(57)【要約】      （修正有）【課題】電解質部の厚さの調節を容易にする、複合体および複合体の製造方法、電池および電池の製造方法、電子機器の提供。【解決手段】活物質２ｂと、粒子状の第１電解質３と、第２電解質４と、を含み、第２電解質４の融点は、活物質２ｂおよび第１電解質３の融点よりも低い複合体１０。活物質２ｂから構成され、複数の孔を有する活物質部２を含み、第２電解質４は、活物質部２および粒子状の第１電解質３を覆うように形成される複合体１０。第１電解質３は、ランタンおよびジルコニウムを含むリチウム複合酸化物、第２電解質４は、ボロンを含むリチウム複合酸化物である複合体１０。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
活物質と、
粒子状の第１電解質と、
第２電解質と、を含み、
前記第２電解質の融点は、前記活物質および前記第１電解質の融点よりも低い、複合体。
【請求項２】
前記活物質から構成され、複数の孔を有する活物質部を含み、
前記第２電解質は、前記活物質部および粒子状の前記第１電解質を覆うように形成される、請求項１に記載の複合体。
【請求項３】
前記第１電解質は、ランタンおよびジルコニウムを含むリチウム複合酸化物である、請求項１または請求項２に記載の複合体。
【請求項４】
前記第２電解質は、ボロンを含むリチウム複合酸化物である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の複合体。
【請求項５】
前記第１電解質および前記第２電解質を含む電解質部を有し、
前記電解質部の厚さが、０．１μｍ以上、１００μｍ以下である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の複合体。
【請求項６】
前記第１電解質の平均粒子径が、０．１μｍ以上、１００μｍ以下である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の複合体。
【請求項７】
活物質を含む成形体を形成する工程と、
前記成形体を焼成し、複数の孔を有する活物質部を形成する工程と、
粒子状の第１電解質と、前記活物質および前記第１電解質よりも融点が低い第２電解質と、を混合させて混合体を形成する工程と、
前記活物質部と前記混合体とを接触させながら加熱して、前記第２電解質を溶融させて、冷却させることにより複合体を形成する工程と、を備えた複合体の製造方法。
【請求項８】
活物質を含む第１電極と、
粒子状の第１電解質と、前記活物質および前記第１電解質よりも融点が低い第２電解質とを含む電解質部と、
前記第１電極に対して、前記電解質部を介して設けられた第２電極と、を有する電池。
【請求項９】
前記活物質から構成される活物質部を含み、
前記第２電解質は、前記活物質部および粒子状の前記第１電解質を覆い、
前記第１電極および前記第２電極のうち少なくとも一方と接する集電体を有する、請求項８に記載の電池。
【請求項１０】
前記活物質部の孔内を含む表面に、前記第１電解質の被膜を有する、請求項８または請求項９に記載の電池。
【請求項１１】
活物質を含む成形体を形成する工程と、
前記成形体を焼成し、複数の孔を有する活物質部を形成する工程と、
粒子状の第１電解質と、前記活物質および前記第１電解質よりも融点が低い第２電解質と、を混合させて混合体を形成する工程と、
前記活物質部と前記混合体とを接触させながら加熱して、前記第２電解質を溶融させて、冷却させることにより複合体を形成する工程と、
前記複合体と接するよう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１２】
前記第１電解質の前駆体を含む溶液を調製する工程と、
前記前駆体を含む溶液と前記活物質部とを接触させる工程と、
前記活物質部の孔内を含む表面に、前記第１電解質を析出させて前記第１電解質の被膜を形成する工程と、を備えた請求項１１に記載の電池の製造方法。
【請求項１３】
請求項８から請求項１０のいずれか１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、複合体および複合体の製造方法、電池および電池の製造方法、電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電解質として有機系電解液に代えて、固体電解質を用いた全固体電池が知られていた。例えば、特許文献１には、正極と負極と、正極および負極の間に介在する固体電解質部と、を備えた電池が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１００２１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の電池では、固体電解質部の厚さを調節することが難しい、という課題があった。詳しくは、固体電解質を含む混合物を溶融させて固体電解質部を形成するため、固体電解質部を所望の厚さとすることが難しかった。固体電解質部が所望の厚さより厚くなると、イオンの伝導距離が長くなって電池の内部抵抗が増加する。また、固体電解質部が所望の厚さより薄くなると、正極と負極との短絡が発生しやすくなる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
【０００６】
［適用例］本適用例に係る複合体は、活物質と、粒子状の第１電解質と、第２電解質と、を含み、第２電解質の融点は、活物質および第１電解質の融点よりも低い。
【０００７】
本適用例によれば、第１電解質と第２電解質とが含まれる部分を電解質部（固体電解質部）とし、粒子状の第１電解質の粒子径によって、電解質部の厚さを容易に調節することができる。詳しくは、第２電解質の融点は、活物質および第１電解質の融点よりも低く、活物質および第１電解質が溶融しない温度で、第２電解質を溶融させて電解質部を形成すれば、第１電解質の粒子径を規定することによって、活物質に接する電解質部の厚さが調節可能となる。
【０００８】
上記適用例に記載の複合体は、活物質から構成され、複数の孔を有する活物質部を含み、第２電解質は、活物質部および粒子状の第１電解質を覆うように形成されることが好ましい。
【０００９】
これによれば、活物質が、複数の孔を有する活物質部を構成していない場合と比べて、活物質と、第１電解質または第２電解質との接触面積が大きくなる。そのため、活物質と第１電解質または第２電解質との界面インピーダンスを低減することができる。これによって、活物質と第１電解質または第２電解質との界面において、良好な電荷移動が可能となる。
【００１０】
上記適用例に記載の複合体において、第１電解質は、ランタンおよびジルコニウムを含むリチウム複合酸化物であることが好ましい。
【００１１】
これによれば、第１電解質が含まれる層において、リチウムイオン伝導性を向上させることができる。これにより、複合体を用いた電池において、電池容量を増やすことができる。
【００１２】
上記適用例に記載の複合体において、第２電解質は、ボロンを含むリチウム複合酸化物であることが好ましい。
【００１３】
これによれば、リチウムのデンドライトの発生が抑えられるため、電池内部における短絡の発生を抑制することができる。
【００１４】
上記適用例に記載の複合体は、第１電解質および第２電解質を含む電解質部を有し、電解質部の厚さが、０．１μｍ以上、１００μｍ以下であることが好ましい。
【００１５】
これによれば、複合体を用いた電池において、電解質部の抵抗を低減し、かつ電極間の短絡の発生を抑制することができる。
【００１６】
上記適用例に記載の複合体において、第１電解質の平均粒子径が、０．１μｍ以上、１００μｍ以下であることが好ましい。
【００１７】
これによれば、粒子状の第１電解質にて電解質部の厚さを調節し、複合体を用いた電池において、内部抵抗を低減し、かつ短絡の発生を抑制することができる。
【００１８】
［適用例］本適用例に係る複合体の製造方法は、活物質を含む成形体を形成する工程と、成形体を焼成し、複数の孔を有する活物質部を形成する工程と、粒子状の第１電解質と、活物質および第１電解質よりも融点が低い第２電解質と、を混合させて混合体を形成する工程と、活物質部と混合体とを接触させながら加熱して、第２電解質を溶融させて、冷却させることにより複合体を形成する工程と、を備える。
【００１９】
本適用例によれば、第２電解質を溶融させることにより、活物質部の孔内にまで第２電解質の融液が到達し、これを冷却することにより、活物質部、第１電解質、第２電解質を複合化した複合体を形成することができる。また、第１電解質を溶融させずに、粒子状のまま複合体を製造することが可能となる。そのため、第１電解質は活物質部の孔内には充填されずに、活物質部と接するように、第１電解質と第２電解質とが含まれる層（電解質部）が形成される。このとき、電解質部の厚さを、第１電解質の粒子径で容易に調節することができる。さらに、活物質部の孔内への第２電解質の充填と、電解質部の形成を同時に行うことが可能となり、複合体の製造工程を簡略化することができる。
【００２０】
［適用例］本適用例に係る電池は、活物質を含む第１電極と、粒子状の第１電解質と、活物質および第１電解質よりも融点が低い第２電解質とを含む電解質部と、第１電極に対して、電解質部を介して設けられた第２電極と、を有する。
【００２１】
本適用例によれば、第１電極と第２電極との間に電解質部が設けられ、第１電解質の粒子径によって、電解質部の厚さが調節される。そのため、電解質部における抵抗を低減し、かつ第１電極と第２電極との短絡の発生を抑制することができる。
【００２２】
上記適用例に記載の電池は、活物質から構成される活物質部を含み、第２電解質は、活物質部および粒子状の第１電解質を覆い、第１電極および第２電極のうち少なくとも一方と接する集電体を有することが好ましい。
【００２３】
これによれば、活物質が活物質部を構成していない場合と比べて、活物質と集電体との接触面積よりも、活物質と、第１電解質または第２電解質との接触面積を大きくしやすい。そのため、集電体と、活物質（活物質部）と、第１電解質または第２電解質とを接続する電子の移動経路において、活物質と第１電解質または第２電解質との界面における電荷移動のボトルネックを解消しやすくなる。これにより、良好な電荷移動が可能な電池とすることができる。
【００２４】
上記適用例に記載の電池は、活物質部の孔内を含む表面に、第１電解質の被膜を有することが好ましい。
【００２５】
これによれば、複合体におけるリチウムイオン伝導性を、さらに向上させることができる。
【００２６】
［適用例］本適用例に係る電池の製造方法は、活物質を含む成形体を形成する工程と、成形体を焼成し、複数の孔を有する活物質部を形成する工程と、粒子状の１電解質と、活物質および第１電解質よりも融点が低い第２電解質と、を混合させて混合体を形成する工程と、活物質部と混合体とを接触させながら加熱して、第２電解質を溶融させて、冷却させることにより複合体を形成する工程と、複合体と接するように集電体を形成する工程と、を備える。
【００２７】
本適用例によれば、電解質部の厚さを容易に調節することが可能となり、複合体を含む電池の製造を精度よく行うことができる。
【００２８】
上記適用例に記載の電池の製造方法は、第１電解質の前駆体を含む溶液を調製する工程と、前駆体を含む溶液と活物質部とを接触させる工程と、活物質部の孔内を含む表面に、第１電解質を析出させて第１電解質の被膜を形成する工程と、を備えることが好ましい。
【００２９】
これによれば、活物質部（活物質）の孔内を含む表面に、第１電解質の被膜を設けて、該被膜を介して第２電解質を設けることができる。そのため、リチウムイオン伝導性がさらに向上する電池を製造することができる。
【００３０】
［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る。
【００３１】
本適用例によれば、抵抗が低減され、かつ短絡の発生が抑えられて小型化された電池を、電力供給源として備えた電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施形態１に係る電池としてのリチウム電池の構成を示す概略斜視図。
【図２】リチウム電池の構成を示す概略断面図。
【図３】リチウム電池の製造方法を示す工程フロー図。
【図４Ａ】複合体の製造方法を示す模式図。
【図４Ｂ】複合体の製造方法を示す模式図。
【図４Ｃ】複合体の製造方法を示す模式図。
【図４Ｄ】複合体の製造方法を示す模式図。
【図４Ｅ】複合体の製造方法を示す模式図。
【図４Ｆ】リチウム電池の製造方法を示す概略断面図。
【図５】実施例および比較例に係る、複合体の構成および評価結果を示す図表。
【図６】実施形態２に係る電池としてのリチウム電池の構成を示す概略断面図。
【図７】リチウム電池の製造方法を示す工程フロー図。
【図８Ａ】複合体の製造方法を示す模式図。
【図８Ｂ】複合体の製造方法を示す模式図。
【図９】実施例および比較例に係る、複合体の構成および評価結果を示す図表。
【図１０】実施形態３に係るウェアラブル機器の構成を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。
【００３４】
（実施形態１）
＜電池＞
まず、本実施形態に係る電池について、図１を参照して説明する。本実施形態では、電池としてリチウム電池を例に挙げて説明する。図１は、実施形態１に係る電池としてのリチウム電池の構成を示す概略斜視図である。
【００３５】
図１に示すように、本実施形態のリチウム電池１００は、活物質２ｂを含む第１電極としての正極９と、第１電解質３と活物質２ｂおよび第１電解質３よりも融点が低い第２電解質４とを含む電解質部２０と、正極９に対して、電解質部２０を介して設けられた第２電極としての負極３０と、を有している。電解質部２０が正極９と負極３０との間に介在するため、正極９と負極３０とが電気的に接続されにくくなり、短絡の発生を抑えることができる。ここで、電解質部２０と正極９とを合わせた構造が複合体１０である。
【００３６】
複合体１０の一面１０ａには、第１集電体４１が接して設けられている。すなわち、リチウム電池１００は、順に、第１集電体４１、正極９、電解質部２０、負極３０が積層された積層体である。正極９において、電解質部２０と接する面を、一面９ａとする。電解質部２０において、正極９の一面９ａと接する面と対向し、負極３０と接する面を、一面２０ａとする。なお、電解質部２０に対して、負極３０を介して第２集電体（図示せず）を適宜設けてもよく、リチウム電池１００は、正極９および負極３０のうち少なくとも一方と接する集電体を有していればよい。
【００３７】
第１集電体４１および第２集電体は、複合体１０および電解質部２０と電気化学反応を生じず、かつ電子伝導性を有している形成材料であれば、いずれも好適に用いることができる。第１集電体４１および第２集電体の形成材料としては、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）、およびパラジウム（Ｐｄ）からなる群から選ばれる１種の金属（金属単体）や、上記の群から選ばれる少なくとも１種の金属元素を含む合金、ＩＴＯ（Tin-doped Indium Oxide）、ＡＴＯ（Antimony-doped Tin Oxide）、およびＦＴＯ（Fluorine-doped Tin Oxide）などの導電性金属酸化物、ＴｉＮ（窒化チタン）、ＺｒＮ（窒化ジルコニウム）、ＴａＮ（窒化タンタル）などの金属窒化物などが挙げられる。
【００３８】
第１集電体４１および第２集電体の形態は、電子伝導性を有する上記形成材料の薄膜の他、金属箔、板状、導電体微粉末を粘結剤とともに混練したペーストなど、目的に応じて適当なものが選択可能である。第１集電体４１および第２集電体の形成は、複合体１０や負極３０などを形成した後であっても、あるいはそれらを形成する前であってもよい。
【００３９】
負極３０が含む負極活物質（形成材料）としては、例えば、五酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）、五酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化錫（ＳｎＯ2）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、錫（Ｓｎ）が添加された酸化インジウム（ＩＴＯ）、Ａｌが添加された酸化亜鉛（ＡＺＯ）、ガリウム（Ｇａ）が添加された酸化亜鉛（ＧＺＯ）、アンチモン（Ｓｂ）が添加された酸化錫（ＡＴＯ）、フッ素（Ｆ）が添加された酸化錫（ＦＴＯ）、ＴｉＯ2のアナターゼ相、Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12、Ｌｉ2Ｔｉ3Ｏ7などのリチウム複合酸化物、Ｌｉ（リチウム）、Ｓｉ（シリコン）、Ｓｎ、シリコン−マンガン合金（Ｓｉ−Ｍｎ）、シリコン−コバルト合金（Ｓｉ−Ｃｏ）、シリコン−ニッケル合金（Ｓｉ−Ｎｉ）、Ｉｎ、Ａｕなどの金属および合金、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が挙げられる。
【００４０】
負極３０の厚さは、およそ５０ｎｍから１００μｍ程度が好ましいが、所望の電池容量や材料特性に応じて任意に設計することが可能である。
【００４１】
リチウム電池１００は、例えば、円盤状であって、外形の大きさは直径約１０ｍｍ、厚さは約２００μｍである。小型、薄型であることに加え、充放電可能であって大きな出力エネルギーが得られることから、携帯情報端末などの電力供給源（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、例えば多角形の盤状であってもよい。このような薄型のリチウム電池１００は、単体で用いてもよいし、複数のリチウム電池１００を積層させて用いてもよい。積層させる場合には、リチウム電池１００において、一対の集電体としての第１集電体４１、第２集電体は必ずしも必須な構成ではなく、一方の集電体を備える構成であってもよい。
【００４２】
＜複合体＞
次に、リチウム電池１００に含まれる複合体１０および付随する構成について、図２を参照して説明する。図２は、リチウム電池の構成を示す概略断面図である。
【００４３】
複合体１０は、活物質２ｂと、粒子状の第１電解質３と、第２電解質４と、を含んでいる。第２電解質４の融点は、活物質２ｂおよび第１電解質３の融点よりも低い。また、複合体１０は、活物質２ｂから構成され、複数の孔を有する活物質部２を含んでいる。第２電解質４は、活物質部２および粒子状の第１電解質３を覆うように形成されている。活物質部２は複数の孔を有し、活物質部２の孔内も含めた表面には第２電解質４が接して設けられている。
【００４４】
活物質部２を含む正極９の一面９ａ側には、上述したように、電解質部２０が設けられている。電解質部２０では、第２電解質４が、粒子状の第１電解質３の表面の少なくとも一部を覆って設けられている。電解質部２０の一面２０ａには、第２電解質４が露出しており、第１電解質３は露出していない。したがって、一面２０ａに接して設けられた負極３０と、電解質部２０に含まれる第１電解質３との間には、第２電解質４が介在している。
【００４５】
複合体１０の一面１０ａは、上述したように、第１集電体４１と接している。一面１０ａには、活物質部２が露出しているため、活物質部２と、第１集電体４１とは接して設けられ、双方は電気的に接続されている。
【００４６】
［電解質部］
電解質部２０の厚さは、第１電解質３の平均粒子径によって規定されている。詳しくは、電解質部２０は、粒子状の第１電解質３を含んでいる。そのため、第１電解質３の粒子は、正極９と負極３０とに挟まれて設けられた電解質部２０において、スペーサーとして機能し、電解質部２０の厚さを規定している。すなわち、第１電解質３の平均粒子径を調節することによって、電解質部２０の厚さを容易に調節することができる。
【００４７】
電解質部２０の厚さは、０．１μｍ以上、１００μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは、０．２μｍ以上、１０μｍ以下である。電解質部２０の厚さを上記範囲とすることによって、電解質部２０の抵抗を低減し、かつ正極９と負極３０との間での、短絡の発生を抑制することができる。なお、図２は、粒子状の第１電解質３を模式的に示したものであり、実際の粒径や大きさは必ずしも同じではない。
【００４８】
第１電解質３の平均粒子径は、０．１μｍ以上、１００μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは、０．２μｍ以上、１０μｍ以下である。第１電解質３の平均粒子径を上記範囲とすることによって、電解質部２０の厚さを上述の範囲に調節することができる。ここで、第１電解質３の平均粒子径（メジアン径）は、例えば、第１電解質３をｎ−オクチルアルコールに０．１質量％以上、１０質量％以下の範囲の濃度となるように分散させ、光散乱式粒度分布測定装置ナノトラックＵＰＡ−ＥＸ２５０（日機装社）を用いて、メジアン径を求めることにより測定可能である。
【００４９】
第１電解質３および第２電解質４の形成材料としては、固体電解質を用いることができる。固体電解質としては、例えば、酸化物、硫化物、ハロゲン化物、窒化物、水素化物、ホウ化物などを含む結晶質または非晶質が挙げられる。
【００５０】
第１電解質３は、融点が第２電解質４の融点より高ければ特に限定されないが、形成材料（固体電解質）としては、例えば、Ｌｉ0.34Ｌａ0.51ＴｉＯ2.94、Ｌｉ0.175Ｌａ0.275ＮｂＯ3、Ｌｉ7Ｌａ3Ｚｒ2Ｏ12、Ｌｉ6.75Ｌａ3Ｚｒ1.75Ｎｂ0.25Ｏ12、Ｌｉ1.3Ｔｉ1.7Ａｌ0.3（ＰＯ4）3、Ｌｉ1.07Ａｌ0.69Ｔｉ1.46（ＰＯ4）3、Ｌｉ1.5Ａｌ0.5Ｇｅ1.5（ＰＯ4）3、Ｌｉ2.9ＰＯ3.3Ｎ0.46、Ｌｉ3.6Ｓｉ0.6Ｐ0.4Ｏ4などが挙げられる。これらは、いずれも融点が９００℃を超える固体電解質である。また、第１電解質３の形成材料として採用可能な、その他の固体電解質として、下記式（１）、（２）のリチウム複合金属化合物が挙げられる。
【００５１】
Ｌｉ7-3x+yＧａx（Ｌａ3-yＣａy）Ｚｒ2Ｏ12  ・・・（１）
但し、０．１≦ｘ≦１、０．０１≦ｙ≦０．５を満たす。
Ｌｉ7-zＬａ3（Ｚｒ2-zＡα）Ｏ12  ・・・（２）
但し、０．１≦ｚ≦１を満たし、ＡはＴａ（タンタル）、Ｎｂ（ニオブ）、およびＳｂ（アンチモン）のうち少なくとも１種を表し、０≦α＜２を満たす。
【００５２】
以上に挙げた固体電解質（リチウム複合金属化合物）の中でも、第１電解質３の形成材料としては、ランタンおよびジルコニウムを含むリチウム複合酸化物を用いることが好ましい。これによれば、第１電解質３が含まれる電解質部２０において、リチウムイオン伝導性を向上させることができる。
【００５３】
第２電解質４は、融点が活物質２ｂおよび第１電解質３の融点より低ければ特に限定されないが、形成材料（固体電解質）としては、例えば、ＬｉＢＨ4（２６８℃）、ＬｉＦ（８４８℃）、ＬｉＣｌ（６０５℃）、ＬｉＢｒ（５５２℃）、ＬｉＩ（４６９℃）、Ｌｉ3ＢＯ3（８１７℃）、Ｌｉ2+xＣ1-xＢxＯ3（０．０１＜ｘ＜０．５）（６８０℃〜７５０℃）などの酸化物、ハロゲン化物、水素化物、ホウ化物あるいは、それらの部分置換体の結晶質、非結晶質、および部分結晶化ガラスなどが挙げられる。上述した化合物名に付記した括弧内の温度は、化合物の融点である。
【００５４】
また、上記の化合物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、カルコゲナイト、ハロゲンなどで置換された固溶体も、第２電解質４の形成材料（固体電解質）として用いてもよい。上述した固体電解質は、１種単独または２種以上を混合して用いることができる。
【００５５】
以上に挙げた固体電解質の中でも、第２電解質４の形成材料としては、ボロンを含むリチウム複合酸化物を用いることが好ましい。これによれば、リチウムのデンドライトの発生が抑えられるため、電池内部における短絡の発生を抑制することができる。また、ＳｉＯ系の固体電解質と比べて水分の影響を受けにくくして、長期安定性を向上させることができる。
【００５６】
第１電解質３および第２電解質４に用いる固体電解質のイオン伝導性の指標として、イオン伝導率を採用することができる。第１電解質３および第２電解質４のイオン伝導率とは、それらの固体電解質自身の伝導率としてのバルク伝導率と、固体電解質が結晶質である場合に、結晶の粒子間の伝導率としての粒界伝導率と、それらの総和である総イオン伝導率をいう。また、固体電解質における粒界抵抗の指標は粒界伝導率であり、粒界伝導率が増加すれば、粒界抵抗は低減される。
【００５７】
固体電解質の総イオン伝導率は、５．０×１０-5Ｓ／ｃｍ以上であることが好ましい。固体電解質がこのような総イオン伝導率を有することにより、活物質部２の表面から離れた位置の第２電解質４に含まれるイオンが、活物質部２の表面に到達することが容易になる。これにより、上記イオンも活物質部２における電池反応に寄与することが可能となり、リチウム電池１００をより高容量化することができる。
【００５８】
固体電解質の総イオン伝導率は、固体電解質の粉末から作製した錠剤を用いて測定することができる。具体的には、固体電解質の粉末を６２４ＭＰａで錠剤型に成形し、大気雰囲気下７００℃にて８時間焼結する。次いで、スパッタリングによって直径０．５ｃｍ、厚さ１００ｎｍの白金電極を形成して測定用の錠剤とする。この錠剤を用いた交流インピーダンス法によって総イオン伝導率を求めることが可能である。測定装置としては、例えば、インピーダンスアナライザー（ソーラトロン社、型番ＳＩ１２６０）を用いることができる。
【００５９】
なお、電解質部２０の一面２０ａ（負極３０と接する面）に、必要に応じて各種成形法、加工法を組み合わせて、トレンチ、グレーチング、ピラーなどの凹凸構造を設けてもよい。
【００６０】
［活物質部］
活物質部２は、粒子状の活物質２ｂの集合体であり、上述したように複数の孔を有している。複数の孔は、活物質部２の内部で互いに網目状に連通している。そのため、活物質２ｂ同士の接触が確保されている。活物質部２の複数の孔を埋めるように、さらに活物質部２全体を包含するように、第２電解質４が設けられている。すなわち、活物質部２と第２電解質４とが複合化されて、正極９が形成されている。そのため、活物質部２が複数の孔を有していない場合や、孔内まで第２電解質４が設けられていない場合と比べて、活物質２ｂと、第２電解質４との接触面積が大きくなる。これにより、界面抵抗が低減され、活物質部２と第２電解質４との界面において良好な電荷移動が可能となる。
【００６１】
本実施形態のリチウム電池１００のように、第１集電体４１を正極側に使用する場合に、活物質２ｂの形成材料（正極活物質）としては、通常知られているリチウム複合金属化合物を用いることができる。なお、図２は活物質２ｂを模式的に示したものであり、実際の粒径や大きさは必ずしも同じではない。
【００６２】
正極活物質に用いるリチウム複合金属化合物とは、リチウムを含み、かつ全体として２種以上の金属元素を含む酸化物などの化合物であって、オキソ酸イオンの存在が認められないものを指している。
【００６３】
リチウム複合金属化合物としては、第２電解質４の融点より高い融点を有し、例えば、Ｌｉを含み、Ｖ（バナジウム）、Ｃｒ（クロム）、Ｍｎ（マンガン）、Ｆｅ（鉄）、Ｃｏ（コバルト）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｕ（銅）から選ばれる少なくとも１種の元素を含む複合金属化合物が挙げられる。このような複合金属化合物としては、特に限定されないが、具体的には、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、Ｌｉ2Ｍｎ2Ｏ3、ＬｉＣｒ0.5Ｍｎ0.5Ｏ2、ＬｉＦｅＰＯ4、Ｌｉ2ＦｅＰ2Ｏ7、ＬｉＭｎＰＯ4、ＬｉＦｅＢＯ3、Ｌｉ3Ｖ2（ＰＯ4）3、Ｌｉ2ＣｕＯ2、ＬｉＦｅＦ3、Ｌｉ2ＦｅＳｉＯ4、Ｌｉ2ＭｎＳｉＯ4、ＮＭＣ（Ｌｉa（ＮｉxＭｎyＣｏ1-x-y）Ｏ2）、ＮＣＡ（Ｌｉ（ＮｉxＣｏyＡｌ1-x-y）Ｏ2）などが挙げられる。また、本実施形態においては、これらのリチウム複合金属化合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、ハロゲンなどで置換された固溶体もリチウム複合金属化合物に含むものとし、これらの固溶体も正極活物質として用いることができる。
【００６４】
活物質部２の形成材料に、活物質２ｂとしてリチウム複合金属化合物を用いることにより、活物質２ｂの粒子間で電子の受け渡しが行われ、活物質２ｂと第２電解質４との間でリチウムイオンの受け渡しが行われる。これによって、活物質部２（複合体１０）としての機能を良好に発揮することができる。
【００６５】
活物質部２は、嵩密度が４０％以上、９０％以下であることが好ましく、４０％以上、７０％以下であることがより好ましい。活物質部２がこのような嵩密度を有することによって、活物質部２の孔内の表面積を広げ、活物質部２と、第２電解質４との接触面積を大きくしやすくなる。これにより、複合体１０を用いたリチウム電池１００において、従来よりも高容量化が容易となる。
【００６６】
上記の嵩密度をβ（％）、活物質部２の孔も含めた見かけの体積をｖ、活物質部２の質量をｗ、活物質２ｂの粒子の密度をρとすると、下記数式（３）が成り立つ。これにより嵩密度を求めることができる。
β＝｛ｗ／（ｖ・ρ）｝×１００  ・・・（３）
【００６７】
活物質部２の嵩密度を上記の範囲とするためには、活物質２ｂの平均粒子径（メジアン径）を、０．３μｍ以上、１０μｍ以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．５μｍ以上、５μｍ以下である。活物質２ｂの平均粒子径は、例えば、上述した第１電解質３の平均粒子径と同様な方法にて、測定することが可能である。
【００６８】
活物質部２の嵩密度は、活物質部２を形成する工程において、増孔材を用いることによっても制御が可能である。
【００６９】
活物質部２の抵抗率は、７００Ωｃｍ以下であることが好ましい。活物質部２がこのような抵抗率を有することにより、複合体１０を用いたリチウム電池１００において、充分な出力を得ることができる。抵抗率は、活物質部２の表面に、電極としての銅箔を付着させ、直流分極測定を行うことにより求めることが可能である。
【００７０】
活物質部２では、活物質２ｂ同士をつなぎ合わせるバインダー（結着剤）が含まれる量は、可能な限り低減することが好ましい。バインダーは活物質部２（複合体１０）の中に残存すると、電気特性に悪影響をおよぼす場合があるため、後工程の加熱を入念に実施して除去する必要がある。具体的には、本実施形態においては、複合体１０を４００℃で３０分加熱した場合の質量減少率を、５質量％以下としている。上記質量減少率は３質量％以下がより好ましく、さらに好ましくは１質量％以下であり、質量減少が観測されない、または測定誤差範囲内であることがより好ましい。複合体１０がこのような質量減少率を有すると、所定の加熱条件において、蒸発する溶媒や吸着水、燃焼または酸化されて気化する有機物などの量が低減される。これによって、リチウム電池１００の電気特性（充放電特性）をより向上させることができる。
【００７１】
複合体１０の質量減少率は、示差熱−熱重量同時測定装置（ＴＧ−ＤＴＡ）を用い、所定の加熱条件における加熱前後の複合体１０の質量値から求めることができる。
【００７２】
複合体１０では、活物質部２が有する複数の孔が内部で網目状に連通しているため、活物質部２の固体部分も網目構造を形成している。例えば、正極活物質であるＬｉＣｏＯ2は、結晶の電子伝導性に異方性があることが知られている。そのため、上記の孔が機械加工で形成されたような、特定の方向に孔が延在しているような構成では、結晶における電子伝導性の方向によっては、電子伝導性が低下することがある。これに対して、本実施形態では、活物質部２が網目構造であるため、結晶の電子伝導性またはイオン伝導性の異方性によらず、電気化学的に活性な連続表面を形成することができる。そのため、用いる形成材料の種類によらず、良好な電子伝導を担保することができる。
【００７３】
第１集電体４１は、上述したように、複合体１０の一面１０ａの表面に露出する活物質部２と接触している。第２電解質４は、活物質部２の孔内まで設けられて、第１集電体４１と接する箇所以外の、活物質部２の表面と接している。このような構成の複合体１０では、第１集電体４１と活物質部２との接触面積より、活物質部２と第２電解質４との接触面積が大きくなる。これによって、活物質部２と第２電解質４との界面が、電荷移動のボトルネックとなりにくく、そのため、複合体１０として良好な電荷移動を確保しやすく、リチウム電池１００において、高容量化や高出力化が可能になる。
【００７４】
＜電池の製造方法＞
本実施形態に係るリチウム電池１００の製造方法について、図３、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、図４Ｄ、図４Ｅ、図４Ｆ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工程フロー図である。図４Ａから図４Ｅは、複合体の製造方法を示す模式図である。図４Ｆは、リチウム電池の製造方法を示す模式図である。リチウム電池１００の製造方法は、リチウム電池１００に含まれる複合体１０の製造方法と、複合体１０を用いてリチウム電池１００を製造する後工程としての製造方法と、を備えている。図３に示したリチウム電池１００の製造工程において、複合体１０の製造方法は、工程Ｓ１から工程Ｓ４に該当し、上記後工程としての製造方法は、工程Ｓ５および工程Ｓ６に該当する。なお、図３に示した工程フローは一例であって、これに限定されるものではない。
【００７５】
本実施形態に係る複合体１０の製造方法は、活物質２ｂを含む成形体を形成する工程Ｓ１と、成形体を焼成し、複数の孔を有する活物質部２を形成する工程Ｓ２と、粒子状の第１電解質３と、活物質２ｂおよび第１電解質３よりも融点が低い第２電解質４と、を混合させて混合体５を形成する工程Ｓ３と、活物質部２と混合体５とを接触させながら加熱して、第２電解質４を溶融させて冷却させることにより複合体１０を形成する工程Ｓ４と、を備えている。また、本実施形態に係るリチウム電池１００の製造方法は、上記複合体１０の製造方法に加えて、複合体１０と接するように第１集電体４１を形成する工程Ｓ６を備えている。
【００７６】
［成形物の形成］
工程Ｓ１では、活物質２ｂを含む成形体を形成する。本実施形態では、活物質２ｂの形成材料として、上述したリチウム複合金属化合物のＬｉＣｏＯ2を用いる。まず、ＬｉＣｏＯ2（シグマアルドリッチ社）の粒子に、湿式遠心分離機ＬＣ−１０００型（Krettek社）を用いてｎ−ブタノール中で分級操作を行い、平均粒子径が約７μｍの活物質２ｂを得る。活物質２ｂについて、熱重量・熱量同時測定装置ＳＴＡ８０００（パーキンエルマー社）を用いて融点を測定した結果、およそ１１３０℃であった。
【００７７】
次に、成形型Ａを使用して、活物質２ｂを圧縮成型する。具体的には、図４Ａに示すように、活物質２ｂを、６２４ＭＰａの圧力にて成形型Ａ（内径１０ｍｍの排気ポート付きダイス）を用いて２分間加圧する。これにより、ＬｉＣｏＯ2（活物質２ｂ）から、円盤状の成形体（直径１０ｍｍ、実効径８ｍｍ、厚さ１５０μｍ）が得られる。
【００７８】
［活物質部の形成］
工程Ｓ２では、成形体に焼成を施して活物質部２を形成する。図４Ｂに示すように、活物質２ｂの成形体を基板Ｂに載置し、９００℃にて８時間かけて熱処理を施して、活物質部２を得る。この熱処理によって活物質２ｂの粒子同士が焼結され、成形体の形状が保持されやすくなる。また、活物質２ｂ同士が接触して結合し、電子の移動経路が形成される。
【００７９】
熱処理の温度は、例えば８５０℃以上であって、活物質２ｂの融点未満の温度が好ましい。これにより、活物質２ｂ同士を焼結させて、一体化した活物質部２が得られる。熱処理の温度を８５０℃以上とすることによって、焼結が十分に進行するとともに、活物質２ｂの結晶内の電子伝導性が確保される。熱処理の温度を活物質２ｂの融点未満とすることによって、活物質２ｂの結晶内のリチウムイオンが過剰に揮発することを抑え、リチウムのイオン伝導性が維持される。これにより、複合体１０の電気的な容量を確保することが可能となる。熱処理の温度は、より好ましくは８７５℃以上、１０００℃以下である。これによって、複合体１０を用いるリチウム電池１００において、適切な出力および容量を付与することができる。
【００８０】
熱処理の時間は、例えば５分以上、３６時間以下とすることが好ましい。より好ましくは、４時間以上、１４時間以下である。以上の処理によって、複数の孔を有する活物質部２が得られる。基板Ｂの形成材料は、特に限定されないが、活物質２ｂや第２電解質４と反応しにくい材料を用いることが好ましい。
【００８１】
［混合体の形成］
工程Ｓ３では、第１電解質３および第２電解質４を含む混合体５を形成する。本実施形態では、第１電解質３としてＬｉ6.75Ｌａ3（Ｚｒ1.75，Ｎｂ0.25）Ｏ12（以下、「ＬＬＺＮｂ」ともいう。）を用い、第２電解質４として、Ｌｉ2.2Ｃ0.8Ｂ0.2Ｏ3（以下、「ＬＣＢＯ」ともいう。）を用いる。
【００８２】
まず、ＬＬＺＮｂの粒子（紛体）を作製する。具体的には、例えば、１．０ｍｏｌ／ｋｇ濃度の酢酸リチウムのトルエン／プロピオン酸溶液１０．１２５ｇ、０．４ｍｏｌ／ｋｇ濃度の２−エチルヘキサン酸ランタンのトルエン／２−ブトキシエタノール溶液５．２５０ｇ、０．４ｍｏｌ／ｋｇ濃度のジルコニウムアクリレートのプロピオン酸溶液３．７１９ｇ、および１．０ｍｏｌ／ｋｇ濃度のニオブペンタエトキシドの２−ブトキシエタノール溶液０．２５０ｇを秤量し、９０℃のホットプレートにて３０分間加熱混合を行う。その後、室温まで徐冷して、ＬＬＺＮｂ前駆体溶液を調製する。
【００８３】
ここで、ＬＬＺＮｂのような固体電解質を含む前駆体溶液としては、以下の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の少なくとも１種を用いることができる。この中で（ｂ）はゾル・ゲル法を用いて固体電解質を形成する場合の前駆体である。本実施形態の第１電解質３（ＬＬＺＮｂ）の作製は、下記（ｄ）の組成物を用いる。
（ａ）固体電解質が有する金属原子を、固体電解質の組成式に従った割合で含み、酸化により固体電解質となる塩を有する組成物。
（ｂ）固体電解質が有する金属原子を、固体電解質の組成式に従った割合で含む金属アルコキシド化合物を有する組成物。
（ｃ）固体電解質の微粒子、または固体電解質が有する金属原子を、固体電解質の組成式に従った割合で含む微粒子ゾルを溶剤に分散させた分散液。
（ｄ）固体電解質が有する金属原子を、固体電解質の組成式に従った割合で含み、酸化により固体電解質となる塩と金属アルコキシド化合物を有する組成物。
【００８４】
ＬＬＺＮｂ前駆体溶液を、空気中で１８０℃にて３０分間加熱して、溶媒を除去する。次いで、湿度１００ｐｐｍ以下の乾燥空気中で５４０℃にて６０分間加熱して仮焼成を施した後、湿度１００ｐｐｍ以下の乾燥空気中で９００℃にて８時間かけて加熱して焼成を施し、ＬＬＺＮｂの固形物を作製する。次いで、この固形物を乾式ミルなどを用いて粉砕する。その後、第１電解質３（ＬＬＺＮｂ）の平均粒子径を、所望の値とするために分級操作を行って、ＬＬＺＮｂ粒子を得る。上記操作で作製したＬＬＺＮｂ粒子について、活物質２ｂと同様な方法で融点を測定した結果、およそ１１９０℃であった。
【００８５】
次に、ＬＣＢＯの粒子（紛体）を作製する。具体的には、例えば、Ｌｉ2ＣＯ3およびＬｉ3ＢＯ3を質量混合比、４：１で混合し、成形型Ａ（内径１０ｍｍ）を使用し、３０ＭＰａの圧力にて２分間加圧して錠剤型とする。その後、高温炉に入れ、６５０℃にて４時間焼成して、ＬＣＢＯの固形物を作製する。この固形物を乾式ミルなどを用いて粉砕し、粉末状としてＬＣＢＯ粒子（第２電解質粒子４ｂ）を得る。このとき、第２電解質粒子４ｂの平均粒子径は、次操作において第１電解質３の粒子と混合しやすくするため、例えば、第１電解質３の平均粒子径と同程度とすることが好ましい。上記条件で作製したＬＣＢＯ粒子について、活物質２ｂと同様な方法で融点を測定した結果、およそ７１０℃であった。なお、粒子状の第１電解質３および第２電解質粒子４ｂの製造方法は、上述した方法に限定されず、公知の方法を採用することができる。
【００８６】
次に、粒子状の第１電解質３と第２電解質粒子４ｂとを混合、撹拌し、第１電解質３および第２電解質粒子４ｂの混合物を形成した。このとき、第１電解質３と第２電解質４（第２電解質粒子４ｂ）とは、質量比がおよそ１対２となるように調合した。なお、第１電解質３と第２電解質４との混合比（質量比）は上記数値に限定されず、求める電解質部２０の厚さ、電気特性、活物質部２への充填性などに応じて、任意に設定することが可能である。さらには、活物質部２に対する第１電解質３の質量比を変えることによっても、電解質部２０の厚さを調節することができる。例えば、活物質部２に対する第１電解質３の質量比を大きくすることで、電解質部２０の厚さを大きくすることができる。
【００８７】
次に、混合物（紛体）を圧縮成形して混合体５（成形ペレット）を形成する。図４Ｃに示すように、成形型Ａ（内径１０ｍｍ）を使用して、混合物を３０ＭＰａの圧力にて２分間加圧する。これにより、粒子状の第１電解質３および第２電解質４の粒子（第２電解質粒子４ｂ）を含む混合体５が得られる。
【００８８】
［複合体の形成］
工程Ｓ４では、活物質部２と混合体５とを接触させながら加熱して、混合体５中の第２電解質粒子４ｂを溶融させて、冷却することにより複合体１０を形成する。まず、図４Ｄに示すように、基板Ｂ上に載置した活物質部２の上面（天井面）に、混合体５を載せる。この状態で、混合体５単独、または混合体５、活物質部２、基板Ｂを含む系全体を加熱する。
【００８９】
このときの加熱温度は、第２電解質４の融点以上、第１電解質３および活物質２ｂの融点未満とする。このような温度にて加熱することにより、混合体５中の第２電解質粒子４ｂのみが溶融する。そのため、第２電解質４の融液を、活物質部２の孔内を含む表面、および第１電解質３の表面に濡れ広がらせることができる。
【００９０】
本実施形態では、加熱温度を７２０℃とした。加熱時間は、例えば１分以上、２時間以下とすることが好ましい。加熱雰囲気は、二酸化炭素濃度が１体積％以上である、乾燥空気とすることが好ましい。このような雰囲気下で加熱することにより、第１電解質３や第２電解質４の分解を抑制することができる。なお、混合体５に代えて、粒子状の第１電解質３および第２電解質粒子４ｂの混合物（紛体）を、活物質部２に載置して、上記操作を行ってもよい。また、混合体５の加熱手段として、レーザーアニールを用いてもよい。
【００９１】
上記加熱によって、第２電解質粒子４ｂは溶融して第２電解質４の融液となる。融液は、活物質部２の上面から、活物質部２の孔内に浸透しながら、活物質部２全体を包含して基板Ｂ方向へ降下する。一方、第１電解質３は、粒子のまま溶融しないため、活物質部２の上面に保持され、活物質部２の孔内へ入り込みにくい。そのため、第２電解質４の融液が活物質部２の複数の孔内へ到達しても、第１電解質３の粒子は活物質部２の上面に保持される。
【００９２】
上記の状態で冷却（放冷）することにより、図４Ｅに示すように、第２電解質４の融液が固化して、活物質部２と第２電解質４が複合化した正極９が形成される。第２電解質４は、活物質部２の複数の孔内を含む表面に設けられる。これと共に、第１電解質３および第１電解質３を包含する第２電解質４の融液により、活物質部２の上面に電解質部２０が形成される。このとき、上述したように、第１電解質３の粒子がスペーサーとして機能して、電解質部２０の厚さが規定される。以上の工程を経て、正極９および電解質部２０を含む複合体１０が製造される。
【００９３】
［負極の形成］
工程Ｓ５では、電解質部２０の一面２０ａ側に負極３０を形成する。負極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他、適切な金属化合物とガス雰囲気を用いたＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）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（Pulsed Laser Deposition）法、真空蒸着法、めっき、溶射など、を用いることができる。また、負極３０の形成材料としては、上述した負極活物質が採用可能であり、本実施形態ではリチウム（Ｌｉ金属）を用いる。
【００９４】
［集電体の形成］
工程Ｓ６では、複合体１０の一面１０ａに、複合体１０と接するように、第１集電体４１を形成する。まず、図４Ｆに示すように、複合体１０において、電解質部２０が形成された面と対向する面を研磨する。このとき、研磨によって、活物質部２を確実に露出させて一面１０ａを形成する。これによって、活物質２ｂが第１集電体４１と電気的に接続される。なお、上述した工程において、上記対向する面に活物質部２が十分に露出している場合は、研磨を省略して、上記対向する面を一面１０ａとしてもよい。
【００９５】
研磨の方法は特に限定されない。例えば、研磨には、研磨材としてラッピングフィルムシート＃１５０００（３Ｍ社製、砥粒径０．３μｍ）を用いて、機械的な研磨加工を施して、一面１０ａを形成する。
【００９６】
次いで、一面１０ａに第１集電体４１を成膜（形成）する。第１集電体４１の形成方法としては、適当な接着層を別途設けて接着する方法、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）法、ＣＶＤ法、ＰＬＤ法、ＡＬＤ法および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、などの気相堆積法、ゾル・ゲル法、有機金属熱分解法およびめっきなどの湿式法など、形成面との反応性や電気回路に望まれる電気伝導性、電気回路設計に応じて、適当な方法を用いることができる。また、第１集電体４１の形成材料としては、上述した形成材料を採用できる。以上の工程を経てリチウム電池１００が製造される。
【００９７】
以上に述べたように、上記実施形態に係る複合体１０および複合体１０の製造方法、リチウム電池１００およびリチウム電池１００の製造方法によれば、以下の効果を得ることができる。
【００９８】
本実施形態によれば、第１電解質３と第２電解質４とが含まれる電解質部２０において、粒子状の第１電解質３の粒子径を調節することによって、電解質部２０の厚さを容易に調節することができる。詳しくは、第２電解質４の融点は、活物質２ｂおよび第１電解質３の融点よりも低いため、活物質２ｂおよび第１電解質３が溶融しない温度で、第２電解質４を溶融させて電解質部２０を形成すれば、第１電解質３の粒子径を規定することによって、活物質２ｂに接する電解質部２０の厚さが調節可能となる。また、これにより、複合体１０またはリチウム電池１００において、電解質部２０の内部抵抗を低減し、かつ正極９と負極３０との間の短絡の発生を抑制することができる。
【００９９】
活物質２ｂが活物質部２を構成していない場合と比べて、活物質２ｂと第２電解質４との接触面積が大きくなる。そのため、活物質２ｂと第２電解質４との界面インピーダンスを低減することができる。これによって、活物質２ｂと第２電解質４との界面において、良好な電荷移動が可能となる。
【０１００】
また、活物質２ｂが活物質部２を構成しているため、活物質２ｂと第１集電体４１との接触面積よりも、活物質２ｂと、第２電解質４との接触面積を大きくしやすい。そのため、第１集電体４１と、活物質２ｂ（活物質部２）と、第２電解質４とを接続する電子の移動経路において、活物質２ｂと第２電解質４との界面における電荷移動のボトルネックを解消しやすくなる。これにより、リチウム電池１００において、良好な電荷移動が可能となる。
【０１０１】
第１電解質３の形成材料として、ランタンおよびジルコニウムを含むリチウム複合酸化物を用い、第２電解質４の形成材料として、ボロンを含むリチウム複合酸化物を用いることにより、正極９および電解質部２０において、緻密な構造が形成されるとともに、リチウムイオン伝導性を向上させることができる。これにより、複合体１０を用いたリチウム電池１００において、電池容量を増やすことができる。
【０１０２】
第２電解質４の粒子（第２電解質粒子４ｂ）を溶融させることにより、活物質部２の孔内にまで第２電解質４の融液が到達し、これを冷却することにより、活物質部２、第１電解質３、第２電解質４を複合化した複合体１０を形成することができる。また、第１電解質３を溶融させずに、粒子状のまま複合体１０を製造することが可能となる。そのため、第１電解質３は活物質部２の孔内には充填されずに、活物質部２と接するように、第１電解質３と第２電解質４とが含まれる電解質部２０が形成される。このとき、電解質部２０の厚さを、第１電解質３の粒子径で容易に調節することができる。さらに、活物質部２の孔内への第２電解質４の充填と、電解質部２０の形成を同時に行うことが可能となり、複合体１０およびリチウム電池１００の製造工程を簡略化することができる。
【０１０３】
次に、上記実施形態のリチウム電池１００について実施例と比較例とを示し、上記実施形態の効果をより具体的に説明する。図５は、実施例および比較例に係る、複合体の構成および評価結果を示す図表である。なお、下記の実験における秤量は、分析用天秤ＭＥ２０４Ｔ（メトラー・トレド社）を用いて行った。
【０１０４】
（実施例１）
＜リチウム電池の製造＞
実施例１の評価用のリチウム電池の製造には、上述した実施形態１の製造方法を用いた。具体的には、作製したＬＬＺＮｂ粒子について、平均粒子径が約１．５μｍとなるように、湿式遠心分離機ＬＣ−１０００型（Krettek社）を用いてｎ−ブタノール中で分級操作を行った。負極３０として、真空蒸着法を用いて、リチウム金属薄膜（膜厚さ約２μｍ）を形成した。実施例１では、第１集電体４１に加えて、負極３０の表面（負極３０が電解質部２０と接する面と対向する面）に第２集電体を形成した。第１集電体４１および第２集電体として、膜厚さが約１２０ｎｍとなるように、白金をスパッタリングによって成膜して形成した。
【０１０５】
（実施例２から実施例５）
実施例２から実施例５のリチウム電池は、図５に示したように、第１電解質３のおおよその平均粒子径を、図５に示した値とした他は、実施例１と同様にして製造した。
【０１０６】
（比較例１および比較例２）
比較例１および比較例２のリチウム電池は、図５に示したように、第１電解質の平均粒子径を、０．１μｍ以上、１００μｍ以下の範囲から外れる値とした他は、実施例１と同様にして製造した。第１電解質の平均粒子径は、比較例１では約５０ｎｍとし、比較例２では約２００μｍとした。
【０１０７】
（比較例３）
比較例３のリチウム電池は、第１電解質としてＬｉＣｌを用いた他は、実施例１と同様にして製造した。具体的には、ＬｉＣｌ（シグマアルドリッチ社）を用いて、上記実施形態と同様にして分級を施し、平均粒子径を約１．５μｍとした。このＬｉＣｌ粒子について、上記実施形態の活物質２ｂと同様な方法で融点を測定した結果、およそ６０５℃であった。
【０１０８】
（比較例４）
比較例４のリチウム電池は、活物質としてＬｉＭｎ2Ｏ4を用いた他は、実施例１と同様にして製造した。具体的には、ＬｉＭｎ2Ｏ4（豊島製作所社）を用いて、上記実施形態と同様にして分級を施し、平均粒子径を約７μｍとした。このＬｉＭｎ2Ｏ4粒子について、上記実施形態の活物質２ｂと同様な方法で融点を測定した結果、およそ４００℃であった。
【０１０９】
（比較例５）
比較例５のリチウム電池は、第１電解質３を用いず、第２電解質４（ＬＣＢＯ）のみで、成形ペレットを作製した他は、実施例１と同様にして、比較例５のリチウム電池を製造した。なお、成形ペレットの質量は、実施例１で用いた混合体（成形ペレット）と略同等の質量とした。
【０１１０】
（比較例６）
比較例６のリチウム電池は、比較例５と同様に、第２電解質４（ＬＣＢＯ）のみで、成形ペレットを作製した。ただし、成形ペレットの質量は、比較例５の約１．５倍となるように作製した。この他は、実施例１と同様にして、比較例６のリチウム電池を製造した。
【０１１１】
＜リチウム電池の評価＞
実施例１から実施例５、および比較例１から比較例６のリチウム電池などについて、以下の評価を行い、その結果を図５に示した。
【０１１２】
［電解質部の厚さ］
各リチウム電池について、ＦＩＢ−ＳＥＭ複合装置ＮＸ９０００（日立ハイテクイノロジーズ社）を用いて電解質部のＦＩＢ（Focused Ion Beam）断面出し加工を施した後、電解質部の厚さを計測した。
【０１１３】
［複合体のイオン伝導率］
各実施例および各比較例の、リチウム電池の製造過程における複合体を評価に用いた。具体的には、各複合体の表裏両面に、金スパッタにて８ｍｍφの金電極（イオンブロッキング電極）を作製した。次いで、インピーダンスアナライザーＳＩ１２６０を用いて、交流インピーダンス測定を行った。その後、同複合体表裏両面の上記金電極上に、リチウム金属箔を押し当て、活性化電極での交流化インピーダンス測定を行った。なお、測定時のＡＣ振幅は１０ｍＶ、測定周波数は１０7Ｈｚから１０-1Ｈｚとした。得られたインピーダンススペクトルであるＣｏｌｅ−Ｃｏｌｅプロットから、各実施例および各比較例の複合体におけるリチウムイオン伝導性の指標として、総イオン伝導率を算出した。各複合体の総イオン伝導率について、５．０×１０-7Ｓ（Siemens）／ｃｍ以上を『Ａ（好適）』、５．０×１０-8ｓ／ｃｍ以上、５．０×１０-7Ｓ／ｃｍ未満を『Ｂ（適）』、５．０×１０-8ｓ／ｃｍ未満を『Ｃ（不適）』として判定した。
【０１１４】
［充放電動作］
各リチウム電池について、充放電挙動を評価した。リチウム電池をマルチチャンネル充放電評価装置ＨＪ１００１ＳＤ８（北斗電工社）に接続し、電流密度０．１ｍＡ／ｃｍ、充電上限電圧４．２Ｖの定電流一定電圧、放電下限電圧３．０Ｖの定電流駆動にて、充放電動作を評価した。各リチウム電池について、充放電が可能であったものを『Ａ（好適）』、充放電が不可能であったものを『Ｃ（不適）』として判定した。
【０１１５】
＜充放電動後の短絡評価＞
各リチウム電池について、充放電後の短絡の有無を調査した。上述した充放電動作の評価と同様な操作を行い、各リチウム電池において短絡の発生有無を確認した。各リチウム電池について、短絡が発生しなかったものを『Ａ（好適）』、短絡が発生したものを『Ｃ（不適）』として判定した。
【０１１６】
＜評価結果＞
以上の評価結果から、図５に示したように、実施例１から実施例５のリチウム電池（複合体、電池の製造方法）においては、第１電解質３の平均粒子径によって電解質部２０の厚さが容易に調節され得ることが示された。また、各実施例の電解質部２０の厚さであれば、短絡の発生を抑えると共に、イオン伝導性が向上することも示された。
【０１１７】
一方、図５に示したように、比較例１では、電解質部の厚さが０．１μｍ未満であるため、充放電によって短絡が発生した。比較例２では、電解質部の厚さが１００μｍを超えたため、複合体の抵抗がＣ評価となった。比較例３では、用いた第１電解質の融点が、第２電解質の融点より低いため、複合体の製造工程にて、第１電解質も溶融してしまい、電解質部の厚さが確保できなかった。比較例４では、用いた活物質の融点が第２電解質の融点より低いため、複合体の製造工程にて、活物質部（活物質）が溶融してしまい、複合体が形成できなかった。比較例５および比較例６では、第１電解質を抜き、第２電解質のみで電解質部の形成を試みたが、いずれも電解質部の厚さが確保できなかった。なお、比較例５および比較例６については、第２電解質の成形ペレットの質量や溶融温度などの条件を最適化することによって、電解質部の厚さが調節可能と考えられるが、上記の厚さを容易に調節することは困難と推察される。
【０１１８】
（実施形態２）
＜電池＞
本実施形態に係るリチウム電池について、図６を参照して説明する。本実施形態においても、電池としてのリチウム電池を例に挙げて説明する。図６は、実施形態２に係る電池としてのリチウム電池の構成を示す概略断面図である。なお、実施形態１と同一の構成部位については、同一の符号を使用し、重複する説明は省略する。
【０１１９】
図６に示すように、本実施形態のリチウム電池２００においては、活物質部２の孔内を含む表面に、第１電解質１３の被膜１３Ｃを有している。リチウム電池２００では、被膜１３Ｃを有する点が、実施形態１のリチウム電池１００とは異なっている。
【０１２０】
詳しくは、リチウム電池２００は、負極３０、複合体１１、第１集電体４１を有している。複合体１１は、電解質部２１と、第１電極としての正極１９とを有している。正極１９は、活物質２ｂが構成する活物質部２と、第１電解質１３を形成材料とする被膜１３Ｃと、第２電解質４とを含んでいる。被膜１３Ｃは、活物質部２の孔内を含む表面に設けられ、活物質部２（活物質２ｂ）と第２電解質４との間に介在している。すなわち、活物質部２の表面には被膜１３Ｃが設けられ、活物質部２の孔内も含めた、被膜１３Ｃの表面には第２電解質４が設けられている。
【０１２１】
電解質部２１は、第２電解質４と、粒子状の第１電解質１３とを含んでいる。電解質部２１は、実施形態１と同様に、第１電解質１３の粒子径によって厚さが規定されている。
【０１２２】
複合体１１における、第１集電体４１と接する一面１１ａには、実施形態１と同様に、活物質部２が露出している。複合体１１では、正極１９における一面１９ａにおいて、正極１９と電解質部２１とが接して設けられている。
【０１２３】
第１電解質１３および被膜１３Ｃの形成材料の融点は、第２電解質４の融点より高い。第１電解質１３および被膜１３Ｃには、実施形態１で述べた第１電解質３と同様な形成材料を用いることができる。なお、本実施形態では、被膜１３Ｃと、電解質部２１に含まれる粒子状の第１電解質１３とを、同一の形成材料を用いて形成するが、これに限定されない。被膜１３Ｃと電解質部２１が含む第１電解質１３とを、異なる形成材料にて形成してもよい。また、被膜１３Ｃは、第２電解質４よりも高いイオン伝導性を有することが、より好ましい。
【０１２４】
＜電池の製造方法＞
本実施形態に係るリチウム電池２００の製造方法について、図７、図８Ａ、図８Ｂを参照して説明する。図７は、リチウム電池の製造方法を示す工程フロー図である。図８Ａよび図８Ｂは、複合体の製造方法を示す模式図である。リチウム電池２００の製造方法は、リチウム電池２００に含まれる複合体１１の製造方法と、複合体１１を用いてリチウム電池２００を製造する後工程としての製造方法と、を備えている。図７に示したリチウム電池２００の製造工程において、複合体１１の製造方法は、工程Ｓ１１から工程Ｓ１７に該当し、上記後工程としての製造方法は、工程Ｓ１８および工程Ｓ１９に該当する。なお、図７に示した工程フローは一例であって、これに限定されるものではない。
【０１２５】
本実施形態のリチウム電池２００の製造方法は、実施形態１のリチウム電池１００の製造工程に加えて、第１電解質１３の前駆体を含む溶液（以降、単に「前駆体溶液」とも言う。）１３ＣＸを調製する工程Ｓ１３と、前駆体溶液１３ＣＸと活物質部２とを接触させて、前駆体溶液１３ＣＸを活物質部２の表面へ塗布する工程Ｓ１４、および活物質部２の孔内を含む表面に、第１電解質１３を析出させて第１電解質１３の被膜１３Ｃを形成する工程Ｓ１５と、を備えている。
【０１２６】
ここで、工程Ｓ１１から工程Ｓ１２、および工程Ｓ１６から工程Ｓ１９は、実施形態１における工程Ｓ１から工程Ｓ６と同様であるため、本実施形態では、工程Ｓ１３から工程Ｓ１５について説明し、他の工程については説明を省略する。
【０１２７】
［前駆体溶液の調製］
工程Ｓ１３では、前駆体溶液１３ＣＸを調製する。本実施形態では、実施形態１にてＬＬＺＮｂの粒子の作製に用いた、ＬＬＺＮｂ前駆体溶液と同様にして、第１電解質１３の前駆体を含む前駆体溶液１３ＣＸを調製する。前駆体溶液１３ＣＸとしては、上述した実施形態１の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の少なくとも１種の組成物を用いることができる。
【０１２８】
［前駆体溶液の塗布］
工程Ｓ１４では、前駆体溶液１３ＣＸを、実施形態１と同様にして形成した活物質部２へ塗布する。具体的には、図８Ａに示すように、孔内も含めた活物質部２の表面に、ディスペンサーＤを用いて、前駆体溶液１３ＣＸを塗布する。前駆体溶液１３ＣＸは、第１電解質１３の被膜１３Ｃを形成するための固体電解質や固体電解質の前駆体の他に、それらを可溶な溶剤を含んでいてもよい。前駆体溶液１３ＣＸが溶剤を含む場合には、前駆体溶液１３ＣＸを塗布した後、焼成前に適宜溶剤を除去すればよい。溶剤の除去には、加熱、減圧、送風など、通常知られた方法の少なくとも１つを採用することができる。
【０１２９】
前駆体溶液１３ＣＸの塗布方法としては、ディスペンサーＤによる滴下の他に、例えば、浸漬、吹き付け、毛細管現象による浸透、スピンコートなどの手段を用いることが可能であり、これらを組み合わせて実施してもよい。前駆体溶液１３ＣＸは流動性を有するため、活物質部２の孔内へも到達しやすくなっている。このとき、前駆体溶液１３ＣＸが、活物質部２の孔内を含む表面全体に濡れ広がるよう塗布する。
【０１３０】
工程Ｓ１５では、塗布した前駆体溶液１３ＣＸから、活物質部２の孔内を含む表面に第１電解質１３を析出させて、被膜１３Ｃを形成する。塗布した前駆体溶液１３ＣＸの焼成は、大気雰囲気下で、上述した活物質部２の熱処理温度よりも低い温度で行う。具体的には、３００℃以上、９００℃以下の温度範囲で行うことが好ましい。前駆体溶液１３ＣＸを焼成することによって、図８Ｂに示すように、活物質部２の表面に被膜１３Ｃが形成される。なお、上記焼成は、少なくとも１度の処理を実施する。工程Ｓ１６以降は、第１電解質３に代えて第１電解質１３を用いる他は、実施形態１と同様にしてリチウム電池２００が製造される。
【０１３１】
以上に述べたように、本実施形態によれば、実施形態１における効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
【０１３２】
本実施形態によれば、活物質部２の孔内を含む表面に被膜１３Ｃが設けられ、被膜１３Ｃを介して活物質部２（活物質２ｂ）と第２電解質４とが接する。そのため、リチウム電池２００（複合体１１）におけるリチウムイオン伝導性を、さらに向上させることができる。
【０１３３】
以下に、活物質部２の表面に被膜１３Ｃを設けた複合体１１を有するリチウム電池２００、およびその製造方法について、実施例６から実施例１１と比較例８から比較例１３とを示し、図９を参照して本実施形態の効果をより具体的に説明する。図９は、実施例および比較例に係る、複合体の構成および評価結果を示す図表である。
【０１３４】
（実施例６）
＜リチウム電池の製造＞
実施例６では、第１電解質１３として、Ｌｉ0.34Ｌａ0.51ＴｉＯ2.94（以降、単に「ＬＬＴ」とも言う。）を用いた。具体的には、チタン粉末を過酸化水素水に溶解し、クエン酸を添加してペルオキソチタン酸クエン酸錯体水溶液を調製した。このペルオキソチタン酸クエン酸錯体水溶液に対して、硝酸リチウム、硝酸ランタン、クエン酸を添加し、第１電解質のＬＬＴ前駆体溶液を調製した。次いで、ＬＬＴ前駆体溶液を、実施形態１と同様に形成した活物質部にディスペンサーを用いて滴下した。ＬＬＴ前駆体溶液が、活物質部の孔内まで十分に浸透するまで静置した。その後、大気雰囲気下、５００℃にて１０分間熱処理を施して、ＬＬＴを形成材料とする第１電解質１３の被膜１３Ｃを形成した。また、第１電解質１３と第２電解質４とを含む混合体は、ＬＬＴ前駆体溶液を用いて、平均粒子径が約１．５μｍとなるように、粒子状の第１電解質１３を作製した他は、実施形態１の実施例１と同様に行った。以降の工程は、実施形態１の実施例１と同様にして、実施例６のリチウム電池を製造した。なお、実施形態１と同様にして、ＬＬＴ（第１電解質）の融点を測定した結果、およそ１１００℃であった。
【０１３５】
（実施例６から実施例１０）
実施例６から実施例１０のリチウム電池は、図９に示したように、第１電解質１３のおおよその平均粒子径を、図９に示した値とした他は、実施例６と同様にして製造した。
【０１３６】
（実施例１１）
実施例１１では、第１電解質１３として、実施形態１と同様に、ＬＬＺＮｂ（Ｌｉ6.75Ｌａ3（Ｚｒ1.75，Ｎｂ0.25）Ｏ12）を用いた。まず、実施形態１と同様にして、ＬＬＺＮｂ前駆体溶液を調製した。次に、実施例６で用いたＬＬＴ前駆体溶液に代えて、ＬＬＺＮｂ前駆体溶液を、実施例６と同様に活物質部２の表面に塗布した。その後、湿度１００ｐｐｍ以下の乾燥空気中で、５４０℃にて６０分間熱処理を施し、加えて、湿度１００ｐｐｍ以下の乾燥空気中で、９００℃にて８時間熱処理を施して、ＬＬＺＮｂを形成材料とする第１電解質１３の被膜を形成した。また、第１電解質１３と第２電解質４とを含む混合体５は、ＬＬＺＮｂ前駆体溶液を用いて、平均粒子径が約１．５μｍとなるように、粒子状の第１電解質１３を作製した他は、実施例６と同様にして、実施例１１のリチウム電池を製造した。
【０１３７】
（比較例８および比較例９）
比較例８および比較例９のリチウム電池は、図９に示したように、第１電解質の平均粒子径を、０．１μｍ以上、１００μｍ以下の範囲から外れる値とした他は、実施例６と同様にして製造した。第１電解質の平均粒子径は、比較例８では約５０ｎｍとし、比較例９では約２００μｍとした。
【０１３８】
（比較例１０）
比較例１０のリチウム電池は、第２電解質４（ＬＣＢＯ）よりも融点が低い、ＬｉＣｌを第１電解質として用いた。具体的には、ＬｉＣｌ（シグマアルドリッチ社）を用いて、上記実施形態と同様にして分級を施し、平均粒子径を約１．５μｍとした。この他は、実施例６と同様にして、比較例１０のリチウム電池を製造した。上記ＬｉＣｌ粒子について、上記実施形態と同様な方法で融点を測定した結果、およそ６０５℃であった。
【０１３９】
（比較例１１）
比較例１１のリチウム電池は、第１電解質１３を用いず、第２電解質４（ＬＣＢＯ）のみで、成形ペレットを作製した他は、実施例６と同様にして、比較例１１のリチウム電池を製造した。なお、成形ペレットの質量は、実施例１で用いた混合体（成形ペレット）と略同等の質量とした。
【０１４０】
（比較例１２）
比較例１２のリチウム電池は、比較例１１と同様に、第２電解質４（ＬＣＢＯ）のみで、成形ペレットを作製した。ただし、成形ペレットの質量は、比較例１１の約１．５倍となるように作製した。この他は、実施例６と同様にして、比較例１２のリチウム電池を製造した。
【０１４１】
＜評価および結果＞
実施例６から実施例１１、および比較例８から比較例１２のリチウム電池などについて、実施形態１の実施例１と同様に評価を行って、その結果を図９に示した。
【０１４２】
図９に示したように、評価結果から、実施例６から実施例１１のリチウム電池（複合体、電池の製造方法）においては、第１電解質１３の平均粒子径によって電解質部２１の厚さが容易に調節され得ることが示された。また、各実施例の電解質部２１の厚さであれば、短絡の発生を抑えると共に、イオン伝導性が向上することも示された。
【０１４３】
一方、図９に示したように、比較例８では、電解質部の厚さが０．１μｍ未満であるため、充放電によって短絡が発生した。比較例９では、電解質部の厚さが１００μｍを超えたため、複合体の抵抗がＣ評価となった。比較例１０では、用いた第１電解質の融点が、第２電解質の融点より低いため、複合体の製造工程にて、第１電解質も溶融してしまい、電解質部の厚さが確保できなかった。比較例１１および比較例１２では、第１電解質を抜き、第２電解質のみで電解質部の形成を試みたが、いずれも電解質部の厚さが確保できなかった。なお、比較例１１および比較例１２については、第２電解質の成形ペレットの質量や溶融温度などの条件を最適化することによって、電解質部の厚さが調節可能と考えられるが、上記の厚さを容易に調節することは困難と推察される。
【０１４４】
（実施形態３）
＜電子機器＞
本実施形態に係る電子機器について、図１０を参照して説明する。本実施形態では、電子機器として、ウェアラブル機器を例に挙げて説明する。図１０は、実施形態３に係る電子機器としてのウェアラブル機器の構成を示す概略図である。
【０１４５】
図１０に示すように、本実施形態のウェアラブル機器４００は、バンド３１０を用いて、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する情報機器である。ウェアラブル機器４００は、電池３０５、表示部３２５、センサー３２１、処理部３３０を備えている。電池３０５には、上記実施形態のリチウム電池を用いている。
【０１４６】
バンド３１０は、装着時に手首ＷＲに密着するように、ゴムなどの可撓性を備えた樹脂を用いた帯状を成している。バンド３１０の端部には、手首ＷＲの太さに対応して結合位置を調整可能な結合部（図示せず）が設けられている。
【０１４７】
センサー３２１は、バンド３１０において、装着時に手首ＷＲに触れるよう、バンド３１０の内面側（手首ＷＲ側）に配置されている。センサー３２１は、手首ＷＲと触れることによって、人体の脈拍や血糖値などに関する情報を入手し、処理部３３０へ出力する。センサー３２１としては、例えば光学センサーが用いられる。
【０１４８】
処理部３３０は、バンド３１０に内蔵され、センサー３２１および表示部３２５と電気的に接続されている。処理部３３０としては、例えば集積回路（ＩＣ）が用いられる。処理部３３０は、センサー３２１からの出力に基づいて、脈拍や血糖値などの演算処理を行って、表示部３２５に表示データを出力する。
【０１４９】
表示部３２５は、処理部３３０から出力された、脈拍や血糖値などの表示データを表示する。表示部３２５としては、例えば受光型の液晶表示装置を用いる。表示部３２５は、ウェアラブル機器４００の装着時に、表示データを装着者が読み取れるように、バンド３１０の外面側（センサー３２１が配置された内面と対向する側）に配置されている。
【０１５０】
電池３０５は、表示部３２５、センサー３２１、処理部３３０へ電力を供給する電力供給源として機能する。電池３０５は、着脱可能な状態にてバンド３１０に内蔵されている。
【０１５１】
以上の構成により、ウェアラブル機器４００は、手首ＷＲから装着者の脈拍や血糖値に係る情報を入手し、演算処理などを経て、脈拍や血糖値などの情報として表示することができる。また、ウェアラブル機器４００は、小型ながら大きな電池容量を有する、上記実施形態のリチウム電池を適用しているため、軽量化が可能であり、稼働時間を伸長させることができる。さらには、上記実施形態のリチウム電池は、全固体型の二次電池であるため、充電による繰り返しの使用が可能であることに加え、電解液などの漏洩の懸念がないため、長期間かつ安全に使用が可能なウェアラブル機器４００を提供することができる。
【０１５２】
本実施形態では、ウェアラブル機器４００として腕時計型のウェアラブル機器を例示したが、これに限定されるものではない。ウェアラブル機器は、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。
【０１５３】
また、電力供給源としての電池３０５（上記実施形態のリチウム電池）が適用される電子機器は、ウェアラブル機器４００に限定されない。その他の電子機器としては、例えば、ヘッドマウントディスプレイなどの頭部装着型ディスプレイ、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、携帯ゲーム機などが挙げられる。これらの電子機器は、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。また、本実施形態の電子機器は、一般消費者向けの用途に限定されず、産業用途へも適用が可能である。
【０１５４】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。
【０１５５】
（変形例１）
＜移動体＞
本変形例に係る移動体は、上記実施形態のリチウム電池を電力供給源として備えている。移動体としては、例えば、自動車、バイク、フォークリフト、無人飛行機等の飛行体などが挙げられる。本変形例によれば、小型で高品位の電池を電力供給源として備えた移動体を提供することができる。
【符号の説明】
【０１５６】
２…活物質部、２ｂ…活物質、３，１３…第１電解質、４…第２電解質、５…混合体、９，１９…正極、１０，１１…複合体、１３Ｃ…被膜、１３ＣＸ…前駆体溶液、３０…負極、２０，２１…電解質部、４１…第１集電体、１００，２００…電池としてのリチウム電池、３０５…電池、４００…電子機器としてのウェアラブル機器。
【図１】
2018088344.tif 000003
【図２】
2018088344.tif 000004
【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
2018088344.tif 000009
【図４Ｅ】
2018088344.tif 000010
【図４Ｆ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018088344.tif 000014
【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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