(57)【要約】【課題】本技術の目的は、体積エネルギー密度を向上できる電池および電子機器を提供する。【解決手段】電池は、積層された複数の電池素子部を含む本体部と、複数の電池素子部のそれぞれから同一方向に延出された複数の接続部が、各接続部間に配される導電剤を介して導通される端子部とを備える。導電剤を介して積層方向に互いに隣接する接続部からなる接続部組のそれぞれは、一方の接続部の一部分と他方の接続部の一部分とが積層方向に重なる第１の構造、または、一方の接続部の全部分と他方の接続部の全部分とが積層方向に重ならない第２の構造となされている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層された複数の電池素子部を含む本体部と、
前記複数の電池素子部のそれぞれから同一方向に延出された複数の接続部が、各接続部間に配される導電剤を介して導通される端子部と
を備え、
積層方向に互いに隣接する前記接続部からなる接続部組のそれぞれは、
一方の接続部の一部分と他方の接続部の一部分とが積層方向に重なる第１の構造
または、
一方の接続部の全部分と他方の接続部の全部分とが積層方向に重ならない第２の構造
となされている電池。
【請求項２】
前記端子部は、前記複数の接続部および前記導電剤を被包して一つに束ねる保護箔をさらに含む請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記接続部組の全てが、前記第１の構造となされている請求項１に記載の電池。
【請求項４】
前記接続部組の全てが、前記第２の構造となされている請求項１に記載の電池。
【請求項５】
前記接続部の平面形状は、多角形状、曲線を含む形状、角および曲線を含む形状、並びに、孔を有する形状の中から選ばれた少なくとも何れか一の形状である請求項１に記載の電池。
【請求項６】
前記電池素子部は、一対の正極および負極、並びに固体電解質を含む単電池である請求項１に記載の電池。
【請求項７】
前記単電池は、
前記正極を含む正極側層、前記負極を含む負極側層、前記固体電解質を含む固体電解質層が積層された積層構造を有する請求項６に記載の電池。
【請求項８】
前記正極側層を構成する各層および前記負極側層を構成する各層、並びに、前記固体電解質層が、薄膜で形成された請求項７に記載の電池。
【請求項９】
前記単電池は、基板をさらに備え、
前記接続部は、前記基板の側端部および前記基板の側端部上に形成された前記正極側層または前記負極側層に含まれる集電体層からなる請求項８に記載の電池。
【請求項１０】
前記基板は、樹脂基板である請求項９に記載の電池。
【請求項１１】
積層された複数の電極部を含む本体部と、
前記複数の電極部のそれぞれから同一方向に延出された複数の接続部が、各接続部間に配される導電剤を介して導通される端子部と
を備え、
積層方向に互いに隣接する前記接続部からなる接続部組のそれぞれは、
一方の接続部の一部分と他方の接続部の一部分とが積層方向に重なる第１の構造
または、
一方の接続部の全部分と他方の接続部の全部分とが積層方向に重ならない第２の構造
となされている積層電極体
を有する電池。
【請求項１２】
請求項１に記載の電池を用いた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、電池および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電池分野では、一対の正極および負極などの電池部材を積層した構成を有する積層型の単電池が使用されている。また、複数の積層型の単電池を積層した積層型の電池が、提案されている。積層型の電池の一形態として、安全性や信頼性の観点から、積層電池部材として有機電解液を含有しない固体電解質を使用した全固体電池が提案されている。
【０００３】
この全固体電池の一形態として、薄膜全固体電池の開発が盛んに行われている。この薄膜全固体電池は、電池を構成する電池部材（集電体、活物質および電解質など）を薄膜で形成して、電池とするものである。
【０００４】
本技術の電池に関連する技術としては、下掲の特許文献１および特許文献２に記載のものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第１０／０１０７１７号
【特許文献２】特開２００６−１６４８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電池では、体積エネルギー密度を向上することが求められている。
【０００７】
したがって、本技術の目的は、体積エネルギー密度を向上できる電池および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、本技術は、積層された複数の電池素子部を含む本体部と、複数の電池素子部のそれぞれから同一方向に延出された複数の接続部が、各接続部間に配される導電剤を介して導通される端子部とを備え、積層方向に互いに隣接する接続部からなる接続部組のそれぞれは、一方の接続部の一部分と他方の接続部の一部分とが積層方向に重なる第１の構造または、一方の接続部の全部分と他方の接続部の全部分とが積層方向に重ならない第２の構造となされている電池である。
【０００９】
本技術は、積層された複数の電極部を含む本体部と、複数の電極部のそれぞれから同一方向に延出された複数の接続部が、各接続部間に配される導電剤を介して導通される端子部とを備え、積層方向に互いに隣接する接続部からなる接続部組のそれぞれは、一方の接続部の一部分と他方の接続部の一部分とが積層方向に重なる第１の構造または、一方の接続部の全部分と他方の接続部の全部分とが積層方向に重ならない第２の構造となされている積層電極体を有する電池である。
【００１０】
本技術の電子機器は、上述の電池を備えたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本技術によれば、体積エネルギー密度を向上できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１Ａは従来の薄膜全固体電池の構成例を示す概略図である。図１Ｂは従来の薄膜全固体電池の構成例を示す概略断面図である。
【図２】図２Ａは単電池の構成を示す概略図である。図２Ｂは図２Ａ中の線Ｉ−Ｉ’に沿った概略断面図である。
【図３】図３Ａは本技術の第１の実施の形態による薄膜全固体電池の構成例を示す概略図である。図３Ｂは本技術の第１の実施の形態による薄膜全固体電池の構成例を示す概略断面図である。
【図４】図４Ａは接続部の構成の第１の変形例を示す概略図である。図４Ｂは接続部の構成の第２の変形例を示す概略図である。図４Ｃは接続部の構成の第３の変形例を示す概略図である。図４Ｄは接続部の構成の第４の変形例を示す概略図である。
【図５】図５は本技術の第２の実施の形態による薄膜全固体電池の構成例を示す概略図である。
【図６】図６は本技術の第３の実施の形態による薄膜全固体電池の構成例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（本技術の概要）
まず、本技術の理解を容易にするため、本技術の概要について説明する。電池分野では、複数の単電池を積層した構成を有する積層型の薄膜全固体電池が提案されている。図１Ａは本技術と関連する薄膜全固体電池の構成例を示す概略図である。図１Ｂは本技術と関連する薄膜全固体電池の構成例を示す概略断面図である。
【００１４】
図１Ａおよび図１Ｂに示す単電池Ｃ１’〜Ｃ４’は、薄膜全固体電池（単電池）であり、電気エネルギーを蓄電する電池素子部１２１ａと、電池素子部１２１ａから外部に電流を取り出す接続部１２１ｂ１および１２１ｂ２を備える。電池素子部１２１ａは、基板１１０、正極側集電体膜１１１、正極活物質膜１１２、固体電解質膜１１３および負極側集電体膜１１４がこの順で積層された積層構造を含み、これらの全体が全体保護膜１１５で覆われたものである。
【００１５】
接続部１２１ｂ１は、基板１１０の一側端部および基板１１０の一側端部の片面上に形成された正極側集電体膜１１１で構成されている。接続部１２１ｂ２は、基板１１０の他側端部および基板１１０の他側端部の片面上に形成された負極側集電体膜１１４で構成されている。
【００１６】
積層型の薄膜全固体電池（組電池）は、電池素子部１２１ａが複数積層された電池本体部１３１ａと、端子部１３１ｂ１および端子部１３１ｂ２を備える。
【００１７】
端子部１３１ｂ１は、保護箔１１８で被包されることによって、複数の接続部１２１ｂ１および各接続部１２１ｂ１の間に充填された導電剤１１７が一つに束ねられたものである。導電剤１１７を介して、保護箔１１８および正極側集電体膜１１１が、互いに電気的に導通される。
【００１８】
同様に、端子部１３１ｂ２は、保護箔１１８で被包されることによって、複数の接続部１２１ｂ２および各接続部１２１ｂ２の間に充填された導電剤１１７が一つに束ねられたものである。導電剤１１７を介して、保護箔１１８および負極側集電体膜１１４が、互いに電気的に導通される。なお、以下では、接続部１２１ｂ１と接続部１２１ｂ２とを区別しない場合には、接続部１２１ｂと称し、端子部１３１ｂ１と１３１ｂ２とを区別しない場合には、端子部１３１ｂと称する。
【００１９】
このような薄膜全固体電池では、体積エネルギー密度を上げることが主要課題の一つである。単電池Ｃ１’〜Ｃ４’は、電池構成部材が薄膜で形成されているため、それぞれの電池素子部１２１ａの厚みを非常に薄くできる。また、電池素子部１２１ａの厚みと、接続部１２１ｂの厚みとの差は、例えば数μｍ以下となる。図１Ａおよび図１Ｂに示す電池では、導電剤を介して積層方向に互いに隣接する接続部１２１ｂからなる接続部組の一方の接続部の全部分と他方の接続部の全部分とが、積層方向に重ねられた構造とされている。
【００２０】
電池素子部１２１ａの厚みと接続部１２１ｂの厚みとの差が小さい場合、上記構造を有する電池では、各接続部間に充填される導電剤の厚みの影響が大きくなり、電池本体部１３１ａの厚みＬ１’に対して、端子部１３１ｂの厚みＬ２’の方が厚くなり電池体積が増大してしまう。このため、電池全体としての体積エネルギー密度が下がってしまう。
【００２１】
これに対して、本技術では、積層方向に互いに隣接する接続部１２１ｂからなる接続部組を、所定の構造とすることによって、これらの単電池の接続部１２１ｂ間に充填される導電剤１１７の厚みを薄くでき、且つ、電池本体部１３１ａの厚みＬ１’に対して、端子部１３１ｂの厚みＬ２’を同等以下にすることができる。これにより、薄膜全固体電池の体積エネルギー密度を向上することができる。
【００２２】
以下、本技術の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、説明は、以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（電池の第１の例）
２．第２の実施の形態（電池の第２の例）
３．第３の実施の形態（電池の第３の例）
４．応用例（電池を組み込んだ電子機器など）
５．他の実施の形態（変形例）
なお、以下に説明する実施の形態などは本技術の好適な具体例であり、本技術の内容がこれらの実施の形態などに限定されるものではない。また、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また例示した効果と異なる効果が存在することを否定するものではない。
【００２３】
１.第１の実施の形態
本技術の第１の実施の形態による電池について、図面を参照しながら説明する。本技術の第１の実施の形態による電池は、複数の単電池を積層した積層型の電池（組電池）である。図２Ａは、単電池の構成を示す概略図である。図２Ｂは、図２Ａの線Ｉ−Ｉ’に沿った概略断面図である。図３Ａは、単電池を複数重ねた積層構造を示す概略図である。図３Ｂは、本技術の第１の実施の形態による電池の概略断面図である。
【００２４】
以下では、まず単電池の構成例の詳細を説明し、その後、複数の単電池を積層した積層型の電池（組電池）の全体構成例について詳細に説明する。
【００２５】
（単電池）
単電池は、典型的には、例えば、電極反応における反応物質（以下、電極反応物質と称する）であるリチウムが、充放電に伴い、一対の正極および負極間を移動するリチウム二次電池である。なお、本明細書では、充電時に負極においてリチウム金属が析出するものも含めてリチウム二次電池とする。単電池は、典型的には、例えば、一対の正極および負極、並びに、固体電解質などの電池構成部材層が積層された電池である。単電池は、例えば、一対の正極および負極、並びに、固体電解質などの電池構成部材が薄膜で構成された薄膜型の固体電解質二次電池（全固体電池）である。
【００２６】
この固体電解質二次電池は、正極側層と負極側層と正極側層および負極側層の間にある固体電解質層とを含む電池素子部２１ａを備えたものである。この固体電解質二次電池では、正極側層は、固体電解質層を境界として固体電解質層より正極側にある。図２Ａおよび図２Ｂに示す例では、正極側層は、例えば、固体電解質層である固体電解質膜１３より正極側にある、正極活物質層である正極活物質膜１２と、正極側集電体層である正極側集電体膜１１とを含む。この固体電解質二次電池では、負極側層は、固体電解質層を境界として固体電解質層より負極側にある。図２Ａおよび図２Ｂに示す例では、負極側層は、例えば、固体電解質層である固体電解質膜１３より負極側にある負極側集電体層である負極側集電体膜１４を含む。
【００２７】
図２Ａおよび図２Ｂに示すように、この固体電解質電池は、電池素子部２１ａと、電池素子部２１ａから外方に延出された接続部２１ｂ１および接続部２１ｂ２を備える。電池素子部２１ａには電気エネルギーが蓄電され、接続部２１ｂ１および接続部２１ｂ２によって電流が外部に取り出される。
【００２８】
（電池素子部）
電池素子部２１ａは、基板１０、正極側集電体膜１１、正極活物質膜１２、固体電解質膜１３および負極側集電体膜１４がこの順で積層された積層体を含み、これらの全体が全体保護膜１５で覆われたものである。
【００２９】
電池素子部２１ａは、例えば矩形の平面形状を有し、対向する２辺のうちの一方の辺から接続部２１ｂ１が、外方に延出されており、対向する２辺のうちの他方の辺から接続部２１ｂ２が、外方に延出されている。なお、隣接する２辺のうちの一方の辺から接続部２１ｂ１が外方に延出され、隣接する２辺のうちの他方の辺から外方に接続部２１ｂ２が延出されていてもよい。また、同一辺から接続部２１ｂ１および接続部２１ｂ２の両方が、外方に延出されていてもよい。また、電池素子部２１ａの平面形状は、矩形に限定されるものではない。
【００３０】
（接続部）
接続部２１ｂ１は、例えば矩形の平面形状を有し、基板１０の一側端部および基板１０の一側端部の片面に形成された正極側集電体膜１１で構成されている。接続部２１ｂ１では、正極側集電体膜１１が全体保護膜１５に覆われずに露出された状態とされている。接続部２１ｂ２は、例えば矩形の平面形状を有し、基板１０の他側端部および基板１０の他側端部の片面に形成された負極側集電体膜１４で構成されている。接続部２１ｂ２では、負極側集電体膜１４が全体保護膜１５に覆われずに露出された状態とされている。接続部２１ｂ１に含まれる正極側集電体膜１１の露出部および接続部２１ｂ２に含まれる負極側集電体膜１４の露出部が、外部に電流を取り出すための端子となる。なお、以下では、接続部２１ｂ１と接続部２１ｂ２とを区別しない場合には、接続部２１ｂと称する。
【００３１】
以下、単電池を構成する各部材（部材層）の詳細について説明する。なお、各部材層の厚さは、典型的には、例えば、１００ｎｍ以上２０μｍ以下の中から選ばれる。単電池の厚さは、各部材層の厚さの合計であり、電池本体部の厚さＬ１は、典型的には、単電池の厚さ×単電池の積層数である。なお、各部材層の厚さ、単電池の厚さ、電池本体部の厚さＬ１は、上記に限定されるものではなく、上記の数値範囲外であってもよい。
【００３２】
（基板）
基板１０としては、例えば、ガラス、アルミナ、樹脂などの電気絶縁性材料からなる基板、シリコンなどの半導体材料からなる基板、アルミナ、銅、ステンレスなどの導電性材料などからなる基板などを用いることができる。基板１０は、硬いものであっても、可撓性を有するものであってもよく、多様で広範囲のものを使用することができる。樹脂からなる基板（樹脂基板）としては、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂基板、フッ素樹脂基板、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）基板、ポリイミド（ＰＩ）基板、ポリアミド（ＰＡ）基板、ポリスルホン（ＰＳＦ）基板、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）基板、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）基板、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）基板、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）などを使用することができる。なお、この基板の材質は特に限定されるものではないが、吸湿性が低く耐湿性を有する基板がより好ましい。
【００３３】
（正極側集電体膜）
正極側集電体膜１１を構成する材料としては、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｐｄなど、又は、これらの何れかを含む合金を使用することができる。
【００３４】
（正極活物質膜）
正極活物質膜１２を構成する正極活物質材料は、リチウムイオンを離脱および吸蔵させ易く、正極活物質膜１２に多くのリチウムイオンを離脱および吸蔵させることが可能な材料であればよい。また、電位が高く、電気化学当量の小さい材料がよい。例えば、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｐ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｃｒの少なくとも一つとＬｉとを含む酸化物若しくはリン酸化合物、または硫黄化合物が挙げられる。具体的には、例えば、ＬｉＭｎＯ2（マンガン酸リチウム）、ＬｉＭｎ2Ｏ4、Ｌｉ2Ｍｎ2Ｏ4などのリチウム−マンガン酸化物、ＬｉＣｏＯ2（コバルト酸リチウム）、ＬｉＣｏ2Ｏ4などのリチウム−コバルト酸化物、ＬｉＮｉＯ2（ニッケル酸リチウム）、ＬｉＮｉ2Ｏ4などのリチウム−ニッケル酸化物、ＬｉＭｎＣｏＯ4、Ｌｉ2ＭｎＣｏＯ4などのリチウム−マンガン−コバルト酸化物、Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12、ＬｉＴｉ2Ｏ4などのリチウム−チタン酸化物、その他、ＬｉＦｅＰＯ4（リン酸鉄リチウム）、硫化チタン（ＴｉＳ2）、硫化モリブデン（ＭｏＳ2）、硫化鉄（ＦｅＳ、ＦｅＳ2）、硫化銅（ＣｕＳ）および硫化ニッケル（Ｎｉ3Ｓ2）、酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）、鉛酸ビスマス（Ｂｉ2Ｐｂ2Ｏ5）、酸化銅（ＣｕＯ）、酸化バナジウム（Ｖ6Ｏ13）、セレン化ニオブ（ＮｂＳｅ3）などが挙げられる。また、これらを混合して用いることも可能である。成膜性、電池のサイクル安定性や電位を考慮すると、ＬｉＣｏＯ2やＬｉＭｎＯ2などのＣｏまたはＭｎとＬｉとを有するリチウム複合酸化物が好ましい。
【００３５】
正極活物質膜１２は、アモルファス状態のリチウムリン酸化合物で構成されていてもよい。例えば、正極活物質膜１２は、ＬｉとＰとＮｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄから選ばれる何れかの元素Ｍ１とＯとを含有するアモルファス状態のリチウムリン酸化合物で構成される。
【００３６】
このリチウムリン酸化合物は、正極活物質として以下の優れた特性を有する。すなわち、対Ｌｉ+／Ｌｉに対して高い電位を有する。電位の平坦性に優れる、すなわち組成変化に伴う電位変動が小さい。リチウムの組成比も大きいので高容量である。高い電気伝導性を有する。結晶質の正極活物質のように充放電の繰り返しによる結晶構造の崩壊などもないので、充放電サイクル特性も優れている。また、アニ−ルレスで形成できるため、プロセスの簡素化、歩留まりの向上、樹脂基板の利用を可能とする。
【００３７】
正極活物質膜１２は、例えば、上述したようなリチウムリン酸化合物として、式（１）で表されるリチウムリン酸化合物で構成されていてもよい。
【００３８】
式（１）
ＬｉxＮｉyＰＯz
（式中、ｘはリチウムの組成比を示す。ｙはニッケルの組成比を示す。ｚは酸素の組成比を示す。ｘは０＜ｘ＜８．０である。ｙは２．０≦ｙ≦１０である。ｚは酸素の組成比を示す。ｚはＮｉ、Ｐの組成比に応じて酸素が安定に含まれる比となる。）
【００３９】
式（１）において、リチウムの組成比ｘの範囲は、０＜ｘ＜８であることが好ましい。
リチウムの組成比ｘの上限は、特に限定されないが、電位が保たれる限界がリチウムの組成比ｘの上限値となる。確認できた範囲では、リチウムの組成比ｘは、８未満であることが好ましい。また、リチウムの組成比ｘの範囲は、１．０≦ｘ＜８であることがより好ましい。リチウムの組成比ｘが、１．０未満であると、インピーダンスが大きく充放電できなくなるからである。
【００４０】
式（１）において、Ｎｉの組成比ｙの範囲は、十分な充放電容量が得られる点から、２．０≦ｙ≦１０．０であることが好ましい。例えば、Ｎｉの組成比ｙが２．０未満であると、充放電容量が急激に小さくなってしまう。Ｎｉの組成比ｙの上限は、特に限定されないが、Ｎｉの組成比ｙが４を超えると徐々に充放電容量が低下してしまう。最大容量の半分程度を目安にすると、Ｎｉの組成比ｙは１０以下が好ましい。なお、耐久性、イオン伝導度などの側面で利点がある場合は、充放電容量を犠牲にして、１０．０を超えた組成比にしてもよい。
【００４１】
式（１）において、酸素の組成比ｚは、Ｎｉの組成比とＰの組成比に応じて安定に含まれる比となる。
【００４２】
正極活物質膜１２は、アモルファス状態の式（２）で表されるリチウムリン酸化合物で構成されていてもよい。
【００４３】
式（２）
ＬｉxＣｕyＰＯ4
（式中、ｘはリチウムの組成比を示す。ｙは銅の組成比を示す。）
【００４４】
アモルファス状態の式（２）で表されるリチウム複合酸化物は、正極活物質として以下の優れた特性を有する。すなわち、対Ｌｉ+／Ｌｉに対して高い電位を有する。電位の平坦性に優れる、すなわち組成変化に伴う電位変動が小さい。リチウムの組成比も大きいので高容量である。高い電気伝導性を有する。結晶質の正極活物質のように充放電の繰り返しによる結晶構造の崩壊などもないので、充放電サイクル特性も優れている。また、アニ−ルレスで形成できるため、プロセスの簡素化、歩留まりの向上、樹脂基板の利用を可能とする。
【００４５】
式（２）で表されるリチウムリン酸化合物において、リチウムの組成比ｘの範囲は、例えば、０．５≦ｘ＜７．０であり、５＜ｘ＜７．０であってもよい。
【００４６】
式（２）で表されるリチウムリン酸化合物において、銅の組成比ｙの範囲は、十分な充放電容量が得られる点から、１．０≦ｙ≦４．０が好ましい。特に銅の組成比ｙが１．０未満であると、充放電容量が急激に小さくなってしまう。銅の組成比ｙの上限は、特に限定されないが、組成比ｙが３を超えると徐々に充放電容量が低下してしまう。最大容量の半分程度を目安とすると４以下が好ましいが、耐久性、イオン伝導度などの側面で利点がある場合は充放電容量を犠牲にして４以上の組成とすることも可能である。また、式（２）で表されるリチウムリン酸化合物において、銅の組成比ｙの下限は、良好な充放電サイクル特性を得られる点から、２．２≦ｙであることがより好ましい。
【００４７】
正極活物質膜１２を構成するリチウムリン酸化合物の組成は、例えば以下のようにして求める。正極活物質膜１２の成膜条件と同一の成膜条件で、正極活物質膜１２と同様の単層膜を石英ガラス上に成膜する。そして、この単層膜の組成分析をＸ線光電子分光法（Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）；X-ray photoelectron spectroscopy）により行う。
【００４８】
ところで、二次電池において、エネルギー密度の向上には正極活物質の高容量化が不可欠である。例えば、リチウムイオン二次電池などに使用される高容量正極活物質としては、岩塩型層状構造、スピネル型構造に大別される金属複合酸化物（例えば、ＬｉxＣｏＯ2、ＬｉxＮｉＯ2、ＬｉxＭｎ2Ｏ4など）が挙げられ、これにより高容量化が図られている。
【００４９】
しかし、これらの正極活物質は、結晶構造を有するためサイクル数に伴う構造崩壊が進むこと、また、内部インピーダンスが高いため反応電子数を上げることが難しい。また、スピネル型構造に分類されるＬｉxＭｎ2Ｏ4の場合、活物質内に過剰にＬｉを含有させると１＜Ｘ＜２では、ヤーンテラーイオン（Ｍｎ3+）による体積膨張・収縮が起こることで電位が低下することが知られている。（例えば、J.M. Tarascan, J. Electrochem. Soc, 138,2864 (1991)、T.Ohzuku, J. Electrochem. Soc, 137,769 (1990)参照）
【００５０】
これに対して、本技術の正極活物質は、アモルファス状態で充放電駆動が可能であり、Ｌｉの挿入脱離による、体積膨張、収縮を緩和でき、構造変化を抑制できる。また、本技術の正極活物質は、例えば、上記の式（１）や式（２）の正極活物質のように、広範囲でＬｉを含有できるため、高容量化が可能である。例えば、式（１）では、リチウム組成比ｘ＝８未満まで含有でき、式（２）では、リチウム組成比ｘ＝７未満まで含有できる。
【００５１】
なお、全固体二次電池では、集電体、正極活物質、電解質、負極を堆積する必要があるため、界面抵抗の低減、正極活物質の内部抵抗の低減が不可欠である。界面抵抗は、Ｌｉイオンパスの形成が寄与し、Ｌｉイオンの拡散が容易なほど低減される。電解質のイオン伝導率の向上が主な解決策であるが、各層の表面均一性、密着性といった界面制御も特性の向上につながる。正極活物質の内部抵抗については、内部インピーダンスを下げなければ、厚膜化ができない。全固体二次電池の場合、膜厚が電池容量に比例することから正極活物質を厚く成膜しなければならない。よって、正極内部のインピーダンスを低減させることが高容量化につながる。本技術の正極活物質は、層状構造を有するＬｉＣｏＯ2よりも内部インピーダンスが低いことがわかっている。
【００５２】
正極活物質膜１２は、ＬｉとＰとＮｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄから選ばれる何れかの元素Ｍ１と、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｃｕから選ばれる少なくとも１種の元素Ｍ２（ただしＭ１≠Ｍ２である）とＯとを含有するアモルファス状態のリチウムリン酸化合物で構成されていてもよい。このようなリチウムリン酸化合物は、例えば、元素Ｍ１、元素Ｍ２を適切に選択することにより、より特性の優れた正極活物質を得ることができる。例えば、ＬｉとＰとＮｉ（元素Ｍ１）とＣｕ（元素Ｍ２）とＯとを含有するアモルファス状態のリチウムリン酸化合物で正極活物質膜１２を構成した場合には、充放電サイクル特性をより向上することができる。例えば、ＬｉとＰとＮｉ（元素Ｍ１）とＰｄ（元素Ｍ２）とＯとを含有するアモルファス状態のリチウムリン酸化合物で正極活物質膜１１を構成した場合には、容量をより向上できると共に充放電サイクル特性をより向上することができる。例えば、ＬｉとＰとＮｉ（元素Ｍ１）とＡｕ（元素Ｍ２）とＯとを含有するアモルファス状態のリチウムリン酸化合物で正極活物質膜１２を構成した場合には、充放電サイクル特性をより向上することができる。
【００５３】
正極活物質膜１２は、ＬｉとＰとＮｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄから選ばれる何れかの元素Ｍ１と、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｃｕから選ばれる少なくとも１種の元素Ｍ２（ただしＭ１≠Ｍ２である）とＢ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｗ、Ｏｓ、Ｂｉ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｚｒから選ばれる少なくとも１種の添加元素Ｍ３とＯとを含有するアモルファス状態のリチウムリン酸化合物で構成されていてもよい。
【００５４】
正極活物質膜１２は、ＬｉとＰとＮｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｃｕから選ばれる何れかの元素Ｍ１’とＢ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｗ、Ｏｓ、Ｂｉ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｚｒから選ばれる少なくとも１種の添加元素Ｍ３とＯとを含有するアモルファス状態のリチウムリン酸化合物で構成されていてもよい。
【００５５】
添加元素Ｍ３は、これのみをリチウムリン酸化合物に含有させても、そのリチウムリン酸化合物は正極活物質として使用できない。すなわち、正極活物質膜１１をＬｉとＰと添加元素Ｍ３のみとＯとを含有するアモルファス状態のリチウムリン酸化合物で構成した場合には、電池駆動しない。一方、添加元素Ｍ３は、元素Ｍ１および元素Ｍ２（Ｍ１≠Ｍ２）または元素Ｍ１’と共にリチウムリン酸化合物に含有させた場合、そのリチウムリン酸化合物は、正極活物質として使用でき、さらに添加する元素種の選択によっては、正極活物質としての特性を向上できる。すなわち、添加元素Ｍ３を元素Ｍ１および元素Ｍ２（Ｍ１≠Ｍ２）または元素Ｍ１’と共にリチウムリン酸化合物に含有させたもので正極活物質膜１１を構成した場合でも、電池駆動に影響を与えない。さらに、添加元素Ｍ３を元素Ｍ１および元素Ｍ２（Ｍ１≠Ｍ２）または元素Ｍ１’と共にリチウムリン酸化合物に含有させたもので正極活物質膜１１を構成した場合、添加する元素種の選択によっては、容量やサイクル特性などの向上や内部インピーダンスの低下などの効果がある。
【００５６】
添加元素Ｍ３として好ましいものは、例えば、以下のものが考えられる。すなわち、一般にイオン伝導は、導伝性を含む構造を乱すことでイオンが動きやすくなると考えられている。実際にＬｉ3ＰＯ4の固体電解質は、窒素をドープしてＬｉ3ＰＯ3.7Ｎ0.3のように一部を置換することでイオン伝導度が上昇することが知られている。一方、結晶材料の場合にはイオンの伝導経路をできるだけ整った構造（結晶）で形成するが、その結晶の内部の材料を一部置換して空孔を生じさせ、イオン伝導を上げる手法がとられている。したがって、固体電解質内部でリチウムが移動しやすい経路を増やすという観点では共通する面があり、結晶材料でイオン伝導度を向上させた材料はアモルファス材料でも有効なことが多く、そのようなイオン伝導度を向上させた材料の添加物（添加元素）は本技術のアモルファス正極活物質（アモルファス状態のリチウムリン酸化化合物）でも同様に有効であることが考えられる。結晶材料でイオン伝導度を向上させた材料であるリチウム酸化物固体電解質材料としては、Ｌｉ1.3Ａｌ0.3Ｔｉ1.7（ＰＯ4）3（ＬＡＴＰ）の他に、Ｌｉ0.5Ｌａ0.5ＴｉＯ3、Ｌｉ3.5Ｚｎ0.35ＧｅＯ4など多くの材料が挙げられる。したがって、これらの材料の添加元素であるＡｌ、Ｔｉ、Ｌａ、Ｚｎ、Ｇｅ、その他Ｓｉ、Ｖ、Ｗ、Ｇａ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｐｄは、本技術のアモルファス正極活物質でも同様にイオン伝導度などの特性をより改善でき有効であることが考えられる。
【００５７】
例えば、ＬｉとＰとＮｉ（元素Ｍ１’）と、ＡｌおよびＴｉの少なくとも１種（添加元素Ｍ３）とＯとを含有するアモルファス状態のリチウムリン酸化合物で正極活物質膜１１を構成した場合には、内部インピーダンスを低下することができると共に、優れた高レートの放電特性が得られる。内部インピーダンスが低下することにより、高速放電時の電位変化が少なくなり、より高電位の電池を実現できる。さらに、内部インピーダンスが低いことで、放電エネルギーと充電エネルギーとの比（放電エネルギー／充電エネルギー）が１に近づくことにより、エネルギーロスが低下しエネルギー効率が高くなり、かつ、充放電時のジュール熱が低下するために発熱が抑えられる効果が見込まれる。
【００５８】
この正極活物質膜１２は、典型的には、例えば、結晶質相が含まれず、完全にアモルファス単相の薄膜である。この正極活物質膜１２が、アモルファス単相であることは、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ；transmission electron microscope）で断面を観察することで確認できる。すなわち、この正極活物質膜１２を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で断面を観察すると、そのＴＥＭ像において、結晶粒が存在しない状態を確認できる。また、電子線回折像からも確認できる。
【００５９】
（固体電解質膜）
固体電解質膜１３を構成する材料として、リン酸リチウム（Ｌｉ3ＰＯ4）、リン酸リチウム（Ｌｉ3ＰＯ4）に窒素を添加したＬｉ3ＰＯ4-xＮx（一般に、ＬｉＰＯＮと呼ばれている。）、ＬｉxＢ2Ｏ3-yＮy、Ｌｉ4ＳｉＯ4−Ｌｉ3ＰＯ4、Ｌｉ4ＳｉＯ4−Ｌｉ3ＶＯ4などを使用することができる。なお、化合物中に使用する添え字のｘ（ｘ＞０）、ｙ（ｙ＞０））は、式中の元素の組成比を示す。
【００６０】
（リチウム過剰層）
この固体電解質二次電池では、負極活物質層を形成することなく、負極活物質は充電と共に負極側に生じる。負極側に生じるのは、負極側集電体膜１４と固体電解質膜１３との間に生じるＬｉ金属および／またはＬｉが過剰に含まれる層（Ｌｉ過剰層）である。この過剰に堆積されるＬｉ（Ｌｉ過剰層）を負極活物質として利用しながら、充放電特性を損なわずに充放電の繰返しに対して高い耐久性を有する。
【００６１】
（負極側集電体膜）
負極側集電体膜１４を構成する材料としては、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｐｄなど、又は、これらの何れかを含む合金を使用することができる。
【００６２】
なお、全体保護膜１５上に無機絶縁膜が形成されていてもよい。また、基板１０の表面に無機絶縁膜が形成されていてもよい。無機絶縁膜を構成する材料は、吸湿性が低く耐湿性を有する膜を形成することができる材料であればよい。このような材料として、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｚｎの酸化物又は窒化物又は硫化物の単体、或いは、これらの混合物を使用することができる。より具体的には、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＯ2、Ｃｒ2Ｏ3、ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＴａＯ2、ＴｉＯ2、Ｍｎ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＺｎＳなど、或いは、これらの混合物を使用する。
【００６３】
（固体電解質二次電池の製造方法）
上述した固体電解質二次電池は例えば以下のようにして製造する。まず、基板１０上に正極側集電体膜１１、正極活物質膜１２、固体電解質膜１３、負極側集電体膜１４を順次形成し、これにより、積層体が形成される。次に、この積層体の全体を覆うように、例えば、紫外線硬化樹脂からなる全体保護膜１５が形成される。以上の一連の工程によって、固体電解質二次電池を製造することができる。
【００６４】
（薄膜の形成方法）
正極側集電体膜１１、正極活物質膜１２、固体電解質膜１３、負極側集電体膜１４などの各薄膜の形成方法について説明する。
【００６５】
各薄膜は、例えば、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition：物理気相成長）法あるいはＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学気相成長）法などの気相法により形成できる。また、電気めっき、無電解めっき、塗布法、ゾル−ゲル法などの液相法により形成できる。また、ＳＰＥ（固相エピタキシー）法、ＬＢ（Langmuir-Blodgett：ラングミュア−ブロジェット）法などの固相法により形成することができる。
【００６６】
ＰＶＤ法は、薄膜化する薄膜原料を熱やプラズマなどのエネルギーで一旦蒸発・気化し、基板上に薄膜化する方法である。ＰＶＤ法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＭＢＥ（分子線エキピタシー）法、レーザアブレーション法などが挙げられる。
【００６７】
ＣＶＤ法は、ガスとして供給される薄膜の構成材料に対して、熱、光、プラズマなどのエネルギーを加えて原料ガス分子の分解・反応・中間生成物を形成し、基板表面での吸着、反応、離脱を経て薄膜を堆積させる方法である。
【００６８】
ＣＶＤ法としては、例えば、熱ＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Chemical Vapor Deposition：有機金属気相成長）法、ＲＦプラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、レーザＣＶＤ法、ＬＰＥ（Liquid Phase Epitaxy）法などが挙げられる。
【００６９】
上述の薄膜形成方法によって、所望の構成の薄膜を形成することは当業者にとって容易である。例えば、上述の薄膜形成方法によって、正極側集電体膜１１、正極活物質膜１２、固体電解質膜１３、負極側集電体膜１４を形成することは、当業者にとって容易である。すなわち、当業者は、薄膜原料、薄膜形成方法、薄膜形成条件などを適宜選択することによって、所望の構成の正極側集電体膜１１、正極活物質膜１２、固体電解質膜１３、負極側集電体膜１４を容易に形成できる。
【００７０】
（薄膜全固体電池の構成）
次に、上述の単電池を複数積層した積層型の薄膜全固体電池の構成例について説明する。この薄膜全固体電池は、図３Ａおよび図３Ｂに示すように複数（図３Ａおよび図３Ｂに示す例では４つ）の積層された単電池Ｃ１〜Ｃ４を有する。積層された単電池Ｃ１〜Ｃ４は、直列および／または並列に接続されて一つの組電池を構成する。なお、図３Ｂに示す例では、単電池Ｃ１〜Ｃ４が並列接続されている。
【００７１】
この薄膜全固体電池は、電池本体部３１ａと、端子部３１ｂ１および端子部３１ｂ２とを備える。
【００７２】
（電池本体部）
電池本体部３１ａは、積層された単電池Ｃ１〜Ｃ４の複数の電池素子部２１ａから構成されている。
【００７３】
（端子部）
端子部３１ｂ１は、保護箔１８と、複数の電池素子部２１ａのそれぞれから同一方向に延出された複数の接続部２１ｂ１と、各接続部２１ｂ１の間および接続部２１ｂ１と保護箔１８との間に充填された導電剤１７とから構成されている。端子部３１ｂ２は、保護箔１８と、複数の電池素子部２１ａのそれぞれから同一方向に延出された複数の接続部２１ｂ２と、各接続部２１ｂ２の間および接続部２１ｂ２と保護箔１８との間に充填された導電剤１７とから構成されている。
【００７４】
端子部３１ｂ１は、例えば、保護箔１８によって被包されることによって、複数の電池素子部２１ａのそれぞれから同一方向に延出された複数の接続部２１ｂ１および導電剤１７が、一つに束ねられたものである。端子部３１ｂ１では、導電剤１７を介して、保護箔１８および複数の接続部２１ｂ１に含まれる正極側集電体膜１１が互いに電気的に導通されている。
【００７５】
端子部３１ｂ２は、例えば、保護箔１８によって被包されることによって、複数の電池素子部２１ａのそれぞれから同一方向に延出された複数の接続部２１ｂ２および導電剤１７が、一つに束ねられたものである。端子部３１ｂ２では、導電剤１７を介して、保護箔１８および複数の接続部２１ｂ２に含まれる負極側集電体膜１４が互いに電気的に導通されている。なお、以下では、端子部３１ｂ１と３１ｂ２とを区別しない場合には、端子部３１ｂと称する。
【００７６】
保護箔１８としては、例えば、銅箔などの箔状の導電性部材などを用いることができる。導電剤１７としては、例えば、銀ペーストなどの導電性ペースト、はんだなどの導電性材料を用いることができる。端子部３１ｂ１および端子部３１ｂ２によって、複数の単電池Ｃ１〜Ｃ４が並列に接続され、並列に接続された単電池Ｃ１〜Ｃ４から外部に電流が取り出される。
【００７７】
（接続部の構造）
本技術の積層型の薄膜全固体電池では、端子部３１ｂ１および端子部３１ｂ２のそれぞれに含まれる複数の接続部２１ｂ１および２１ｂ２が所定の構造となされている。すなわち、導電剤１７を介して積層方向に互いに隣接する接続部からなる接続部組のそれぞれは、一方の接続部の一部分と他方の接続部分の一部分とが積層方向に重なる第１の構造、または、一方の接続部の全部分と他方の接続部分の全部分とが積層方向に重ならない第２の構造となされている。
【００７８】
第１の実施の形態では、図３Ａに示すように、複数の接続部組の全てが、それぞれ、一方の接続部２１ｂの一部分と他方の接続部２１ｂの一部分とが積層方向に重なっている第１の構造となされている。
【００７９】
具体的に説明すると、端子部３１ｂ１は、同一方向に延出された４つの接続部２１ｂ１を含む。この４つの接続部２１ｂ１は、単電池Ｃ１の電池素子部２１ａから延出された接続部２１ｂ１と、単電池Ｃ２の電池素子部２１ａから延出された接続部２１ｂ１と、単電池Ｃ３の電池素子部２１ａから延出された接続部２１ｂ１と、単電池Ｃ４の電池素子部２１ａから延出された接続部２１ｂ１とからなる。
【００８０】
これらの複数の接続部２１ｂ１のうち、単電池Ｃ１の接続部２１ｂ１と単電池Ｃ２の接続部２１ｂ１とが、導電剤１７を介して積層方向に互いに隣接している。単電池Ｃ２の接続部２１１２と単電池Ｃ３の接続部２１ｂ１とが、導電剤１７を介して積層方向に互いに隣接している。単電池Ｃ３の接続部２１ｂ１と単電池Ｃ４の接続部２１ｂ１とが、導電剤１７を介して積層方向に互いに隣接している。そして、これらの接続部組のそれぞれでは、一方の接続部２１ｂ１の一部分と他方の接続部２１ｂ１の一部分とが積層方向に重なる構造となされている。
【００８１】
同様に、端子部３１ｂ２は、同一方向に延出された４つの接続部２１ｂ２を含む。この４つの接続部２１ｂ２は、単電池Ｃ１の電池素子部２１ａから延出された接続部２１ｂ２と、単電池Ｃ２の電池素子部２１ａから延出された接続部２１ｂ２と、単電池Ｃ３の電池素子部から延出された接続部２１ｂ２と、単電池Ｃ４の電池素子部から延出された接続部２１ｂ２とからなる。
【００８２】
これらの複数の接続部２１ｂ２のうち、単電池Ｃ１の接続部２１ｂ２と単電池Ｃ２の接続部２１ｂ２とが、導電剤１７を介して積層方向に互いに隣接している。単電池Ｃ２の接続部２１１２と単電池Ｃ３の接続部２１ｂ２とが、導電剤１７を介して積層方向に互いに隣接している。単電池Ｃ３の接続部２１ｂ２と単電池Ｃ４の接続部２１ｂ２とが、導電剤１７を介して積層方向に互いに隣接している。そして、これらの接続部組のそれぞれでは、一方の接続部２１ｂ２の一部分と他方の接続部２１ｂ２の一部分とが積層方向に重なる構造となされている。
【００８３】
積層方向に互いに隣接する接続部からなる接続部組が、上述の構造となされることによって、接続部間の導電剤１７の厚みを薄くでき、且つ、電池本体部３１ａの厚みＬ１に対して、端子部３１ｂの厚みＬ２を同等以下にすることができる。これにより、積層型の薄膜全固体電池の体積エネルギー密度を向上することができる。また、上述の構造では、積層方向に重なる接続部２１ｂの外周縁の周辺にフィレットが形成されやすいため、導電剤１７を介した接続部２１ｂ間の接続の安定性を向上できる。
【００８４】
（接続部の形状）
図３Ａに示す接続部２１ｂは、矩形の平面形状を有するものであるが、接続部２１ｂの形状はこれに限定されるものではなく、種々の形状を採ることが可能である。例えば、矩形以外の多角形の平面形状、曲線を含む形の平面形状およびこれらの形状の一部に孔を形成した孔を有する形状などであってもよい。図４Ａ〜図４Ｄにこれらの形状の一例を示す。図４Ａに示す接続部２１ｂは、曲線を含む形状を有するものである。図４Ｂに示す接続部２１ｂは、多角形状の一例の台形状を有するものである。図４Ｃに示す接続部２１ｂは、多角形の一例の五角形の平面形状を有するものである。図４Ｄに示す接続部２１ｂは、孔２２を有する五角形の平面形状を有するものである。
【００８５】
これらの形状の中でも、曲線を含む平面形状、孔２２を有する形状、４角以上の多角形の平面形状などの、積層方向に接続部２１ｂを重ねた場合に、重なる外周縁の長さがより長くなりやすい形状であることが好ましい。積層方向に重なる接続部２１ｂの外周縁の長さがより長いほど、フィレット形成部分が大きくなるため、導電剤１７を介した接続部２１ｂ間の接続がより安定するからである。
【００８６】
（薄膜全固体電池の製造方法）
上述した薄膜全固体電池は、例えば、以下のように製造することができる。まず、図２Ａおよび図２Ｂに示す単電池Ｃ１〜Ｃ４を用意し、図３Ａに示すように順次積層する。その後、例えば、複数の接続部２１ｂ１に、ペースト状の導電剤１７を付着させた後、これを硬化させる。その後、接続部２１ｂ１および導電剤１７を保護箔で被包して一つにまとめることで端子部３１ｂ１を形成する。同様に、例えば、複数の接続部２１ｂ２にペースト状の導電剤１７を付着させた後、これを硬化させる。その後、接続部２１ｂ２および導電剤１７を保護箔で被包して一つにまとめることで端子部３１ｂ２を形成する。以上により、上述した薄膜全固体電解質電池を得ることができる。
【００８７】
２.第２の実施の形態
第２の実施の形態による電池について説明する。第２の実施の形態は、接続部の構造が異なること以外は第１の実施の形態と同様である。したがって、以下では、第１の実施の形態と異なる接続部の構造について詳細に説明し、その他の点は第１の実施の形態と同様であるので、詳細な説明を適宜省略する。
【００８８】
（接続部の構造）
図５は、本技術の第２の実施の形態による薄膜全固体電池の構成例を示す概略図である。第２の実施の形態では、電池素子部２１ａから同一方向に延出され、導電剤１７を介して、積層方向に互いに隣接する接続部２１ｂからなる接続部組の全てが、一方の接続部２１ｂの全部分と他方の接続部２１ｂの全部分とが積層方向に重ならない第２の構造となされている。
【００８９】
具体的には、対向する２辺のうちの一の辺側の、積層方向に互いに隣接する接続部２１ｂ１からなる接続部組の全てが、それぞれ、一方の接続部２１ｂ１の全部分と他方の接続部２１ｂ１の全部分とが積層方向に重ならない第２の構造とされている。また、対向する２辺のうちの他の辺側の、積層方向に互いに隣接する接続部２１ｂ２からなる接続部組の全てが、それぞれ、一方の接続部２１ｂ２の全部分と他方の接続部２１ｂ２の全部分とが積層方向に重ならない第２の構造となされている。
【００９０】
３．第３の実施の形態
第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態は、接続部の構造が異なること以外は第１の実施の形態と同様である。したがって、以下では、第１の実施の形態と異なる接続部の構造について詳細に説明し、その他の点は第１の実施の形態と同様であるので、詳細な説明を適宜省略する。
【００９１】
（接続部の構造）
図６は、本技術の第３の実施の形態による薄膜全固体電池の構成例を示す概略図である。第３の実施の形態では、電池素子部２１ａから同一方向に延出され、導電剤１７を介して、積層方向に互いに隣接する接続部２１ｂからなる接続部組のそれぞれが、第１の構造または第２の構造とされ、且つ、第１の構造および第２の構造の両方を備えた構造となされている。
【００９２】
この図６に示す例では、対向する２辺の一の辺側の３つの接続部組のうち、２組の接続部組（単電池Ｃ２の接続部２１ｂ１と単電池Ｃ３の接続部ｂ１とからなる接続部組、および単電池Ｃ３の接続部ｂ１と単電池Ｃ４の接続部ｂ１とからなる接続部組）が第２の構造となされている。すなわち、接続部組の一方の接続部２１ｂ１の全部分と他方の接続部２１ｂ１の全部分とが、積層方向に重ならない構造となされている。１組の接続部組（単電池Ｃ１の接続部ｂ１と単電池Ｃ２の接続部ｂ１とからなる接続部組）が第１の構造となされている。すなわち、接続部組の一方の接続部２１ｂ１の一部分と他方の接続部２１ｂ１の一部分とが、積層方向に重なる第１の構造となされている。
【００９３】
対向する２辺の他の辺側の３つの接続部組のうち、２組の接続部組（単電池Ｃ２の接続部２１ｂ２と単電池Ｃ３の接続部ｂ２とからなる接続部組、および単電池Ｃ３の接続部ｂ２と単電池Ｃ４の接続部ｂ２とからなる接続部組）が第２の構造とされている。すなわち、接続部組の一方の接続部２１ｂ２の全部分と他方の接続部２１ｂ２の全部分とが積層方向に重ならない構造となされている。１組の接続部組（単電池Ｃ１の接続部ｂ２と単電池Ｃ２の接続部ｂ２とからなる接続部組）が第１の構造とされている。すなわち、一方の接続部２１ｂ２の一部分と他方の接続部２１ｂ２の一部分とが、積層方向に重なる第１の構造となされている。
【００９４】
４.応用例
上述した電池の応用例について説明する。上述した薄膜全固体電池は、例えば薄形、軽量およびフレキブルという特長を活かして、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）タグ、カード型電池マネーなどの小型電子機器などの電子機器に搭載または電力を供給するために使用することができる。なお、上述した電池の応用例は、これらの応用例に限られることはない。
【００９５】
５.他の実施の形態
本技術は、上述した本技術の実施の形態に限定されるものでは無く、本技術の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
【００９６】
例えば、上述の実施の形態および実施例において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値などを用いてもよい。
【００９７】
また、上述の実施の形態および実施例の構成、方法、工程、形状、材料および数値などは、本技術の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
【００９８】
例えば、上述の実施の形態の薄膜全固体電池の膜構成は、上述したものに限定されるものではない。例えば、第１の実施の形態〜第３の実施の形態において、負極側集電体膜と固体電解質膜との間に、保護膜を形成してもよい。この保護膜は、例えば、正極活物質膜を構成する正極活物質材料と同一の材料で構成されていてもよい。負極側集電体膜と固体電解質膜との間に、負極活物質膜を形成してもよい。
【００９９】
また、上述の実施の形態の固体電解質電池の構造は、上述の例に限定されるものではない。例えば、基板１０に導電性の基板を用いて正極側集電体膜を省略した構造を有する固体電解質二次電池などにも適用が可能である。また、固体電解質電池を構成する各部材は薄膜状でなくてもよい。
【０１００】
また、本技術は、複数の単電池を垂直方向に積層した構成について説明したが、複数の単電池を水平方向に積層した構成についても適用可能である。
【０１０１】
また、本技術は、複数の平板状の正極、平版状の負極を積層した積層電極体を含む電池についても適用可能である。積層電極体は、例えば、積層された複数の電極部（正極および負極）を含む本体部と、複数の電極部のそれぞれから同一方向に延出された複数の接続部が、各接続部間に配される導電剤を介して導通される端子部とを備える。導電剤を介して積層方向に互いに隣接する複数の接続部からなる接続部組のそれぞれは、一方の接続部の一部分と他方の接続部の一部分とが積層方向に重なる第１の構造または一方の接続部の全部分と他方の接続部の全部分とが積層方向に重ならない第２の構造となされている。なお、積層電極体は、正極および負極間にセパレータおよび／または電解質層が設けられたものであってもよい。
【０１０２】
本技術は、以下の構成をとることもできる。
［１］
積層された複数の電池素子部を含む本体部と、
前記複数の電池素子部のそれぞれから同一方向に延出された複数の接続部が、各接続部間に配される導電剤を介して導通される端子部と
を備え、
積層方向に互いに隣接する前記接続部からなる接続部組のそれぞれは、
一方の接続部の一部分と他方の接続部の一部分とが積層方向に重なる第１の構造
または、
一方の接続部の全部分と他方の接続部の全部分とが積層方向に重ならない第２の構造
となされている電池。
［２］
前記端子部は、前記複数の接続部および前記導電剤を被包して一つに束ねる保護箔をさらに含む［１］に記載の電池。
［３］
前記接続部組の全てが、前記第１の構造となされている［１］〜［２］の何れかに記載の電池。
［４］
前記接続部組の全てが、前記第２の構造となされている［１］〜［２］の何れかに記載の電池。
［５］
前記接続部の平面形状は、多角形状、曲線を含む形状、角および曲線を含む形状、並びに、孔を有する形状の中から選ばれた少なくとも何れか一の形状である［１］〜［４］の何れかに記載の電池。
［６］
前記電池素子部は、一対の正極および負極、並びに固体電解質を含む単電池である［１］〜［５］の何れかに記載の電池。
［７］
前記単電池は、
前記正極を含む正極側層、前記負極を含む負極側層、前記固体電解質を含む固体電解質層が積層された積層構造を有する［６］に記載の電池。
［８］
前記正極側層を構成する各層および前記負極側層を構成する各層、並びに、前記固体電解質層が、薄膜で形成された［７］に記載の電池。
［９］
前記単電池は、基板をさらに備え、
前記接続部は、前記基板の側端部および前記基板の側端部上に形成された前記正極側層または前記負極側層に含まれる集電体層からなる［８］に記載の電池。
［１０］
前記基板は、樹脂基板である［９］に記載の電池。
［１１］
積層された複数の電極部を含む本体部と、
前記複数の電極部のそれぞれから同一方向に延出された複数の接続部が、各接続部間に配される導電剤を介して導通される端子部と
を備え、
積層方向に互いに隣接する前記接続部からなる接続部組のそれぞれは、
一方の接続部の一部分と他方の接続部の一部分とが積層方向に重なる第１の構造
または、
一方の接続部の全部分と他方の接続部の全部分とが積層方向に重ならない第２の構造
となされている積層電極体
を有する電池。
［１２］
［１］または［１１］に記載の電池を用いた電子機器。
【符号の説明】
【０１０３】
１０・・・基板、１１・・・正極側集電体膜、１２・・・正極活物質膜、１３・・・固体電解質膜、１４・・・負極側集電体膜、１５・・・全体保護膜、１７・・・導電剤、１８・・・保護箔、２１ａ・・・電池素子部、２１ｂ・・・接続部、２１ｂ１・・・接続部、２１ｂ２・・・接続部、３１ａ・・・電池本体部、３１ｂ・・・端子部、３１ｂ１、３１ｂ２・・・端子部、１１０・・・基板、１１１・・・正極側集電体膜、１１２・・・正極活物質膜、１１３・・・固体電解質膜、１１４・・・負極側集電体膜、１１５・・・全体保護膜、１１７・・・導電剤、１１８・・・保護箔、１２１ａ・・・電池素子部、１２１ｂ・・・接続部、１２１ｂ１・・・接続部、１２１ｂ２・・・接続部、１３１ａ・・・電池本体部、１３１ｂ・・・端子部、１３１ｂ１・・・端子部、１３１ｂ２・・・端子部、Ｃ１〜Ｃ４・・・単電池
【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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