyＡｌ1-x-y）Ｏ2［０＜ｘ＋ｙ＜１］、ＬｉＣｒ0.5Ｍｎ0.5Ｏ2、ＬｉＦｅＰＯ4、Ｌｉ2ＦｅＰ2Ｏ7、ＬｉＭｎＰＯ4、ＬｉＦｅＢＯ3、Ｌｉ3Ｖ2（ＰＯ4）3、Ｌｉ2ＣｕＯ2、Ｌｉ2ＦｅＳｉＯ4、Ｌｉ2ＭｎＳｉＯ4などが挙げられる。また、これらのリチウム複合酸化物の結晶内の一部原子が他の遷移金属、典型金属、アルカリ金属、アルカリ希土類、ランタノイド、カルコゲナイド、ハロゲン等で置換された固溶体もリチウム複合酸化物に含むものとし、これら固溶体も正極活物質として用いることができる。
【００２８】
上記正極活物質を用いた正極層１０の形成方法は、グリーンシート法のほか、プレス焼結法、射出成型法、適当な基材表面に対する有機金属溶液の塗布・焼成及びゾルゲル法などの液相堆積法、ＣＶＤ、ＰＬＤ、スパッタ、エアロゾルデポジションなどの気相堆積法で膜状に形成してもよい。さらに融液や溶液から成長させた単結晶であってもよい。
【００２９】
負極層３０に含まれる負極活物質としては、例えば、Ｎｂ2Ｏ5、Ｖ2Ｏ5、Ｔｉ2Ｏ2、Ｉｎ2Ｏ5、ＺｎＯ、ＳｎＯ2、ＮｉＯ、ＩＴＯ（Ｓｎが添加された酸化インジウム）、ＡＺＯ（アルミニウムが添加された酸化亜鉛）、ＧＺＯ（ガリウムが添加された酸化亜鉛）、ＡＴＯ（アンチモンが添加された酸化スズ）、ＦＴＯ（フッ素が添加された酸化スズ）、ＴｉＯ2のアナターゼ相、Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12、Ｌｉ2Ｔｉ3Ｏ7などのＴｉを含むリチウム複合酸化物、Ｌｉ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｓｉ−Ｍｎ、Ｓｉ−Ｃｏ、Ｓｉ−Ｎｉ、Ｉｎ、Ａｕなどの金属及び合金、炭素材料、炭素材料の層間にリチウムイオンが挿入された物質などを用いることができる。
【００３０】
上記負極活物質を用いた負極層３０の形成方法は、有機金属化合物の加水分解反応などを伴う所謂ゾルゲル法や有機金属熱分解法などの溶液プロセスのほか、適当な金属化合物とガス雰囲気におけるＣＶＤ法、ＡＬＤ法、固体負極活物質のスラリーを使用したグリーンシート法やスクリーン印刷法、エアロゾルデポジション法、適切なターゲットとガス雰囲気を用いたスパッタリング法、ＰＬＤ法、真空蒸着法、めっき法、溶射法など、いずれを用いてもよい。
【００３１】
正極層１０に含まれる第１電解質１２、第２電解質１３、電解質層２０に含まれる電解質（固体電解質）としては、酸化物、硫化物、ハロゲン化物、窒化物、水素化物、ホウ化物などからなる結晶質または非晶質を用いることができる。また、本実施形態では、活物質１１の融点よりも融点が低い固体電解質を用いて第１電解質１２が構成（形成）される。
【００３２】
酸化物結晶質の一例としては、Ｌｉ0.35Ｌａ0.55ＴｉＯ3、Ｌｉ0.2Ｌａ0.27ＮｂＯ3、及びこれら結晶の元素の一部をＮ、Ｆ、Ａｌ、Ｓｒ、Ｓｃ、Ｔａ、ランタノイド元素などで置換したペロブスカイト型結晶またはペロブスカイト類似結晶、Ｌｉ7Ｌａ3Ｚｒ2Ｏ12、Ｌｉ5Ｌａ3Ｎｂ2Ｏ12、Ｌｉ5ＢａＬａ2ＴａＯ12、及びこれら結晶の元素の一部をＮ、Ｆ、Ａｌ、Ｓｒ、Ｓｃ、Ｔａ、ランタノイド元素などで置換したガーネット型結晶またはガーネット類似型結晶、Ｌｉ1.3Ｔｉ1.7Ａｌ0.3（ＰＯ4）3、Ｌｉ1.4Ａｌ0.4Ｔｉ1.6（ＰＯ4）3、Ｌｉ1.4Ａｌ0.4Ｔｉ1.4Ｇｅ0.2（ＰＯ4）3、及びこれら結晶の一部をＮ、Ｆ、Ａｌ、Ｓｒ、Ｓｃ、Ｔａ、ランタノイド元素などで置換したＮＡＳＩＣＯＮ型結晶、Ｌｉ14ＺｎＧｅ4Ｏ16、などのＬＩＳＩＣＯＮ型結晶、Ｌｉ3.4Ｖ0.6Ｓｉ0.4Ｏ4、Ｌｉ3.6Ｖ0.4Ｇｅ0.6Ｏ4、Ｌｉ2+xＣ1-xＢxＯ3、などのその他の結晶質を挙げることができる。
【００３３】
硫化物結晶質の一例としては、Ｌｉ10ＧｅＰ2Ｓ12、Ｌｉ9.6Ｐ3Ｓ12、Ｌｉ9.54Ｓｉ1.74Ｐ1.44Ｓ11.7Ｃｌ0.3、Ｌｉ3ＰＳ4などを挙げることができる。
【００３４】
また。その他の非晶質の一例としては、Ｌｉ3ＢＯ3、Ｌｉ2Ｏ−ＴｉＯ2、Ｌａ2Ｏ3−Ｌｉ2Ｏ−ＴｉＯ2、ＬｉＮｂＯ3、ＬｉＳＯ4、Ｌｉ4ＳｉＯ4、Ｌｉ3ＰＯ4−Ｌｉ4ＳｉＯ4、Ｌｉ4ＧｅＯ4−Ｌｉ3ＶＯ4、Ｌｉ4ＳｉＯ4−Ｌｉ3ＶＯ4、Ｌｉ4ＧｅＯ4−Ｚｎ2ＧｅＯ2、Ｌｉ4ＳｉＯ4−ＬｉＭｏＯ4、Ｌｉ3ＰＯ4−Ｌｉ4ＳｉＯ4、Ｌｉ4ＳｉＯ4−Ｌｉ4ＺｒＯ4、ＳｉＯ2−Ｐ2Ｏ5−Ｌｉ2Ｏ、ＳｉＯ2−Ｐ2Ｏ5−ＬｉＣｌ、Ｌｉ2Ｏ−ＬｉＣｌ−Ｂ2Ｏ3、ＬｉＩ、ＬｉＩ−ＣａＩ2、ＬｉＩ−ＣａＯ、ＬｉＡｌＣｌ4、ＬｉＡｌＦ4、ＬｉＦ−Ａｌ2Ｏ3、ＬｉＢｒ−Ａｌ2Ｏ3、ＬｉＩ−Ａｌ2Ｏ3、Ｌｉ2.88ＰＯ3.73Ｎ0.14、Ｌｉ3ＮＩ2、Ｌｉ3Ｎ−ＬｉＩ−ＬｉＯＨ、Ｌｉ3Ｎ−ＬｉＣｌ、Ｌｉ6ＮＢｒ3、Ｌｉ2Ｓ−ＳｉＳ2、Ｌｉ2Ｓ−ＳｉＳ2−ＬｉＩ、Ｌｉ2Ｓ−ＳｉＳ2−Ｐ2Ｓ5などを挙げることができる。
【００３５】
上記固体電解質を用いた電解質層２０の形成方法は、有機金属化合物の加水分解反応などを伴う所謂ゾルゲル法や有機金属熱分解法などの溶液プロセスのほか、適当な金属化合物とガス雰囲気におけるＣＶＤ法、ＡＬＤ法、固体電解質粒子のスラリーを使用したグリーンシート法やスクリーン印刷法、エアロゾルデポジション法、適切なターゲットとガス雰囲気を用いたスパッタリング法、ＰＬＤ法、融液や溶液を用いたフラックス法など、いずれを用いてもよい。
【００３６】
本実施形態において、正極層１０に含まれる第１電解質１２と、電解質層２０に含まれる電解質（固体電解質）とは同じ材料が用いられているが、異なる材料を用いてもよい。また、第２電解質１３もまた上述した固体電解質を用いることができるが、活物質１１を被覆してリチウムイオン伝導経路を確保する観点から、活物質１１よりも優れたリチウムイオン伝導率を有する固体電解質を用いることが好ましい。
【００３７】
集電体４１，４２は、例えば、銅（Ｃｕ）、マグネシウム（Ｍｇ）、チタン（Ｔｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、インジウム（Ｉｎ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、及びパラジウム（Ｐｄ）の金属群から選ばれる１種の金属（金属単体）や、該金属群から選ばれる２種以上の金属からなる合金などが用いられている。
【００３８】
本実施形態では、集電体４１，４２として銅（Ｃｕ）を用いている。集電体４１，４２の厚みは、例えば２０μｍ〜４０μｍである。なお、リチウム電池１００は、必ずしも一対の集電体４１，４２を備えていなくてもよく、一対の集電体４１，４２のうち一方の集電体を備えていればよい。例えば、複数のリチウム電池１００を電気的に直列に積層して用いる場合、集電体４１だけを備える構成としてもよい。
【００３９】
本実施形態では、正極層１０の集電体４１と接する側の表面１０ａから遷移金属が拡散した拡散層１４を有している。このような拡散層１４を有することにより、集電体４１に対する正極層１０の電子伝導性が改善されている。具体的には、遷移金属としては、電子伝導性を有する点で、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｐｄ、Ｗ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｚｎなどいずれも好適に用いることができる。正極層１０に拡散させるための遷移金属は、正極層１０に含まれる上述した固体電解質の融点未満の温度で固体電解質に対して反応性を示すものであればいかなる形態であってもよい。このような遷移金属の形態としては、有機金属化合物、酸化物、ハロゲン化合物が挙げられ、これらの薄膜状、粉末状、バルク状のいずれでもよい。
【００４０】
Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｐｄ、Ｗ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｚｎのなかでも、電子伝導性及び反応性の観点から、Ｖ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕのうち少なくとも１種が選ばれることが好ましい。また、正極活物質や固体電解質としてリチウム複合酸化物を用いた場合、リチウムや固体電解質構成成分と反応して電子伝導体（ｎ型半導体）になり易いという観点から、Ｖ2Ｏ5、ＦｅＯ、ＣｏＯ、ＣｕＯなどの酸化物であることが好ましく、中でもＶ2Ｏ5の粒子が好ましい。
【００４１】
＜電池の製造方法＞
本実施形態の電池としてのリチウム電池１００の製造方法について、図３〜図９を参照して説明する。図３はリチウム電池の製造方法を示すフローチャート、図４〜図９はリチウム電池の製造方法における工程を示す概略図である。
【００４２】
図３に示すように、本実施形態のリチウム電池の製造方法は、活物質１１の成形体の形成工程（ステップＳ１）と、成形体の焼結工程（ステップＳ２）と、焼結体への第２電解質１３の形成工程（ステップＳ３）と、焼結体への第１電解質１２の充填工程（ステップＳ４）とを備えている。また、電解質層２０の形成工程（ステップＳ５）と、正極層１０への遷移金属拡散工程（ステップＳ６）と、負極層３０の形成工程（ステップＳ７）と、集電体４１，４２の形成工程（ステップＳ８）とを備えている。
【００４３】
ステップＳ１は、上述した活物質１１を用いて内部に複数の孔（空隙）を有する成形体を形成する。具体的には、図４に示すように、活物質１１同士を結着させるための結着剤（バインダー）を含む溶媒に粒子状の活物質１１を添加して調整したスラリー（混合物）１１ｍを用意する。本実施形態では、活物質１１として粒度分布が調整されたＬｉＣｏＯ2（以降、簡略化してＬＣＯと称す）の粉末を用いた。ＬＣＯの融点は、およそ１１００℃である。そして、例えばフィルムなどの基材５１にスラリー１１ｍを例えば印刷法などにより所定の厚みで塗布してシート状とする。スラリー１１ｍのシートを適当なポンチ（成形型）で型抜して成形体を形成する。スラリー１１ｍには、粒子状の活物質１１、結着剤、溶媒の他に、必要に応じて、分散剤、消泡剤、造孔剤、粘度調整剤などの添加剤を含んでいてもよい。結着剤及び添加剤は後述する焼結工程で、焼失させることが可能な有機物が選ばれる。そして、ステップＳ２へ進む。
【００４４】
ステップＳ２では、ステップＳ１で得られた成形体を所定の温度で乾燥させて溶媒を除去すると共に脱脂する。さらに、乾燥・脱脂した成形体を所定の焼成温度で焼結することにより、活物質１１同士が互いに結着して内部に連通した複数の孔（空隙）を生じさせた焼結体とする。本明細書において、この焼結体を活物質部とも言う。焼成温度は、活物質１１の融点よりも低い温度であって、例えば数百度〜１０００℃である。このような焼結体は多孔質体とも呼ばれる。そして、ステップＳ３へ進む。
【００４５】
ステップＳ３では、上記複数の孔（空隙）の表面を含む焼結体の表面に第２電解質１３を形成する。具体的には、まず、第２電解質１３の前駆体を用意する。前駆体としては、例えば、以下の（Ａ）〜（Ｄ）のいずれかが用いられる。
（Ａ）金属原子を第２電解質１３の組成に従った割合で含み、酸化により第２電解質１３となる塩を有する組成物。
（Ｂ）金属原子を第２電解質１３の組成に従った割合で含む金属アルコキシドを有する組成物。
（Ｃ）（Ａ）もしくは（Ｂ）の組成物を溶媒に分散させた分散液。
（Ｄ）第２電解質１３の微粒子、または金属原子を第２電解質１３の組成に従った割合で含む微粒子ゾルを溶媒に分散させた分散液。
なお、（Ａ）に含まれる塩には、金属錯体が含まれる。
【００４６】
本実施形態では、活物質１１（ＬＣＯ）よりも高いイオン伝導度を示す第２電解質１３としてリチウム複合酸化物であるＬｉ6.75Ｌａ3Ｚｒ1.75Ｎｂ0.25Ｏ12（以降、簡略化してＬＬＺｒＮｂＯと称す）を用いた。ＬＬＺｒＮｂＯの結晶粒子を溶媒中に分散させて前駆体溶液１３ｓとして用いる。ＬＬＺｒＮｂＯの平均粒径は、例えば３００ｎｍ〜２０μｍである。なお、ＬＬＺｒＮｂＯの融点はおよそ１０００℃〜１１００℃である。
【００４７】
次に、図５に示すように、前駆体溶液１３ｓを、活物質１１からなる焼結体１１ｓの空隙に含浸させる（浸み込ませる）。具体的には、例えば、基材５２上に配置された焼結体１１ｓの上に前駆体溶液１３ｓを滴下する。あるいは、前駆体溶液１３ｓの中に焼結体１１ｓを浸してもよい。別の例では、前駆体溶液１３ｓを焼結体１１ｓに塗布してもよい。さらに別の例では、焼結体１１ｓの端部に前駆体溶液１３ｓを接触させ、毛細管現象を利用して前駆体溶液１３ｓを焼結体１１ｓの空隙に含浸させてもよい。このとき、焼結体１１ｓを取り巻く雰囲気または前駆体溶液１３ｓを加圧して、前駆体溶液１３ｓの含浸を促進してもよい。基材５２は、この後に高温下で乾燥・焼成を行っても、変形などが生じ難い、例えば透明な石英基板である。
【００４８】
そして、前駆体溶液１３ｓを含浸させた焼結体１１ｓを大気下で乾燥させた後に、希ガス雰囲気下で熱処理して焼成する。これにより焼結体１１ｓの活物質１１の表面に第２電解質１３を析出させて形成する。そして、ステップＳ４及びステップＳ５へ進む。
【００４９】
ステップＳ４及びステップＳ５では、第２電解質１３が形成された焼結体１１ｓの内部の空隙に第１電解質１２を充填する。また、同時に電解質層２０を形成する。具体的には、第１電解質１２及び電解質層２０を形成する固体電解質として活物質１１よりも融点が低く、炭素とホウ素とを含むリチウム複合酸化物である、Ｌｉ2.2Ｃ0.8Ｂ0.2Ｏ3（以降、簡略化してＬＣＢＯと称す）を選んだ。なお、ＬＣＢＯの融点はおよそ６８５℃である。ＬＣＢＯの粉末を、結着剤を溶解させた溶媒に加えて調整したスラリー（混合物）１２ｍを用意する。そして、図６に示すように、スラリー１２ｍを例えば印刷法などにより所定の厚みとなるように焼結体１１ｓに塗布する。スラリー１２ｍが塗布された焼結体１１ｓを例えばチタン製のシャーレ５３に載置して、大気下で所定の温度で乾燥して溶媒を除去する。さらに、炭酸ガス雰囲気下で熱することによりＬＣＢＯ粉末を溶融して融液とする。スラリー１２ｍの量、すなわち融液の量は、予め焼結体１１ｓの嵩密度と電解質層２０の厚みとを考慮して設定されている。したがって、ＬＣＢＯの融液は焼結体１１ｓの空隙を隈なく埋めるように浸み込んでゆき、空隙にＬＣＢＯの融液を充填することができる。残りのＬＣＢＯの融液は焼結体１１ｓの表面に留まる。この後に室温まで冷却すると、図７に示すように、表面の少なくとも一部が第２電解質１３で被覆された活物質１１と第１電解質１２とを含む正極層１０と、正極層１０上に形成された電解質層２０とが得られる。例えば、活物質１１からなる活物質層に第１電解質１２からなる電解質層２０を単に積層する場合に比べて、多孔質である活物質１１の焼結体１１ｓの空隙に第１電解質１２を充填することにより、活物質１１と第１電解質１２との接触面積を増やすことができるため、内部抵抗が小さい正極層１０を形成できる。そして、ステップＳ６へ進む。なお、第１電解質１２から形成される部分が本発明の電解質部の一例である。
【００５０】
ステップＳ６では、正極層１０に遷移金属を拡散させて拡散層１４を形成する。具体的には、遷移金属として例えばＶ（バナジウム）の酸化物であるＶ2Ｏ5の粉末を用いる。図８に示すように、例えばチタン製のシャーレ５３にＶ2Ｏ5の粉末を敷設した粉末層１４ｃを形成する。そして、電解質層２０と反対側の表面１０ａが接するように粉末層１４ｃ上に正極層１０を載置する。この状態で、炭酸ガス雰囲気下、且つ第１電解質１２の融点よりも低い温度で熱処理することにより、粉末層１４ｃ（Ｖ2Ｏ5）と正極層１０の第１電解質１２（ＬＣＢＯ）とを反応させて、図９に示すように、表面１０ａからＶを正極層１０内に拡散させて拡散層１４を形成する。拡散層１４の厚みは、加熱温度と加熱時間とにより制御可能である。そして、ステップＳ７へ進む。
【００５１】
ステップＳ７では、電解質層２０に接するように負極層３０を形成する。具体的には、真空蒸着法やスパッタ法などの気相堆積法を用い、金属Ｌｉを蒸着源あるいはターゲットとして、例えば厚みがおよそ１μｍのＬｉ金属層を形成して、これを負極層３０とする。そして、ステップＳ８へ進む。
【００５２】
ステップＳ８では、正極層１０側に集電体４１を形成し、負極層３０側に集電体４２を形成する。具体的には、例えば、厚みが３０μｍ程度のＣｕ金属箔を貼り付けて圧着することにより、集電体４１，４２とする。
【００５３】
次に、リチウム電池１００の製造方法の実施例と比較例とを挙げて、本実施形態の効果について具体的に説明する。
【００５４】
（実施例１）
１．活物質１１の成形体及び焼結体の形成
結着剤（バインダー）としてのポリプロピレンカーボネート（以降、簡略化してＰＰＣと称す）（シグマアルドリッチ製）１０ｇを１，４−ジオキサン（関東化学製）９０ｇに溶解した溶液に、粒度分布のメジアン径が約５μｍのＬＣＯ（日本化薬製）粉末１５ｇを加えて混合することでスラリー化した。得られたスラリーをポリエチレンテレフタラートフィルム（ＰＥＴフィルム）の基材上に全自動フィルムアプリケータ（コーテック製）を用いてシート状とした。この時のスラリー組成は所望のシート厚みや塗工機の性能に合わせて任意の値をとることができる。また、前述したように必要に応じて分散剤や消泡剤、および造孔剤などを添加剤としてスラリーに添加することもできる。
【００５５】
上記のようにして形成された正極シートを適当なポンチで直径１０ｍｍの円盤状に成型し、３００℃程度で脱脂したのち、数１００℃〜１０００℃で熱処理を施すことにより、内部に多数の連通した空隙をもつ多孔質の焼結体が得られた。本操作により得られる焼結体は、焼結体の外形寸法とＬＣＯの理論密度５．０１ｇ／ｃｍ3から嵩密度空隙率が約５３％の多孔性に富んだ焼結体であることを確認した。
【００５６】
２．第２電解質１３の形成
まず、第２電解質１３（ＬＬＺｒＮｂＯ）の前駆体溶液を調製する。具体的には、リチウム源としてのＬｉＮＯ3（関東化学製）の粉末を秤量して濃度が１．０ｍｏｌ／ｋｇとなるようｎ−ブタノール（関東化学製）に溶解し、ＬｉＮＯ3溶液を得た。
ランタン源としてのＬａ（ＮＯ3）3・６Ｈ2Ｏ（関東化学製）の粉末を秤量して濃度が１．０ｍｏｌ／ｋｇとなるよう２−ブトキシエタノール（関東化学製）に溶解し、Ｌａ（ＮＯ3）3溶液を得た。
ジルコニウム源としてのＺｒ（Ｏ−ｎ−Ｃ4Ｈ9）4（シグマアルドリッチ製）を秤量して濃度が１．０ｍｏｌ／ｋｇとなるよう２−ブトキシエタノールに溶解してＺｒ（Ｏ−ｎ−Ｃ4Ｈ9）4溶液を得た。
ニオブ源としてのＮｂ（ＯＣ2Ｈ5）5（高純度化学製）を秤量して濃度が１．０ｍｏｌ／ｋｇとなるよう２−ブトキシエタノールに溶解し、Ｎｂ（ＯＣ2Ｈ5）5溶液を得た。
上記ＬｉＮＯ3溶液６．７５ｇ、Ｌａ（ＮＯ3）3溶液３．０ｇ、Ｚｒ（Ｏ−ｎ−Ｃ4Ｈ9）4溶液１．７５ｇ、及びＮｂ（ＯＣ2Ｈ5）5溶液０．２５ｇを混合し、ＬＬＺｒＮｂＯの前駆体溶液とした。
【００５７】
上記前駆体溶液に上記焼結体を浸漬し、１４０℃で乾燥後、酸化雰囲気で５４０℃の熱処理を１５分間行い、さらに続いてＡｒ（アルゴン）ガス雰囲気下で８００℃の熱処理を４時間行った。自然放冷後、Ｘ線回折による結晶相解析を行い、上記操作によりＬＣＯと、ガーネット型のＬＬＺｒＮｂ結晶とが生成していることを確認した。またこの時、上記焼結体の理論内腔体積、第２電解質１３の形成により増加した重量と、ガーネット型固体電解質（ＬＬＺｒＮｂＯ）の理論密度５．１ｇ／ｃｍ3により、本操作により上記焼結体の内腔表面、及び負極層３０と対向する表面に平均２μｍの厚みの第２電解質１３（ＬＬＺｒＮｂＯ）が形成され、初期の焼結体の理論空隙体積の８５％がガーネット型結晶固体電解質（ＬＬＺｒＮｂＯ）により充填されたことを確認した。
【００５８】
３．第１電解質１２の充填及び電解質層２０の形成
Ｌｉ2ＣＯ3粉末（関東化学製）０．５９２ｇとＬｉ3ＢＯ3粉末（豊島製作所製）をメノウ鉢内で粉砕混合し、炭酸ガス雰囲気下で７００℃の熱処理を１時間実施した後、急冷してＬＣＢＯの粉末を得た。次にポリプロピレンカーボネート（ＰＰＣ）１０ｇを１，４−ジオキサン９０ｇに溶解した１０ｗｔ％溶液９ｇに上記ＬＣＢＯ粉末１ｇを加えて攪拌し、スラリーとした。このスラリーをスクリーン印刷法で上記焼結体の表面に印刷し、正味２４ｍｇのＬＣＢＯ層を形成した。これを乾燥大気中で３００℃の熱処理２時間を経た後、ＣＯ2ガス雰囲気下で６８５℃の熱処理を３０秒実施した。これにより、ＬＣＢＯ層が溶融し、その融液が第２電解質１３が形成された上記焼結体に浸透し、上記焼結体の残余空隙を充填すると共に、上記焼結体の表裏いずれの表層にも厚みがおよそ２μｍのＬＣＢＯ薄膜層が形成された。上記焼結体の表裏のうち一方に形成されたＬＣＢＯ薄膜層が電解質層２０である。
【００５９】
４．正極層１０への電子伝導性の付与（遷移金属の拡散層１４の形成）
上記第１電解質１２を複合化した焼結体をＶ2Ｏ5粉末（高純度化学製）を敷設したチタンシャーレ上に静置し、６００℃の炭酸ガス雰囲気下で２時間保持した後に徐冷した。これにより、Ｖ2Ｏ5粉末に接した側の上記焼結体におけるＬＣＢＯ薄膜層へ遷移金属であるＶが拡散して拡散層１４が形成された。つまり、正極層１０の一方の表面１０ａ側に電子伝導性を付与した。
【００６０】
５．負極層３０及び集電体４１の形成
正極層１０上に形成された電解質層２０に対して、真空蒸着法により厚さ１．２μｍのＬｉ金属層を形成し、これを負極層３０とした。さらに、負極層３０と反対側の正極層１０の表面１０ａ（拡散層１４）に厚さ３０μｍのＣｕ金属箔を貼り付けて集電体４１を形成して、実施例１のリチウム電池１００とした。
【００６１】
（比較例１）
比較例１のリチウム電池の製造方法は、上記実施例１のリチウム電池１００の製造方法に対して、正極層１０への電子伝導性の付与（遷移金属の拡散層１４の形成）の工程を除いたものであり、他の工程は同じである。
【００６２】
（比較例２）
比較例２のリチウム電池の製造方法は、上記実施例１のリチウム電池１００の製造方法に対して、活物質１１（ＬＣＯ）の焼結体に導電助剤を添加し、正極層１０への電子伝導性の付与（遷移金属の拡散層１４の形成）の工程を除いたものであり、他の工程は同じである。したがって、上記導電助剤を添加する工程について、以下に説明する。
【００６３】
１．活物質１１の成形体及び焼結体の形成
結着剤（バインダー）としてのＰＰＣ（シグマアルドリッチ製）１０ｇを１，４−ジオキサン（関東化学製）９０ｇに溶解した溶液に、粒度分布のメジアン径が約５μｍのＬＣＯ（日本化薬製）粉末１５ｇと、炭素系導電助剤として、粒度分布のメジアン径が１００ｎｍのケッチェンブラック粒子（ライオン製）０．８ｇを加えて混合することでスラリー化した。得られたスラリーをＰＥＴフィルムの基材上に全自動フィルムアプリケータ（コーテック製）を用いてシート状とした。この時のスラリー組成は所望のシート厚みや塗工機の性能に合わせて任意の値をとることができる。また、前述したように必要に応じて分散剤や消泡剤、および造孔剤などを添加剤としてスラリーに添加することもできる。
【００６４】
上記のようにして形成された正極シートを適当なポンチで直径１０ｍｍの円盤状に成型し、３００℃程度で脱脂したのち、数１００℃〜１０００℃で熱処理を施すことにより、内部に多数の連通した空隙をもつ多孔質の焼結体が得られた。本操作により得られる焼結体は、焼結体の外形寸法、ＬＣＯの理論密度５．０１ｇ／ｃｍ3、ケッチェンブラックの真密度２．１ｇ／ｃｍ3の値から嵩密度空隙率が約５２％の多孔性に富んだ焼結体であることを確認した。
【００６５】
比較例２における第２電解質１３の形成及び第１電解質１２の充填と電解質層２０の形成は、実施例１と同じである。またこの時、上記焼結体の理論内腔体積、第２電解質１３（ＬＬＺｒＮｂＯ）の形成により増加した重量と、ガーネット型固体電解質（ＬＬＺｒＮｂＯ）の理論密度が５．１ｇ／ｃｍ3、及びケッチェンブラックの真密度が２．１ｇ／ｃｍ3であることから、本操作により上記焼結体の内腔表面、および負極層３０と対向する表面に平均２μｍの厚みの第２電解質１３が形成され、初期の上記焼結体の理論空隙体積の８５％がガーネット型結晶固体電解質（ＬＬＺｒＮｂＯ）により充填されたことを確認した。また、ＬＣＢＯ層が溶融し、その融液が第２電解質１３が形成された上記焼結体に浸透し、上記焼結体の残余空隙を充填すると共に、上記焼結体の表裏いずれの表層にも厚みがおよそ２μｍのＬＣＢＯ薄膜層が形成された。上記焼結体の表裏のうち一方に形成されたＬＣＢＯ薄膜層が電解質層２０である。
【００６６】
図１０は実施例１、比較例１及び比較例２の正極層の表面のＸ線回折強度パターンを示す図である。詳しくは、実施例１、比較例１及び比較例２の正極層における集電体４１と接する側の表面のＸ線回折強度の測定により得られたものである。
図１０に示すように、実施例１では、Ｖ2Ｏ5やＬＣＢＯに対応するＸ線回折強度のピークは検出されず、ＶＢＯ3に類似した回折パターンが得られた（帰属未知）。つまり、正極層１０のＬＣＢＯ層とＶ2Ｏ5とが反応してＶＢＯ3が形成されたと考えられる。すなわち、ＬＣＢＯ層のうちＶＢＯ3となった部分はＶが拡散した拡散層１４である。
【００６７】
比較例１及び比較例２では、図１０に示すように、ＬＣＢＯ（Ｌｉ2.2Ｃ0.8Ｂ0.2Ｏ3）に対応するＸ線回折強度のピークだけが検出された。
【００６８】
＜実施例１、比較例１、比較例２のリチウム電池の評価＞
実施例１、比較例１、比較例２のリチウム電池の評価方法の１つは、製造の過程において、正極層の集電体４１と接する側の表面における面抵抗を４探針法により求めた。もう１つは、充放電測定装置ＨＪ−ＳＤ８（北斗電工製）を用いて充放電試験を実施し、活物質１１の理論容量換算で放電レートが０．０５Ｃ相当となる電流値における放電容量を求めた。以下の表１に実施例１、比較例１、比較例２の正極層の面抵抗（Ω／□）と、リチウム電池の放電容量（ｍＡｈ／ｇ）とを示す。
【００６９】
【表１】
2018092804.tif 000003
【００７０】
上記表１に示すように、正極層に導電助剤を添加した比較例２は、導電助剤を添加しない比較例１に比べて、面抵抗が小さく、放電容量が大きくなった。正極層１０に遷移金属を拡散させることにより電子伝導性が付与された実施例１は、正極層に導電助剤を添加した比較例２よりも、面抵抗がさらに小さい値を示すと共に、放電容量がおおよそ６倍に増大した。言い換えれば、正極層に導電助剤を添加する比較例２に比べて、正極層１０に遷移金属を拡散させて拡散層１４を形成する実施例１の方が、リチウムイオン伝導経路を阻害せずに、電子伝導性を好適に付与できる。
【００７１】
上記実施形態のリチウム電池１００とその製造方法によれば、Ｖ2Ｏ5の粉末層１４ｃに正極層１０を接触させた状態で加熱することにより、正極層１０のＬＣＢＯ層とＶ2Ｏ5とが反応してＶＢＯ3が形成される。すなわち、集電体４１に接する正極層１０の表面１０ａ側に、遷移金属（Ｖ）の拡散層１４を有していることから、集電体４１に対する正極層１０の電子伝導性が改善され、優れた電池特性を有するリチウム電池１００を提供あるいは製造することができる。
【００７２】
遷移金属（Ｖ）を拡散させる工程は、炭酸ガス雰囲気下において、ＬＣＢＯの融点（６８５℃）よりも低い例えば６００℃の温度で行われるので、活物質１１（ＬＣＯ）が変質することなく、効率的に遷移金属を拡散させて拡散層１４を形成することができる。すなわち、正極層１０に容易に電子伝導性を付与できる。
【００７３】
正極層１０の集電体４１と接触する側に電子伝導部としての拡散層１４が形成されることから、例えば正極層１０の一方の表面を研磨して粒子状の活物質１１（活物質部）を露出させ、活物質１１（活物質部）と集電体４１と接触させることにより、正極層１０と集電体４１との電子伝導性（導電性）を確保する場合に比べて、研磨によって活物質１１の結晶性が悪化して電子伝導性（導電性）が低下するといった問題を回避できる。また、研磨による正極層１０と集電体４１との電子伝導性（導電性）の確保は、研磨された面積に依存するが、本実施形態のように遷移金属（Ｖ）の拡散層１４を形成することは、正極層１０の厚み方向に電子伝導性を付与できる（実施例１では正極層１０の厚み方向に１０μｍ程度、活物質粒子１〜２粒子程度亘って拡散層１４を形成できた）。つまり、研磨する場合に比べて、高い電子伝導性（導電性）が実現された高出力のリチウム電池１００を提供あるいは製造することができる。
【００７４】
（第２実施形態）
＜電子機器＞
次に、本実施形態の電子機器について、ウェアラブル機器を例に挙げて説明する。図１１は電子機器としてのウェアラブル機器の構成を示す斜視図である。
【００７５】
図１１に示すように、本実施形態の電子機器としてのウェアラブル機器３００は、人体の例えば手首ＷＲに腕時計のように装着され、人体に係る情報を入手可能な情報機器であって、バンド３０１と、センサー３０２と、表示部３０３と、処理部３０４と、電池３０５とを備えている。
【００７６】
バンド３０１は、装着時に手首ＷＲに密着するように、可撓性の例えばゴムなどの樹脂が用いられた帯状であって、帯の端部に結合位置を調整可能な結合部を有している。
【００７７】
センサー３０２は、例えば光学式センサーであって、装着時に手首ＷＲに触れるよう、バンド３０１の内面側（手首ＷＲ側）に配置されている。
【００７８】
表示部３０３は、例えば受光型の液晶表示装置であって、表示部３０３に表示された情報を装着者が読み取れるように、バンド３０１の外面側（センサー３０２が取り付けられた内面と反対側）に配置されている。
【００７９】
処理部３０４は、例えば集積回路（ＩＣ）であって、バンド３０１に内蔵され、センサー３０２や表示部３０３に電気的に接続されている。処理部３０４は、センサー３０２からの出力に基づいて、脈拍や血糖値などを計測するための演算処理を行う。また、計測結果などを表示するように表示部３０３を制御する。
【００８０】
電池３０５は、センサー３０２、表示部３０３、処理部３０４などへ電力を供給する電力供給源として、バンド３０１に対して脱着可能な状態で内蔵されている。電池３０５として、上記第１実施形態のリチウム電池１００が用いられている。
【００８１】
本実施形態のウェアラブル機器３００によれば、センサー３０２によって、手首ＷＲから装着者の脈拍や血糖値に係る情報などを電気的に検出し、処理部３０４での演算処理などを経て、表示部３０３に脈拍や血糖値などを表示することができる。表示部３０３には計測結果だけでなく、例えば計測結果から予測される人体の状況を示す情報や時刻なども表示することができる。
【００８２】
また、電池３０５として小型でありながら優れた電池特性を有するリチウム電池１００が用いられているため、軽量且つ薄型であって長期の繰り返しの使用にも耐え得るウェアラブル機器３００を提供することができる。また、リチウム電池１００は、全固体型の二次電池であるため、充電によって繰り返し使用が可能であると共に、電解液などが漏れる心配がないので長期に亘って安心して使用可能なウェアラブル機器３００を提供できる。
【００８３】
本実施形態では、腕時計型のウェアラブル機器３００を例示したが、ウェアラブル機器３００は、例えば、足首、頭、耳、腰などに装着されるものであってもよい。
【００８４】
また、電力供給源としてのリチウム電池１００が適用される電子機器は、ウェアラブル機器３００に限定されない。例えば、ヘッドマウントディスプレイ、ヘッドアップディスプレイ、携帯電話機、携帯情報端末、ノート型パソコン、デジタルカメラ、ビデオカメラ、音楽プレイヤー、ワイヤレスヘッドホン、ゲーム機などが挙げられる。また、このようなコンシューマー（一般消費者向け）な機器に限らず、産業用途の機器にも適用可能である。また、本発明の電子機器は、例えば、データ通信機能、ゲーム機能、録音再生機能、辞書機能などの他の機能を有していてもよい。
【００８５】
本発明は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電池及び該電池の製造方法、該電池を適用する電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。
【００８６】
（変形例１）上記第１実施形態のリチウム電池１００とその製造方法では、同じ固体電解質（ＬＣＢＯ）を用いて第１電解質１２と電解質層２０とを構成（形成）したが、これに限定されない。活物質１１の焼結体に第１電解質１２を充填した後に、負極層３０が接する面側に、他の固体電解質を用いて例えばスパッタ法によって電解質層２０を形成してもよい。これによれば、電解質層２０を高い膜厚の精度で形成できる。
【００８７】
（変形例２）上記第１実施形態では、活物質１１の焼結体１１ｓに第１電解質１２を充填する前に第２電解質１３を形成したが、第２電解質１３の形成は必須ではない。
【００８８】
（変形例３）遷移金属の拡散層１４は、１種の遷移金属を含むことに限定されない。例えば、上記第１実施形態のリチウム電池１００の製造方法のステップＳ６において、正極層１０に接触させる粉末層１４ｃをＣｕＯの粉末とＶ2Ｏ5の粉末とにより構成すれば、還元雰囲気下で導電性のＣｕ2Ｏ−Ｖ2Ｏ5を比較的低温で形成することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１０…電極層としての正極層、１０ａ…正極層の一方の表面、１１…活物質、１２…第１電解質、１３…第２電解質、１４…電子伝導部としての拡散層、２０…電解質層、３０…負極層、４１，４２…集電体、１００…電池としてのリチウム電池、３００…電子機器としてのウェアラブル機器。
【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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【図１１】
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