(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電解質層と、第１正極層と、第１集電層と、第２正極層とがこの順で積層されてなる少なくとも１つの第１積層体と、
第２電解質層と、第１負極層と、第２集電層と、第２負極層とがこの順で積層されてなる少なくとも１つの第２積層体と、
該第１積層体の側面部の少なくとも一部に接続される第１絶縁層と、
該第２積層体の側面部の少なくとも一部に接続される第２絶縁層と、を備え、
該第１積層体と該第２積層体とが、該第１正極層が積層されていない該第１電解質層の主平面と、該第２集電層が積層されていない第２負極層の主平面とで積層されてなるか、又は該第１負極層が積層されていない該第２電解質層の主平面と、該第１集電層が積層されていない第２正極層の主平面とで積層されてなり、
該第１集電層及び該第２集電層のそれぞれのイオン伝導度が１０−７S／ｃｍ以下であり、
該第１絶縁層及び該第２絶縁層のそれぞれのイオン伝導度が１０−７S／ｃｍ以下である、
固体電池。
【請求項２】
第１電解質層と、第１正極層と、第１集電層と、第２正極層とがこの順で積層されてなる少なくとも１つの第１積層体と、
第３電解質層と、第３負極層とが積層されてなる少なくとも１つの第３積層体と、
該第１積層体の側面部の少なくとも一部に接続される第１絶縁層と、
該第３積層体の側面部の少なくとも一部に接続される第３絶縁層と、を備え、
該第１積層体と該第３積層体とが、該第１正極層が積層されていない該第１電解質層の主平面と、該第３電解質層が積層されていない第３負極層の主平面とで積層されてなるか、又は該第３負極層が積層されていない該第３電解質層の主平面と、該第１集電層が積層されていない第２正極層の主平面とで積層されてなり、
該第１集電層のイオン伝導度が１０−７S／ｃｍ以下であり、
該第１絶縁層及び該第３絶縁層のそれぞれのイオン伝導度が１０−７S／ｃｍ以下である、
固体電池。
【請求項３】
第１外層と、
第２外層と、を更に備え、
該第１外層が前記固体電池の最上部に形成されてなり、
該第２外層が前記固体電池の最下部に形成されてなる、請求項１に記載の固体電池。
【請求項４】
第１外層と、
第２外層と、を更に備え、
該第１外層が前記固体電池の最上部に形成されてなり、
該第２外層が前記固体電池の最下部に形成されてなる、請求項２に記載の固体電池。
【請求項５】
第１離型フィルムに第１電解質層を塗布し、
該第１電解質層上に、第１正極層と、第１集電層と、第２正極層とをこの順で積層して、第１積層体を得て、
該第１積層体の側面部の少なくとも一部に第１絶縁層を接続し、
第２離型フィルムに第２電解質層を塗布し、
該第２電解質層上に、第１負極層と、第２集電層と、第２負極層とをこの順で積層して、第２積層体を得て、
該第２積層体の側面部の少なくとも一部に第２絶縁層を接続し、
該第１積層体から該第１離型フィルムを離型し、
該第２積層体から該第２離型フィルムを離型し、
該第１積層体と該第２積層体とを、該第１正極層が積層されていない該第１電解質層の主平面と、該第２集電層が積層されていない第２負極層の主平面とで積層するか、又は該第１負極層が積層されていない該第２電解質層の主平面と、該第１集電層が積層されていない第２正極層の主平面とで積層する、固体電池の製造方法。
【請求項６】
第１離型フィルムに第１電解質層を塗布し、
該第１電解質層上に、第１正極層と、第１集電層と、第２正極層とをこの順で積層して、第１積層体を得て、
該第１積層体の側面部の少なくとも一部に第１絶縁層を接続し、
第３離型フィルムに第３電解質層を塗布し、
該第３電解質層上に第３負極層を積層して、第３積層体を得て、
該第３積層体の側面部の少なくとも一部に第３絶縁層を接続し、
該第１積層体から該第１離型フィルムを離型し、
該第３積層体から該第３離型フィルムを離型し、
該第１積層体と該第３積層体とを、該第１正極層が積層されていない該第１電解質層の主平面と、該第３電解質層が積層されていない第３負極層の主平面とで積層するか、又は該第３負極層が積層されていない該第３電解質層の主平面と、該第１集電層が積層されていない第２正極層の主平面とで積層する、固体電池の製造方法。
【請求項７】
請求項１に記載の固体電池と、
該固体電池の使用状態を制御する制御部と、
該制御部の指示に応じて該固体電池の使用状態を切り換えるスイッチ部と、を備える、電池パック。
【請求項８】
請求項１に記載の固体電池と、
該固体電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する駆動力変換装置と、
該駆動力に応じて駆動する駆動部と
車両制御装置と、を備える、車両。
【請求項９】
請求項１に記載の固体電池を有する蓄電装置と、
該固体電池から電力が供給される電力消費装置と、
該固体電池からの該電力消費装置に対する電力供給を制御する制御装置と、
該固体電池を充電する発電装置と、を備える、蓄電システム。
【請求項１０】
請求項１に記載の固体電池と、
該固体電池から電力が供給される可動部と、を備える、電動工具。
【請求項１１】
請求項１に記載の固体電池を備え、
該固体電池から電力の供給を受ける電子機器。
【請求項１２】
請求項２に記載の固体電池と、
該固体電池の使用状態を制御する制御部と、
該制御部の指示に応じて該固体電池の使用状態を切り換えるスイッチ部と、を備える、電池パック。
【請求項１３】
請求項２に記載の固体電池と、
該固体電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する駆動力変換装置と、
該駆動力に応じて駆動する駆動部と
車両制御装置と、を備える、車両。
【請求項１４】
請求項２に記載の固体電池を有する蓄電装置と、
該固体電池から電力が供給される電力消費装置と、
該固体電池からの該電力消費装置に対する電力供給を制御する制御装置と、
該固体電池を充電する発電装置と、を備える、蓄電システム。
【請求項１５】
請求項２に記載の固体電池と、
該固体電池から電力が供給される可動部と、を備える、電動工具。
【請求項１６】
請求項２に記載の固体電池を備え、
該固体電池から電力の供給を受ける電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、固体電池に関する。より詳しくは、正極層、負極層、及び正極層と負極層との間の電解質層、が積層された積層型の固体電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯端末、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、及び電気自動車等の電源には、リチウムイオン等の二次電池が用いられている。リチウムイオン二次電池は、正極と負極との間の電解質層が可燃性の有機溶媒の電解液で浸されているため、電解液が揮発して発火する危険性があり、さらに容量が小さい等の問題がある。【０００３】
これらの問題に対し、電解質層に例えば、酸化物を固体電解質材料として用い、全ての構成を固体化した全固体電池の研究が盛んに行われている。このような構成から、全固体電池は、発火する危険性がなく、さらに高容量化が可能となる。この全固体電池は、例えば、特許文献１に記載されているように、各構成要素からなる積層構造を形成したのち、一括して焼結することで作製されている。【０００４】
積層構造を形成する場合は、積層セラミックコンデンサの製造方法のように、離型フィルム上に固体電解質材料（セラミックコンデンサの場合は誘電体）を成膜したのちに、必要な電極層を積層印刷した積層体（グリーンシート）を、離型フィルムから離型して積層して製造する。このような積層型の電池において、積層構造中に、例えば、集電層を備え、集電層の両面に正極層を配置したものと集電層の両面に負極層を配置したものとを、電解質層を介して対向する構造を実現することで高いエネルギー密度を実現することが可能になる。このような積層構造は、一般的な電池においても用いられている。【０００５】
一方、例えば、特許文献２には、集電層がイオン伝導的に導電性の特定伝導材料を含むため、隣り合う二つの単電池において正極層同士又は負極層同士をイオン伝導的に導通させることができることが記載されている。これにより、集電層を介して隣接する正極層間又は負極層間の電位を平均化することができるので、安定した出力電圧を得ることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２０６０９０号公報
【特許文献２】再公表ＷＯ２０１２／０２０６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、当該技術分野では、特許文献１及び２で提案された技術による固体電池よりも、更に、電池特性及び信頼性を向上させた固体電池が望まれているのが現状である。【０００８】
そこで、本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、優れた電池特性や優れた信頼性を有する固体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】
【０００９】
本技術では、第１電解質層と、第１正極層と、第１集電層と、第２正極層とがこの順で積層されてなる少なくとも１つの第１積層体と、第２電解質層と、第１負極層と、第２集電層と、第２負極層とがこの順で積層されてなる少なくとも１つの第２積層体と、第１積層体の側面部の少なくとも一部に接続される第１絶縁層と、第２積層体の側面部の少なくとも一部に接続される第２絶縁層と、を備え、第１積層体と第２積層体とが、第１正極層が積層されていない第１電解質層の主平面と、第２集電層が積層されていない第２負極層の主平面とで積層されてなるか、又は第１負極層が積層されていない第２電解質層の主平面と、第１集電層が積層されていない第２正極層の主平面とで積層されてなり、第１集電層及び第２集電層のそれぞれのイオン伝導度が１０−7Ｓ／ｃｍ以下であり、第１絶縁層及び第２絶縁層のそれぞれのイオン伝導度が１０−7Ｓ／ｃｍ以下である、固体電池を提供する。【００１０】
また、本技術では、第１電解質層と、第１正極層と、第１集電層と、第２正極層とがこの順で積層されてなる少なくとも１つの第１積層体と、第３電解質層と、第３負極層とが積層されてなる少なくとも１つの第３積層体と、第１積層体の側面部の少なくとも一部に接続される第１絶縁層と、第３積層体の側面部の少なくとも一部に接続される第３絶縁層と、を備え、第１積層体と第３積層体とが、第１正極層が積層されていない第１電解質層の主平面と、第３電解質層が積層されていない第３負極層の主平面とで積層されてなるか、又は第３負極層が積層されていない第３電解質層の主平面と、第１集電層が積層されていない第２正極層の主平面とで積層されてなり、第１集電層のイオン伝導度が１０−７Ｓ／ｃｍ以下であり、第１絶縁層及び第３絶縁層のそれぞれのイオン伝導度が１０−７Ｓ／ｃｍ以下である、固体電池を提供する。【００１１】
さらに、本技術では、第１離型フィルムに第１電解質層を塗布し、第１電解質層上に、第１正極層と、第１集電層と、第２正極層とをこの順で積層して、第１積層体を得て、第１積層体の側面部の少なくとも一部に第１絶縁層を接続し、第２離型フィルムに第２電解質層を塗布し、第２電解質層上に、第１負極層と、第２集電層と、第２負極層とをこの順で積層して、第２積層体を得て、第２積層体の側面部の少なくとも一部に第２絶縁層を接続し、第１積層体から第１離型フィルムを離型し、第２積層体から第２離型フィルムを離型し、第１積層体と第２積層体とを、第１正極層が積層されていない第１電解質層の主平面と、第２集電層が積層されていない第２負極層の主平面とで積層するか、又は第１負極層が積層されていない第２電解質層の主平面と、第１集電層が積層されていない第２正極層の主平面とで積層する、固体電池の製造方法を提供する。【００１２】
さらに、本技術では、第１離型フィルムに第１電解質層を塗布し、第１電解質層上に、第１正極層と、第１集電層と、第２正極層とをこの順で積層して、第１積層体を得て、第１積層体の側面部の少なくとも一部に第１絶縁層を接続し、第３離型フィルムに第３電解質層を塗布し、第３電解質層上に第３負極層を積層して、第３積層体を得て、第３積層体の側面部の少なくとも一部に第３絶縁層を接続し、第１積層体から第１離型フィルムを離型し、第３積層体から第３離型フィルムを離型し、第１積層体と第３積層体とを、第１正極層が積層されていない第１電解質層の主平面と、第３電解質層が積層されていない第３負極層の主平面とで積層するか、又は第３負極層が積層されていない第３電解質層の主平面と、第１集電層が積層されていない第２正極層の主平面とで積層する、固体電池の製造方法を提供する。【００１３】
さらに、本技術は、本技術に係る固体電池と、該固体電池の使用状態を制御する制御部と、該制御部の指示に応じて該固体電池の使用状態を切り換えるスイッチ部と、を備える、電池パックを提供する。【００１４】
また、本技術は、本技術に係る固体電池と、該固体電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する駆動力変換装置と、該駆動力に応じて駆動する駆動部と、車両制御装置と、を備える、車両を提供する。【００１５】
また、本技術は、本技術に係る固体電池を有する蓄電装置と、該固体電池から電力が供給される電力消費装置と、該固体電池からの該電力消費装置に対する電力供給を制御する制御装置と、該固体電池を充電する発電装置と、を備える、蓄電システムを提供する。【００１６】
また、本技術は、本技術に係る固体電池と、該固体電池から電力が供給される可動部と、を備える、電動工具を提供する。【００１７】
また、本技術は、本技術に係る固体電池を備え、該固体電池から電力の供給を受ける電子機器を提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本技術によれば、電池特性及び信頼性を向上させた固体電池を提供することができる。なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果、または、それらと異質な効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本技術に係る第１実施形態の全固体電池の構成例を示す断面図である。
【図２】本技術に係る第１実施形態の第１積層体の形成例を示す模式図である。
【図３】本技術に係る第１実施形態の第２積層体の形成例を示す模式図である。
【図４】本技術に係る第１実施形態の全固体電池の積層例を示す断面図である。
【図５】本技術に係る第２実施形態の全固体電池の構成例を示す断面図である。
【図６】本技術に係る第３実施形態の全固体電池の構成例を示す断面図である。
【図７】本技術に係る第４実施形態の電池パックの構成例を示すブロック図である。
【図８】本技術に係る第５実施形態の車両の構成例を示す斜視図である。
【図９】本技術に係る第６実施形態の蓄電システムの構成例を示す斜視図である。
【図１０】本技術に係る第７実施形態の電動工具の構成例を示すブロック図である。
【図１１】本技術に係る第８実施形態の電子機器の構成例を示すブロック図である。
【図１２】本技術に係る固体電池の応用例１（プリント回路基板）の構成を表す図である。
【図１３】本技術に係る固体電池の応用例２（ユニバーサルクレジットカード）の構成の一例を表す図である。
【図１４】本技術に係る固体電池の応用例３（リストバンド型活動量計）の構成の一例を表す図である。
【図１５】本技術に係る固体電池の応用例３（リストバンド型活動量計）の構成の一例を表す図である。
【図１６】本技術に係る固体電池の応用例３（リストバンド型電子機器）の構成を表す図である。
【図１７】本技術に係る固体電池の応用例４（スマートウオッチ）の構成を表す分解斜視図である。
【図１８】本技術に係る固体電池の応用例４（バンド型電子機器）の内部構成の一部を表す図である。
【図１９】本技術に係る固体電池の応用例４（バンド型電子機器）の回路構成を示すブロック図である。
【図２０】本技術に係る固体電池の応用例５（眼鏡型端末）の構成の具体例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本技術を実施するための好適な形態について説明する。以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。
【００２１】
なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１実施形態（全固体電池の構成例）
１−１．全固体電池の構成例
１−２．第１積層体の積層例
１−３．第２積層体の積層例
１−４．全固体電池の製造方法の例
１−５．実施例
２．第２実施形態（全固体電池の変形例１）
３．第３実施形態（全固体電池の変形例２）
４．固体電池の用途の概要
５．第４実施形態（電池パックの構成例）
６．第５実施形態（車両の構成例）
７．第６実施形態（蓄電システムの構成例）
８．第７実施形態（電動工具の構成例）
９．第８実施形態（電子機器の構成例）
１０．応用例１（プリント回路基板）
１１．応用例２（ユニバーサルクレジットカード）
１２．応用例３（リストバンド型電子機器）
１３．応用例４（スマートウオッチ）
１４．応用例５（眼鏡型端末）
【００２２】
＜１．第１実施形態（全固体電池の構成例）＞
本技術に係る第１実施形態の全固体電池の構成例について、図１ないし図４を用いて説明する。
【００２３】
［１−１．全固体電池の構成例］
図１は、本技術に係る第１実施形態の全固体電池１０の構成例を示す断面図である。図１に示すように、全固体電池１０は、上部外層１１と下部外層１２との間に、第１積層体１３（Ｔｙｐｅ１）と第２積層体１４（Ｔｙｐｅ２）とが交互に複数積層されている。
【００２４】
第１積層体１３は、下層から上層へ、第１電解質層１０１、第１正極層１０２、第１集電層１０３及び第２正極層１０４が、この順で積層されている。第２積層体１４は、下層から上層へ、第２電解質層１０５、第１負極層１０６、第２集電層１０７及び第２負極層１０８が、この順で積層されている。第１積層体１３及び第２積層体１４の側面部の少なくとも一部には、それぞれ第１絶縁層１０９及び第２絶縁層１１０が各層の隙間を埋めるように備えられている。
【００２５】
本実施形態では、第２積層体１４の上面において、第１正極層１０２が積層されていない第１電解質層１０１の主平面と、第２集電層１０７が積層されていない第２負極層１０８の主平面とが積層されている。また、第２積層体１４の下面において、第１負極層１０６が積層されていない第２電解質層１０５の主平面と、第１集電層１０３が積層されていない第２正極層１０４の主平面とが積層されている。  
【００２６】
（電解質層）
第１電解質層１０１及び第２電解質層１０５は、５００℃以下にガラス転移点を有する材料が含まれる。そして、固体電解質層には固体電解質を更に含んでもよく、また、後述する結着剤を必要に応じて含んでもよい。なお、第１電解質層１０１及び第２電解質層１０５は、イオン電導度がおよそ１０−５Ｓ／ｃｍである。
【００２７】
固体電解質としては、例えば１種類または２種類以上の結晶性固体電解質が挙げられる。結晶性固体電解質の種類は、リチウムイオンを伝導可能である結晶性の固体電解質であれば特に限定されないが、例えば、無機材料または高分子材料などである。無機材料は、例えば、Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５、Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２−Ｌｉ３ＰＯ４、Ｌｉ７Ｐ３Ｓ１１、Ｌｉ３．２５Ｇｅ０．２５Ｐ０．７５Ｓ、またはＬｉ１０ＧｅＰ２Ｓ１２などの硫化物や、Ｌｉ７Ｌａ３Ｚｒ２Ｏ１２、Ｌｉ６．７５Ｌａ３Ｚｒ１．７５Ｎｂ０．２５Ｏ１２、Ｌｉ６ＢａＬａ２Ｔａ２Ｏ１２、Ｌｉ１＋ｘＡｌＸＴｉ２−ｘ（ＰＯ４）３またはＬａ２／３−ｘＬｉ３ｘＴｉＯ３などの酸化物である。高分子材料は、例えば、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）などである。
【００２８】
（正極層）
第１正極層１０２及び第２正極層１０４には、５００℃以下にガラス転移点を有する材料が含まれる。そして、第１正極層１０２及び第２正極層１０４は、１種類または２種類以上の正極活物質を含み、必要に応じて結着剤、導電剤などの添加剤、及び上述した固体電解質を更に含んでいてもよい。なお、第１正極層１０２及び第２正極層１０４は、イオン電導度がおよそ１０−５Ｓ／ｃｍである。
【００２９】
正極活物質は、電極反応物質であるリチウムイオンを吸蔵放出可能である正極材料を含んでいる。この正極材料は、高いエネルギー密度が得られる観点から、リチウム含有化合物などであることが好ましいが、これに限定されるものではない。このリチウム含有化合物は、例えば、リチウムと遷移金属元素とを構成元素として含む複合酸化物（リチウム遷移金属複合酸化物）や、リチウムと遷移金属元素とを構成元素として含むリン酸化合物（リチウム遷移金属リン酸化合物）などである。中でも、遷移金属元素は、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）および鉄（Ｆｅ）のいずれか１種類または２種類以上であることが好ましい。より高い電圧が得られるからである。
【００３０】
リチウム遷移金属複合酸化物の化学式は、例えば、ＬｉｘＭ１Ｏ２またはＬｉｙＭ２Ｏ４などで表されると共に、リチウム遷移金属リン酸化合物の化学式は、例えば、ＬｉｚＭ３ＰＯ４などで表される。但し、Ｍ１〜Ｍ３は１種類または２種類以上の遷移金属元素であり、ｘ〜ｚの値は任意である。
【００３１】
リチウム遷移金属複合酸化物は、例えば、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＶＯ２、ＬｉＣｒＯ２またはＬｉＭｎ２Ｏ４などである。リチウム遷移金属リン酸化合物は、例えば、ＬｉＦｅＰＯ４またはＬｉＣｏＰＯ４などである。
【００３２】
この他、正極活物質は、例えば、酸化物、二硫化物、カルコゲン化物または導電性高分子などでもよい。酸化物は、例えば、酸化チタン、酸化バナジウムまたは二酸化マンガンなどである。二硫化物は、例えば、二硫化チタンまたは硫化モリブデンなどである。カルコゲン化物は、例えば、セレン化ニオブなどである。導電性高分子は、例えば、硫黄、ポリアニリンまたはポリチオフェンなどである。
【００３３】
正極活物質は、正極活物質粒子の粉末を含んでいてもよい。正極活物質粒子の表面が、被覆剤により被覆されていてもよい。ここで、被覆は、正極活物質粒子の表面の全体に限定されるものではなく、正極活物質粒子の表面の一部であってもよい。被覆剤は、例えば、固体電解質および導電剤のうち少なくとも１種である。正極活物質粒子の表面を被覆剤で被覆することで、正極活物質と固体電解質との界面抵抗を低減することができる。また、正極活物質の構造の崩壊を抑制できるので、掃引電位幅を広げ、多くのリチウムを反応に使えるようになると共に、サイクル特性も向上できる。
【００３４】
結着剤は、例えば、合成ゴムまたは高分子材料などのいずれか１種類または２種類以上である。合成ゴムは、例えば、スチレンブタジエン系ゴム、フッ素系ゴムまたはエチレンプロピレンジエンなどである。高分子材料は、例えば、ポリフッ化ビニリデンまたはポリイミドなどである。なお、結着剤は正極活物質などの粒子を結着させるためのものであるが、正極が、５００℃以下にガラス転移点を有する材料（ガラス材料）によって十分に結着される場合には、正極は結着剤を含んでいなくてもよい。
【００３５】
導電剤は、例えば、炭素材料、金属、金属酸化物または導電性高分子などを単独でまたは２種以上含んでいる。炭素材料は、例えば、黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラックまたはカーボンファイバーなどである。金属酸化物は、例えば、ＳｎＯ２などである。なお、導電剤は、導電性を有する材料であればよく、上述の例に限定されるものではない。
【００３６】
（負極層）
第１負極層１０６及び第２負極層１０８には、５００℃以下にガラス転移点を有する材料が含まれる。そして、第１負極層１０６及び第２負極層１０８は、１種類または２種類以上の負極活物質を含み、必要に応じて結着剤および導電剤などの添加剤、及び上述した固体電解質を更に含んでいてもよい。なお、第１負極層１０６及び第２負極層１０８は、イオン電導度がおよそ１０−５Ｓ／ｃｍである。  
【００３７】
負極活物質は、電極反応物質であるリチウムイオンを吸蔵放出可能である負極材料を含んでいる。この負極材料は、高いエネルギー密度が得られる観点から、炭素材料または金属系材料などであることが好ましいが、これに限定されるものではない。
【００３８】
炭素材料は、例えば、易黒鉛化性炭素、難黒鉛化性炭素、黒鉛、メソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）または高配向性グラファイト（ＨＯＰＧ）などである。
【００３９】
金属系材料は、例えば、リチウムと合金を形成可能な金属元素または半金属元素を構成元素として含む材料である。より具体的には、金属系材料は、例えば、ケイ素（Ｓｉ）、スズ（Ｓｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、インジウム（Ｉｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ホウ素（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、カドミウム（Ｃｄ）、銀（Ａｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、イットリウム（Ｙ）、パラジウム（Ｐｄ）または白金（Ｐｔ）などの単体、合金または化合物のいずれか１種類または２種類以上である。但し、単体は、純度１００％に限らず、微量の不純物を含んでいてもよい。この金属系材料は、例えば、Ｓｉ、Ｓｎ、ＳｉＢ４、ＴｉＳｉ２、ＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯv（０＜ｖ≦２）、ＬｉＳｉＯ、ＳｎＯｗ（０＜ｗ≦２）、ＳｎＳｉＯ３、ＬｉＳｎＯまたはＭｇ２Ｓｎなどである。
【００４０】
この他、金属系材料は、リチウム含有化合物またはリチウム金属（リチウムの単体）でもよい。このリチウム含有化合物は、リチウムと遷移金属元素とを構成元素として含む複合酸化物（リチウム遷移金属複合酸化物）であり、例えば、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２などである。
【００４１】
負極活物質は、負極活物質粒子の粉末を含んでいる。負極活物質粒子の表面が、被覆剤で被覆されていてもよい。ここで、被覆は、負極活物質粒子の表面の全体に限定されるものではなく、負極活物質粒子の表面の一部であってもよい。被覆剤は、例えば、固体電解質および導電剤のうち少なくとも１種である。負極活物質粒子の表面を被覆剤で被覆することで、負極活物質と固体電解質との界面抵抗を低減することができる。また、負極活物質の構造の崩壊を抑制できるので、掃引電位幅を広げ、多くのリチウムを反応に使えるようになると共に、サイクル特性も向上できる。結着剤及び導電剤は上記で説明をしたとおりである。
【００４２】
（集電層）
第１集電層１０３及び第２集電層１０７には、５００℃以下にガラス転移点を有する材料が含まれる。第１集電層１０３及び第２集電層１０７は、５００℃以下にガラス転移点を有する材料の他に、導電率が大きい材料を含んでもよい。第１集電層１０３及び第２集電層１０７は、例えば、炭素、グラファイト、カーボンナノチューブなどの一般的な炭素系材料や、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｐｄなど、又は、これらの何れかの元素を含む合金、を材料として構成することができる。負極用の集電層に含まれる材料としても、正極用の集電層と同様の材料を用いることができる。
【００４３】
また、正極用の集電層を構成する材料は正極層を構成する材料と同じであってもよいし、異なっていてもよい。さらに、負極用の集電層を構成する材料は負極層を構成する材料と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００４４】
また、第１集電層１０３及び第２集電層１０７には、それぞれ正極活物質及び負極活物質を含んでもよい。例えば、負極活物質である導電性炭素物質（グラファイト）が、負極用の集電層に含まれてもよい。その含有比は、集電層として機能する限り特に限定はされないが、正極集電体／正極活物質、又は負極集電体／負極活物質が体積比率で９０／１０から７０／３０の範囲であることが好ましい。正極用の集電層及び負極用の集電層が、それぞれ正極活物質及び負極活物質を含むことにより、正極用の集電層と正極活物質層、及び負極用の集電層と負極活物質層との密着性が向上するため望ましい。第１集電層１０３及び第２集電層１０７には、必要に応じて結着剤などの添加剤を更に含んでいてもよい。
【００４５】
本実施形態の第１集電層１０３及び第２集電層１０７は、イオン電導度が１０−7Ｓ／ｃｍ以下に設定されている。さらに、第１集電層１０３及び第２集電層１０７は、イオン電導度が１０−8Ｓ／ｃｍ以下に設定されていることが好ましい。
【００４６】
（絶縁層）
第１絶縁層１０９及び第２絶縁層１１０には、５００℃以下にガラス転移点を有する材料が含まれる。第１絶縁層１０９及び第２絶縁層１１０は、５００℃以下にガラス転移点を有する材料の他に、無機絶縁性材料及び／又は有機絶縁性材料を含んでもよい。無機絶縁材料としては、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）等が挙げられ、有機絶縁性材料としては、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体等が挙げられる。第１絶縁層１０９及び第２絶縁層１１０には、必要に応じて結着剤などの添加剤を更に含んでいてもよい。
【００４７】
本実施形態の第１絶縁層１０９及び第２絶縁層１１０には、５００℃以下にガラス転移点を有する材料が含まれる。第１絶縁層１０９及び第２絶縁層１１０は、５００℃以下にガラス転移点を有する材料の他に、無機絶縁性材料を含んでもよい。無機絶縁材料としては、例えば、酸化アルミニウム〈Ａｌ2Ｏ3〉、酸化ケイ素〈ＳｉＯ２〉、酸化マグネシウム〈ＭｇＯ〉、酸化チタン〈ＴｉＯ２〉、酸化ジルコニウム〈ＺｒＯ２〉等が挙げられ、第１絶縁層１０９及び第２絶縁層１１０には、必要に応じて結着剤などの添加剤を更に含んでいてもよい。第１絶縁層１０９及び第２絶縁層１１０は、イオン電導度が１０−7Ｓ／ｃｍ以下に設定されている。さらに、第１絶縁層１０９及び第２絶縁層１１０は、イオン電導度が１０−8Ｓ／ｃｍ以下に設定されていることが好ましい。なお、イオン電導度の調整は、材料の種類や組成等で行う。
【００４８】
ここで、正極層を含む積層体と負極層を含む積層体とを連続積層した場合、集電層がイオン伝導性を有していたり、絶縁層が、イオン伝導性を有していたりすると、充電時に、積層体の最上面の充電されていない正極層から集電層もしくは絶縁層を介して下の正極層にリチウムが拡散してしまう。このため、その正極層が電解質層を介して対向する負極層が局所的に過充電になり、電池内部でショートなどが発生するおそれがある。同様に、充電時に、積層体の最下面の充電されていない負極層にその上部の負極層からリチウムが拡散するため、放電に寄与する負極層を含む積層体の容量が減少するため、電池の容量低下などにつながるおそれがある。
【００４９】
本実施形態におけるイオン電導度は、第１集電層１０３が第１正極層１０２及び第２正極層１０４よりも十分に低く、かつ、第１絶縁層１０９が第１電解質層１０１よりも低い。このため、例えば図１において、充電時に、最上面の充電されていない第２正極層１０４から第１正極層１０２へ、第１集電層１０３を介して（矢印Ａの方向）又は第１絶縁層１０９を介して（矢印Ｂ及びＣの方向）、リチウム等の正極活物質が拡散しなくなる。これにより、本実施形態の全固体電池１０は、第１電解質層１０１を介して第１正極層１０２と対向する第１負極層１０８が局所的に過充電になることを防止し、電池内部のショートの発生を抑制することができる。
【００５０】
本実施形態におけるイオン電導度は、第２集電層１０７が、第１負極層１０６及び第２負極層１０８よりも十分に低く、かつ、第２絶縁層１１０が第２電解質層１０５よりも低い。このため、例えば図１において、充電時に、第２負極層１０８から最下面の充電されていない第１負極層１０６へ、第２集電層１０７を介して（矢印Ｄの方向）又は第２絶縁層１１０を介して（矢印Ｅの方向）、リチウム等の負極活物質が拡散しなくなる。これにより、本実施形態の全固体電池１０は、放電に寄与する最下層の第２積層体１４の容量が減少することを防止し、電池容量の低下を抑制することができる。
【００５１】
また、積層型の全固体電池を製造する場合、従来は、集電層の上下面に正極又は負極が配置された積層体を作製する他に、最上層及び最下層に集電層の片側のみに正極又は負極が配置された積層体を別途２種類作製する必要があった。集電層の両面に活物質層がいるものを最上下面に用いると、それぞれ一番上の層及び下の層の活物質層は余剰になり、集電層もしくは絶縁層を通じて電池反応に関与してしまうからである。このため、全部で４種類の積層体を作製する必要があるが、通常積層機は２〜３種類程度の積層体を積層するため、積層体の作製種類が増えるだけでなく、積層機も複雑なものになってしまうという問題があった。
【００５２】
本実施形態の全固体電池１０は、積層する積層体が、第１積層体１３及び第２積層体１４の２種類のみであるため、３種類以上の積層体を作製するものに対し、全固体電池の製造時の印刷工程及び積層工程を簡略化することができる。また、本実施形態の全固体電池１０は、製造時における中間部品の品種を低減することもできる。
【００５３】
なお、本実施形態の全固体電池１０は、最上層の電極が正極で最下層の電極が負極であるが、本技術に係る全固体電池はこれに限らず、正極層と負極層とが交互に積層されていればよく、最上層の電極が負極で最下層の電極が正極である場合や、両方とも同種の電極であってもよい。
【００５４】
［１−２．第１積層体の積層例］
図２は、本実施形態の第１積層体１３の形成例を示す模式図である。図２を用いて第１積層体１３の形成方法の一例について説明する。
【００５５】
まず、第１離型フィルムに第１電解質層１０１を塗布する。次に、第１正極層１０２、第１集電体層１０３、第２正極層１０４、下部第１絶縁層１０９ａ及び上部第１絶縁層１０９ｂの各スラリーを作製する。そして、第１電解質層１０１の上面に、第１正極層１０２、下部第１絶縁層１０９ａ、第１集電体層１０３、第２正極層１０４及び上部第１絶縁層１０９ｂの順序及びパターンで、作製した各スラリーをスクリーン印刷により積層印刷して、第１積層体１３を形成する。
【００５６】
［１−３．第２積層体の積層例］
図３は、本実施形態の第２積層体１４の形成例を示す模式図である。図３を用いて第２積層体１４の形成方法の一例について説明する。
【００５７】
まず、第２離型フィルムに第２電解質層１０５を塗布する。次に、第１負極層１０６、第２集電体層１０７、第２負極層１０８及び第２絶縁層１１０の各スラリーを作製する。そして、第２電解質層１０５の上面に、第１負極層１０６、第２集電体層１０７、第２負極層１０８及び第２絶縁層１１０の順序及びパターンで、作製した各スラリーをスクリーン印刷により積層印刷して、第２積層体１４を形成する。
【００５８】
［１−４．全固体電池の製造方法の例］
図１ないし図４を用いて、本実施形態の全固体電池１０の製造方法の一例について説明する。図４は、本実施形態の全固体電池の積層例を示す断面図である。
【００５９】
まず、図２に示すように、上述の形成方法により第１積層体１３を形成する。これにより、第１積層体１３の側面部の少なくとも一部には、第１絶縁層１０９が接続されている。
【００６０】
次に、図３に示すように、上述の形成方法により第２積層体１４を形成する。これにより、第２積層体１４の側面部の少なくとも一部には、第２絶縁層１１０が接続されている。
【００６１】
そして、第１積層体１３から第１離型フィルムを離型し、第２積層体１４から第２離型フィルムを離型する。
【００６２】
最後に、第１積層体１３とその下層の第２積層体１４とは、第１正極層１０２が積層されていない第１電解質層１０１の主平面と、第２集電層１０７が積層されていない第２負極層１０８の主平面とで積層する。同様に、第２積層体１４とその下層の第１積層体１３とは、第１負極層１０６が積層されていない第２電解質層１０５の主平面と、第１集電層１０３が積層されていない第２正極層１０４の主平面とで積層する。これらを繰り返して第１積層体１３と第２積層体１４との積層構造を形成する。
【００６３】
最後に、最上層の上面を上部外層１１と接合させ、最下層の下面を下部外層１２と接合させて、全固体電池１０を製造する。
【００６４】
［１−５．実施例］
以下のように、本技術に係る実施例の全固体電池を作製し、本実施例と比較例とのイオン電導度を評価した。
【００６５】
（実験方法）
[電解質層の作製]
１．酸化物ガラス（Li2O:SiO2:B203=54:11:35）を、アクリルバインダと70：30wt%の重量比で混合したものを、酢酸ブチルに固形分が30wt%になるように混合、5mmφのジルコニアボールとともに、４時間攪拌する。それを離形フィルム上に塗布し、80℃で10分乾燥する。
【００６６】
[正極スラリーの作製]
２．Aldrich社製コバルト酸リチウム（LiCoO2）を、酸化物ガラス（Li2O:SiO2:B203=54:11:35）と50:50wt%で混合し、アクリルバインダと80：20wt%で混合したものを、テルピネオールに固形分が60wt%になるように混合して、例えば、泡とり練太郎にて3000rpmで１時間攪拌する。
【００６７】
[負極スラリーの作製]
３．TIMCAL社製KS6を、酸化物ガラス（Li2O:SiO2:B203=54:11:35）と50:50wt%で混合し、アクリルバインダと80：20wt%で混合したものを、テルピネオールに固形分が60wt%になるように混合して、例えば、泡とり練太郎にて3000rpmで１時間攪拌する。
【００６８】
[集電層スラリーの作製]
４．TIMCAL社製KS6を、酸化物ガラス（Bi-B系ガラス  旭硝子社製ASF1096）と50:50wt%で混合したものと、アクリルバインダと80：20wt%で混合したものとを、テルピネオールに固形分が60wt%になるように混合して、例えば、泡とり練太郎にて3000rpmで１時間攪拌する。
【００６９】
[絶縁層スラリーの作製]
５．アルミナ粒子（AHP300日本軽金属）を、酸化物ガラス（Bi-B系ガラス  旭硝子社製ASF1096）と50:50wt%で混合したものと、アクリルバインダと80：20wt%で混合したものとを、テルピネオールに固形分が60wt%になるように混合して、例えば、泡とり練太郎にて3000rpmで１時間攪拌する。
【００７０】
[絶縁層の作製]
６．アルミナ粒子（AHP300日本軽金属）を、酸化物ガラス（Bi-B系ガラス  旭硝子社製ASF1096）と50:50wt%で混合したものと、アクリルバインダと70：30wt%で混合したものとを、酢酸ブチルに固形分が30wt%になるように混合して、5mmφのジルコニアボールとともに、４時間攪拌する。それを離形フィルム上に塗布し、80℃で10分乾燥する。
【００７１】
７．上記実験工程１で作製した電解質層に、図２及び図３の順序及びパターンになるように、スクリーン印刷により各スラリーを積層印刷して、第１積層体（正極グリーンシート）、及び第２積層体（負極グリーンシート）を形成する。
【００７２】
８．上記実験工程７で作製した正極グリーンシート及び負極グリーンシートを、図に示した形状に加工後、離型フィルムから離型して、下の順序積層したのち、100℃で10分間熱圧着する。
【００７３】
９．上記実験工程８に対して、300℃で10時間加熱することで、アクリルバインダを除去したのちに、400℃で30分焼結させる。
【００７４】
１０．上記実験工程９のセルの両側面に、Agペースト（大研化学）を塗布し、120℃で10分間乾燥させる。
【００７５】
１１．上記実験工程４及び５の集電層スラリー及び絶縁層スラリーに用いるガラスとして、酸化物ガラス（Li2O:SiO2:B203=54:11:35）を用いたもので、同様の試作を行った。
【００７６】
１２．集電層及び絶縁層は、それぞれの単体から構成される薄膜を焼結し、イオン伝導度を測定した。
【００７７】
１３．上記実験工程１０で作製した端子に、電流リードを設置して、充放電評価を行った。
【００７８】
１４．セルの充放電は、充電：4.2V、0.1C-CCCV 0.01C cut、放電:0.1C 2.0Vでサイクル特性を評価した。
【００７９】
（実験結果）
上記実験工程１２において、集電層スラリー又は絶縁層スラリーのみを用いて焼結した薄膜のイオン伝導度を、以下の表１に示す。
【００８０】
【表１】
0006729716.tif 000002
【００８１】
表１から、Ｂｉ-Ｂ系ガラスを用いた集電層Ａ及び絶縁層Ａは、イオン伝導度が10-10 Ｓ/ｃｍ未満となり、酸化物系ガラスを用いた集電層Ｂ、Ｃ及び絶縁層Ｂ、Ｃは、イオン伝導度がそれぞれ10-7、10-6 Ｓ/ｃｍとなった。このことから、酸化物系ガラスを用いると、Ｂｉ-Ｂ系ガラスを用いるよりもイオン伝導度が高くなることがわかった。
【００８２】
次に、上記実験工程１３において、サイクル特性の試験を５０サイクル行った結果を、以下の表２に示す。
【００８３】
【表２】
0006729716.tif 000003
【００８４】
表２から、イオン伝導度が１０−７Ｓ/ｃｍ以下の集電層Ａ及び絶縁層Ａを用いた場合（実施例１）は、５０サイクル後もショート発生がないことがわかった。また、イオン伝導度が１０−６ Ｓ/ｃｍの集電層Ｃ又は絶縁層Ｃのうち、少なくとも一方を用いた場合（比較例１〜３）は、サイクル試験の途中で電池内部のショートが発生することがわかった。
【００８５】
以上の実験の結果より、全固体電池にイオン伝導度が１０−７ Ｓ/ｃｍ以下の集電層及び絶縁層を用いると、電池内部のショートの発生を抑制することができるといえる。
【００８６】
＜２．第２実施形態（全固体電池の変形例１）＞  
図５は、本技術を適用した第２実施形態の全固体電池の構成例を示す断面図である。図５を用いて、実施形態１の全固体電池１０の変形例１となる全固体電池５０について説明する。本実施形態の全固体電池５０が、第１実施形態の全固体電池１０と異なる点は、負極層を含む第２積層体に、第２集電層が形成されていないという点である。その他の全固体電池５０の構成は、全固体電池１０と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００８７】
本実施形態の全固体電池５０内の第２積層体１５（Ｔｙｐｅ３）は、下層から上層へ、第２電解質層１０５、第１負極層１０６及び第２負極層１０８が、この順で積層されている。また、第２積層体１５の側面部の少なくとも一部には、第２絶縁層１１０が各層の隙間を埋めるように備えられている。
【００８８】
本実施形態の全固体電池５０のように、第２積層体１５に集電層がない場合であっても、第１負極層１０６及び第２負極層１０８では、イオン伝導度が高く、十分に電子が流れやすいため、第１実施形態の全固体電池１０と同様の効果を得ることができる。
【００８９】
＜３．第３実施形態（全固体電池の変形例２）＞
図６は、本技術を適用した第３実施形態の全固体電池の構成例を示す断面図である。図６を用いて、実施形態１の全固体電池１０の変形例２となる全固体電池５１について説明する。本実施形態の全固体電池５１が、第１実施形態の全固体電池１０と異なる点は、最上層及び最下層の積層体に含まれる集電層が片面にのみ、正極又は負極の電極層を配置しているという点である。その他の全固体電池５１の構成は、全固体電池１０と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００９０】
全固体電池５１内の最上層に積層された第４積層体１６（Ｔｙｐｅ４）は、下層から上層へ、第１電解質層１０１、第１正極層１０２及び第１集電層１０３が、この順で積層されている。全固体電池５１内の最下層に積層された第５積層体１７（Ｔｙｐｅ５）は、下層から上層へ、第１電解質層１０１、第１集電層１０３及び第２正極層１０４が、この順で積層されている。第４積層体１６及び第５積層体１７の側面部の少なくとも一部には、それぞれ第１絶縁層１０９が各層の隙間を埋めるように備えられている。
【００９１】
本実施形態の全固体電池５１は、積層体の最上面及び最下面に電極層が無いため、充電時に、最上層及び最下層の集電層及び絶縁層に余計な活物質が流れ込むことがない。これにより、全固体電池５１は、第１実施形態の全固体電池１０と同様に、電池内部のショートの発生及び電池容量の低下を抑制することができる。
【００９２】
＜４．固体電池の用途の概要＞
【００９３】
固体電池の用途について詳細に説明する。固体電池の用途は、その固体電池を駆動用の電源または電力蓄積用の電力貯蔵源などとして利用可能な機械、機器、器具、装置及びシステム（複数の機器などの集合体）などであれば、特に限定されない。電源として使用される固体電池は、主電源（優先的に使用される電源）でもよいし、補助電源（主電源に代えて、または主電源から切り換えて使用される電源）でもよい。固体電池を補助電源として利用する場合には、主電源の種類は固体電池に限られない。
【００９４】
固体電池の用途は、例えば、以下の通りである。ノート型パーソナルコンピュータ、タブレット型コンピュータ、携帯電話（例えばスマートフォンなど）、携帯情報端末（Personal Digital Assistants：ＰＤＡ）、撮像装置（例えばデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなど）、オーディオ機器（例えばポータブルオーディオプレイヤー）、ゲーム機器、コードレスフォン子機、電子書籍、電子辞書、ラジオ、ヘッドホン、ナビゲーションシステム、メモリーカード、ペースメーカー、補聴器、照明機器、玩具、医療機器、ロボットなどの電子機器（携帯用電子機器を含む）である。電気シェーバなどの携帯用生活器具である。バックアップ電源及びメモリーカードなどの記憶用装置である。電動ドリル及び電動鋸などの電動工具である。着脱可能な電源としてノート型パソコンなどに用いられる電池パックである。ペースメーカー及び補聴器などの医療用電子機器である。電気自動車（ハイブリッド自動車を含む）などに用いられる車両である。非常時などに備えて電力を蓄積しておく家庭用バッテリシステムなどの蓄電システムである。勿論、上記以外の用途でもよい。
【００９５】
なかでも、固体電池は、電池パック、車両、蓄電システム、電動工具、及び電子機器に適用されることが有効である。優れた電池特性が要求されるため、本技術の固体電池を用いることで、有効に性能向上を図ることができるからである。なお、電池パックは、固体電池を用いた電源であり、いわゆる組電池などである。車両は、固体電池を駆動用電源として作動（走行）する車両であり、上記したように、固体電池以外の駆動源を併せて備えた自動車（ハイブリッド自動車など）でもよい。蓄電システムは、例えば、住宅用の蓄電システムが挙げられ、固体電池を電力貯蔵源として用いるシステムである。蓄電システムでは、電力貯蔵源である固体電池に電力が蓄積されているため、その電力を利用して電力消費装置、例えば、家庭用の電気製品が使用可能になる。電動工具は、固体電池を駆動用の電源として可動部（例えばドリルなど）が可動する工具である。電子機器は、固体電池を駆動用の電源（電力供給源）として各種機能を発揮する機器である。
【００９６】
ここで、固体電池のいくつかの適用例について具体的に説明する。なお、以下で説明する各適用例の構成はあくまで一例であるため、適宜変更可能である。
【００９７】
＜５．第４実施形態（電池パックの構成例）＞
本技術に係る第４実施形態の電池パックは、本技術に係る第１実施形態の固体電池ないし本技術に係る第３実施形態の固体電池と、固体電池の使用状態を制御する制御部と、制御部の指示に応じて、固体電池の使用状態を切り換えるスイッチ部と、を備える、電池パックである。本技術に係る第４実施形態の電池パックは、優れた電池特性や優れた信頼性を有する本技術に係る第１実施形態の固体電池ないし本技術に係る第３実施形態の固体電池を備えているので、電池パックの性能や信頼性の向上につながる。
【００９８】
以下に、本技術に係る第４実施形態の電池パックについて、図面を参照しながら説明する。
【００９９】
図７は、電池パックのブロック構成を表している。この電池パックは、例えば、プラスチック材料などにより形成された筐体６０の内部に、制御部６１と、電源６２と、スイッチ部６３と、電流測定部６４と、温度検出部６５と、電圧検出部６６と、スイッチ制御部６７と、メモリ６８と、温度検出素子６９と、電流検出抵抗７０と、正極端子７１及び負極端子７２とを備えている。
【０１００】
制御部６１は、電池パック全体の動作（電源６２の使用状態を含む）を制御するものであり、例えば、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などを含んでいる。電源６２は、１または２以上の固体電池（図示せず）を含んでいる。この電源６２は、例えば、２以上の固体電池を含む組電池であり、それらの固体電池の接続形式は、直列でもよいし、並列でもよいし、双方の混合型でもよい。一例を挙げると、電源６２は、２並列３直列となるように接続された６つの固体電池を含んでいる。
【０１０１】
スイッチ部６３は、制御部６１の指示に応じて電源６２の使用状態（電源６２と外部機器との接続の可否）を切り換えるものである。このスイッチ部６３は、例えば、充電制御スイッチ、放電制御スイッチ、充電用ダイオード及び放電用ダイオード（いずれも図示せず）などを含んでいる。充電制御スイッチ及び放電制御スイッチは、例えば、金属酸化物半導体を用いた電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）などの半導体スイッチである。
【０１０２】
電流測定部６４は、電流検出抵抗７０を用いて電流を測定して、その測定結果を制御部６１に出力するものである。温度検出部６５は、温度検出素子６９を用いて温度を測定して、その測定結果を制御部６１に出力するようになっている。この温度測定結果は、例えば、異常発熱時において制御部６１が充放電制御を行う場合や、制御部６１が残容量の算出時において補正処理を行う場合などに用いられる。電圧検出部６６は、電源６２中における固体電池の電圧を測定して、その測定電圧をアナログ−デジタル変換して制御部６１に供給するものである。
【０１０３】
スイッチ制御部６７は、電流測定部６４及び電圧検出部６６から入力される信号に応じて、スイッチ部６３の動作を制御するものである。
【０１０４】
このスイッチ制御部６７は、例えば、電池電圧が過充電検出電圧に到達した場合に、スイッチ部６３（充電制御スイッチ）を切断して、電源６２の電流経路に充電電流が流れないように制御する。これにより、電源６２では、放電用ダイオードを介して放電のみが可能になる。なお、スイッチ制御部６７は、例えば、充電時に大電流が流れた場合に、充電電流を遮断するようになっている。
【０１０５】
また、スイッチ制御部６７は、例えば、電池電圧が過放電検出電圧に到達した場合に、スイッチ部６３（放電制御スイッチ）を切断して、電源６２の電流経路に放電電流が流れないようにする。これにより、電源６２では、充電用ダイオードを介して充電のみが可能になる。なお、スイッチ制御部６７は、例えば、放電時に大電流が流れた場合に、放電電流を遮断するようになっている。
【０１０６】
なお、固体電池では、例えば、過充電検出電圧は４．２Ｖ±０．０５Ｖであり、過放電検出電圧は２．４Ｖ±０．１Ｖである。
【０１０７】
メモリ６８は、例えば、不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭなどである。このメモリ６８には、例えば、制御部６１により演算された数値や、製造工程段階において測定された固体電池の情報（例えば初期状態の内部抵抗）などが記憶されている。なお、メモリ６８に固体電池の満充電容量を記憶させておけば、制御部６１が残容量などの情報を把握可能になる。
【０１０８】
温度検出素子６９は、電源６２の温度を測定すると共にその測定結果を制御部６１に出力するものであり、例えば、サーミスタなどである。
【０１０９】
正極端子７１及び負極端子７２は、電池パックを用いて稼働される外部機器（例えばノート型のパーソナルコンピュータなど）や、電池パックを充電するために用いられる外部機器（例えば充電器など）などに接続される端子である。電源６２の充放電は、正極端子７１及び負極端子７２を介して行われる。
【０１１０】
＜６．第５実施形態（車両の構成例）＞
本技術に係る第５実施形態の車両は、本技術に係る第１実施形態の固体電池ないし第３実施形態の固体電池と、固体電池から供給された電力を駆動力に変換する駆動力変換装置と、駆動力に応じて駆動する駆動部と、車両制御装置と、を備える、車両である。本技術に係る第５実施形態の車両は、優れた電池特性や優れた信頼性を有する本技術に係る第１実施形態の固体電池ないし第３実施形態の固体電池を備えているので、車両の性能や信頼性の向上につながる。
【０１１１】
以下に、本技術に係る第５実施形態の車両について、図８を参照しながら説明する。
【０１１２】
図８に、本技術が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す。シリーズハイブリッドシステムはエンジンで動かす発電機で発電された電力、あるいはそれをバッテリに一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置で走行する車である。
【０１１３】
このハイブリッド車両７２００には、エンジン７２０１、発電機７２０２、電力駆動力変換装置７２０３、駆動輪７２０４ａ、駆動輪７２０４ｂ、車輪７２０５ａ、車輪７２０５ｂ、バッテリ７２０８、車両制御装置７２０９、各種センサ７２１０、充電口７２１１が搭載されている。バッテリ７２０８に対して、蓄電装置（不図示）が適用される。
【０１１４】
ハイブリッド車両７２００は、電力駆動力変換装置７２０３を動力源として走行する。電力駆動力変換装置７２０３の一例は、モータである。バッテリ７２０８の電力によって電力駆動力変換装置７２０３が作動し、この電力駆動力変換装置７２０３の回転力が駆動輪７２０４ａ、７２０４ｂに伝達される。なお、必要な個所に直流−交流（ＤＣ−ＡＣ）あるいは逆変換（ＡＣ−ＤＣ変換）を用いることによって、電力駆動力変換装置７２０３が交流モータでも直流モータでも適用可能である。各種センサ７２１０は、車両制御装置７２０９を介してエンジン回転数を制御したり、図示しないスロットルバルブの開度（スロットル開度）を制御したりする。各種センサ７２１０には、速度センサ、加速度センサ、エンジン回転数センサなどが含まれる。
【０１１５】
エンジン７２０１の回転力は発電機７２０２に伝えられ、その回転力によって発電機７２０２により生成された電力をバッテリ７２０８に蓄積することが可能である。
【０１１６】
図示しない制動機構によりハイブリッド車両が減速すると、その減速時の抵抗力が電力駆動力変換装置７２０３に回転力として加わり、この回転力によって電力駆動力変換装置７２０３により生成された回生電力がバッテリ７２０８に蓄積される。
【０１１７】
バッテリ７２０８は、ハイブリッド車両の外部の電源に接続されることで、その外部電源から充電口２１１を入力口として電力供給を受け、受けた電力を蓄積することも可能である。
【０１１８】
図示しないが、二次電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行なう情報処理装置を備えていても良い。このような情報処理装置としては、例えば、電池の残量に関する情報に基づき、電池残量表示を行う情報処理装置などがある。
【０１１９】
なお、以上は、エンジンで動かす発電機で発電された電力、或いはそれをバッテリに一旦貯めておいた電力を用いて、モータで走行するシリーズハイブリッド車を例として説明した。しかしながら、エンジンとモータの出力がいずれも駆動源とし、エンジンのみで走行、モータのみで走行、エンジンとモータ走行という３つの方式を適宜切り替えて使用するパラレルハイブリッド車に対しても本開示は有効に適用可能である。さらに、エンジンを用いず駆動モータのみによる駆動で走行する所謂、電動車両に対しても本技術は有効に適用可能である。
【０１２０】
＜７．第６実施形態（蓄電システムの構成例）＞
本技術に係る第６実施形態の蓄電システムは、本技術に係る第１実施形態の固体電池ないし本技術に係る第３実施形態の固体電池を有する蓄電装置と、固体電池から電力が供給される電力消費装置と、固体電池からの該電力消費装置に対する電力供給を制御する制御装置と、固体電池を充電する発電装置と、を備える、蓄電システムである。本技術に係る第６実施形態の蓄電システムは、優れた電池特性や優れた信頼性を有する本技術に係る第１実施形態の固体電池ないし本技術に係る第３実施形態の固体電池を備えているので、電力貯蔵の性能や信頼性の向上につながる。
【０１２１】
以下に、本技術に係る第６実施形態の蓄電システムの１例である住宅用の蓄電システムについて、図９を参照しながら説明する。
【０１２２】
例えば、住宅９００１用の蓄電システム９１００においては、火力発電９００２ａ、原子力発電９００２ｂ、水力発電９００２ｃ等の集中型電力系統９００２から電力網９００９、情報網９０１２、スマートメータ９００７、パワーハブ９００８等を介し、電力が蓄電装置９００３に供給される。これと共に、家庭内発電装置９００４等の独立電源から電力が蓄電装置９００３に供給される。蓄電装置９００３に供給された電力が蓄電される。蓄電装置９００３を使用して、住宅９００１で使用する電力が給電される。住宅９００１に限らずビルに関しても同様の蓄電システムを使用できる。
【０１２３】
住宅９００１には、発電装置９００４、電力消費装置９００５、蓄電装置９００３、各装置を制御する制御装置９０１０、スマートメータ９００７、各種情報を取得するセンサ９０１１が設けられている。各装置は、電力網９００９及び情報網９０１２によって接続されている。発電装置９００４として、太陽電池、燃料電池等が利用され、発電した電力が電力消費装置９００５及び／または蓄電装置９００３に供給される。電力消費装置９００５は、冷蔵庫９００５ａ、空調装置９００５ｂ、テレビジョン受信機９００５ｃ、風呂９００５ｄ等である。さらに、電力消費装置９００５には、電動車両９００６が含まれる。電動車両９００６は、電気自動車９００６ａ、ハイブリッドカー９００６ｂ、電気バイク９００６ｃである。
【０１２４】
蓄電装置９００３に対して、上述した本開示のバッテリユニットが適用される。蓄電装置９００３は、二次電池又はキャパシタから構成されている。例えば、リチウムイオン電池によって構成されている。リチウムイオン電池は、定置型であっても、電動車両９００６で使用されるものでも良い。スマートメータ９００７は、商用電力の使用量を測定し、測定された使用量を、電力会社に送信する機能を備えている。電力網９００９は、直流給電、交流給電、非接触給電の何れか一つまたは複数を組み合わせてもよい。
【０１２５】
各種のセンサ９０１１は、例えば人感センサ、照度センサ、物体検知センサ、消費電力センサ、振動センサ、接触センサ、温度センサ、赤外線センサ等である。各種センサ９０１１により取得された情報は、制御装置９０１０に送信される。センサ９０１１からの情報によって、気象の状態、人の状態等が把握されて電力消費装置９００５を自動的に制御してエネルギー消費を最小とすることができる。さらに、制御装置９０１０は、住宅９００１に関する情報をインターネットを介して外部の電力会社等に送信することができる。
【０１２６】
パワーハブ９００８によって、電力線の分岐、直流交流変換等の処理がなされる。制御装置９０１０と接続される情報網９０１２の通信方式としては、ＵＡＲＴ(UniversalAsynchronous Receiver-Transmitter:非同期シリアル通信用送受信回路）等の通信インターフェースを使う方法、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ、Ｗｉ−Ｆｉ等の無線通信規格によるセンサ・ネットワークを利用する方法がある。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）方式は、マルチメディア通信に適用され、一対多接続の通信を行うことができる。ＺｉｇＢｅｅは、ＩＥＥＥ(Institute of Electrical and Electronics Engineers) ８０２．１５．４の物理層を使用するものである。ＩＥＥＥ８０２．１５．４は、ＰＡＮ(Personal AreaNetwork) またはＷ(Wireless)ＰＡＮと呼ばれる短距離無線ネットワーク規格の名称である。
【０１２７】
制御装置９０１０は、外部のサーバ９０１３と接続されている。このサーバ９０１３は、住宅９００１、電力会社、サービスプロバイダーの何れかによって管理されていても良い。サーバ９０１３が送受信する情報は、たとえば、消費電力情報、生活パターン情報、電力料金、天気情報、天災情報、電力取引に関する情報である。これらの情報は、家庭内の電力消費装置（たとえばテレビジョン受信機）から送受信しても良いが、家庭外の装置（たとえば、携帯電話機等）から送受信しても良い。これらの情報は、表示機能を持つ機器、たとえば、テレビジョン受信機、携帯電話機、ＰＤＡ(Personal Digital Assistants)等に、表示されてもよい。
【０１２８】
各部を制御する制御装置９０１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等で構成され、この例では、蓄電装置９００３に格納されている。制御装置９０１０は、蓄電装置９００３、家庭内発電装置９００４、電力消費装置９００５、各種センサ９０１１、サーバ９０１３と情報網９０１２により接続され、例えば、商用電力の使用量と、発電量とを調整する機能を有している。なお、その他にも、電力市場で電力取引を行う機能等を備えていてもよい。
【０１２９】
以上のように、電力が火力９００２ａ、原子力９００２ｂ、水力９００２ｃ等の集中型電力系統９００２のみならず、家庭内発電装置９００４（太陽光発電、風力発電）の発電電力を蓄電装置９００３に蓄えることができる。したがって、家庭内発電装置９００４の発電電力が変動しても、外部に送出する電力量を一定にしたり、または、必要なだけ放電したりするといった制御を行うことができる。例えば、太陽光発電で得られた電力を蓄電装置９００３に蓄えると共に、夜間は料金が安い深夜電力を蓄電装置９００３に蓄え、昼間の料金が高い時間帯に蓄電装置９００３によって蓄電した電力を放電して利用するといった使い方もできる。
【０１３０】
なお、この例では、制御装置９０１０が蓄電装置９００３内に格納される例を説明したが、スマートメータ９００７内に格納されてもよいし、単独で構成されていてもよい。さらに、蓄電システム９１００は、集合住宅における複数の家庭を対象として用いられてもよいし、複数の戸建て住宅を対象として用いられてもよい。
【０１３１】
＜８．第７実施形態（電動工具の構成例）＞
本技術に係る第７実施形態の電動工具は、本技術に係る第１実施形態の固体電池ないし本技術に係る第３実施形態の固体電池と、固体電池から電力が供給される可動部とを備える、電動工具である。本技術に係る第７実施形態の電動工具は、優れた電池特性や優れた信頼性を有する本技術に係る第１実施形態の固体電池ないし第３実施形態の固体電池を備えているので、電動工具の性能向上につながる。
【０１３２】
以下に、本技術に係る第７実施形態の電動工具について、図１０を参照しながら説明する。
【０１３３】
図１０は、電動工具のブロック構成を表している。この電動工具は、例えば、電動ドリルであり、プラスチック材料などにより形成された工具本体９８の内部に、制御部９９と、電源１００とを備えている。この工具本体９８には、例えば、可動部であるドリル部１０１が稼働（回転）可能に取り付けられている。
【０１３４】
制御部９９は、電動工具全体の動作（電源１００の使用状態を含む）を制御するものであり、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源１００は、１または２以上の固体電池（図示せず）を含んでいる。この制御部９９は、図示しない動作スイッチの操作に応じて、電源１００からドリル部１０１に電力を供給するようになっている。
【０１３５】
＜９．第８実施形態（電子機器の構成例）＞
本技術に係る第８実施形態の電子機器は、本技術に係る第１実施形態の固体電池ないし本技術に係る第３実施形態の固体電池を備え、固体電池から電力の供給を受ける、電子機器である。上述したように、本技術に係る第８実施形態の電子機器は、固体電池を駆動用の電源（電力供給源）として各種機能を発揮する機器である。本技術に係る第８実施形態の電子機器は、優れた電池特性や優れた信頼性を有する本技術に係る第１実施形態の固体電池ないし本技術に係る第３実施形態の固体電池を備えているので、電子機器の性能向上につながる。
【０１３６】
以下に、本技術に係る第８実施形態の電子機器について、図１１を参照しながら説明する。
【０１３７】
本技術の第８実施形態に係る電子機器４００の構成の一例について説明する。電子機器４００は、電子機器本体の電子回路４０１と、電池パック３００とを備える。電池パック３００は、正極端子３３１ａ及び負極端子３３１ｂを介して電子回路４０１に対して電気的に接続されている。電子機器４００は、例えば、ユーザにより電池パック３００を着脱自在な構成を有している。なお、電子機器４００の構成はこれに限定されるものではなく、ユーザにより電池パック３００を電子機器４００から取り外しできないように、電池パック３００が電子機器４００内に内蔵されている構成を有していてもよい。
【０１３８】
電池パック３００の充電時には、電池パック３００の正極端子３３１ａ、負極端子３３１ｂがそれぞれ、充電器（図示せず）の正極端子、負極端子に接続される。一方、電池パック３００の放電時（電子機器４００の使用時）には、電池パック３００の正極端子３３１ａ、負極端子３３１ｂがそれぞれ、電子回路４０１の正極端子、負極端子に接続される。
【０１３９】
電子機器４００としては、例えば、ノート型パーソナルコンピュータ、タブレット型コンピュータ、携帯電話（例えば、スマートフォンなど）、携帯情報端末（Personal Digital Assistants：ＰＤＡ）、撮像装置（例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなど）、オーディオ機器（例えばポータブルオーディオプレイヤー）、ゲーム機器、コードレスフォン子機、電子書籍、電子辞書、ラジオ、ヘッドホン、ナビゲーションシステム、メモリーカード、ペースメーカー、補聴器、照明機器、玩具、医療機器、ロボットなどが挙げられるが、これに限定されるものではない。具体例として、頭部装着型ディスプレイ及びバンド型電子機器を説明すると、頭部装着型ディスプレイは、画像表示装置、画像表示装置を観察者の頭部に装着するための装着装置、及び画像表示装置を装着装置に取り付けるための取付け部材を備え、本技術に係る第１ないし第３実施形態の固体電池を駆動用の電源とした電子機器であり、バンド型電子機器は、バンド状に連結される複数のセグメントと、複数のセグメント内に配置される複数の電子部品と、複数のセグメント内の複数の電子部品を接続し、少なくとも１つのセグメント内に蛇行形状で配置されるフレキシブル回路基板とを備え、上記電子部品として、本技術に係る第１ないし第３実施形態の固体電池が、上記セグメントに配される源電子機器である。
【０１４０】
電子回路４０１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、周辺ロジック部、インターフェース部及び記憶部などを備え、電子機器４００の全体を制御する。
【０１４１】
電池パック３００は、組電池３０１と、充放電回路３０２とを備える。組電池３０１は、複数の二次電池３０１ａを直列及び／または並列に接続して構成されている。複数の二次電池３０１ａは、例えばｎ並列ｍ直列（ｎ、ｍは正の整数）に接続される。なお、図６では、６つの二次電池３０１ａが２並列３直列（２Ｐ３Ｓ）に接続された例が示されている。二次電池３０１ａとしては、第１の実施形態またはその変形例に係る二次電池が用いられる。
【０１４２】
充電時には、充放電回路３０２は、組電池３０１に対する充電を制御する。一方、放電時（すなわち電子機器４００の使用時）には、充放電回路３０２は、電子機器４００に対する放電を制御する。  
【０１４３】
＜１０．応用例１：プリント回路基板＞
上述した固体電池は、図１２に示すように、プリント回路基板１２０２（Print circuit board、以下「ＰＣＢ」と称する。）上に充電回路等と共に実装することができる。例えば、ＰＣＢ１２０２上に固体電池１２０３及び充電回路等の電子回路をリフロー工程でもって実装することができる。ＰＣＢ１２０２上に固体電池１２０３及び充電回路等の電子回路が実装されたものを電池モジュール１２０１と称する。電池モジュール１２０１は、必要に応じてカード型の構成とされ、携帯可能なカード型モバイルバッテリとして構成することができる。
【０１４４】
ＰＣＢ１２０２上には、また、充電制御ＩＣ(Integrated Circuit)１２０４、電池保護ＩＣ１２０５及び電池残量監視ＩＣ１２０６が形成されている。電池保護ＩＣ１２０５は、充放電時に充電電圧が過大となったり、負荷短絡によって過電流が流れたり、過放電が生じることがないように充放電動作を制御する。
【０１４５】
ＰＣＢ１２０２に対してＵＳＢ(Universal Serial Bus)インターフェース１２０７が取り付けられている。ＵＳＢインターフェース１２０７を通じて供給される電力によって固体電池１２０３が充電される。この場合、充電制御ＩＣ１２０４によって充電動作が制御される。さらに、ＰＣＢ１２０２に取り付けられている負荷接続端子１２０８ａ及び１２０８ｂから負荷１２０９に対して所定の電力（例えば電圧が４．２Ｖ）が供給される。固体電池１２０３の電池残量が電池残量監視ＩＣ１２０６によって監視され、電池残量を表す表示（図示しない）が外部から分かるようになされる。なお、負荷接続のためにＵＳＢインターフェース１２０７を使用してもよい。
【０１４６】
上述した負荷１２０９の具体例は以下のようなものである。
Ａ．ウェアラブル機器（スポーツウオッチ、時計、補聴器等）、
Ｂ．ＩｏＴ端末（センサネットワーク端末等）、
Ｃ．アミューズメント機器（ポータブルゲーム端末、ゲームコントローラ）、
Ｄ．ＩＣ基板埋め込み電池（リアルタイムクロックＩＣ）、
Ｅ．環境発電機器（太陽光発電、熱電発電、振動発電等の発電素子用の蓄電素子）。
【０１４７】
＜１１．応用例２：ユニバーサルクレジットカード＞
現在、複数枚のクレジットカードを持ち歩いている人が多い。しかしながら、クレジットカードの枚数が多くなるほど、紛失、盗難等の危険性が増す問題がある。そこで、複数枚のクレジットカードやポイントカードなどの機能を１枚のカードに集約した、ユニバーサルクレジットカードと呼ばれるカードが実用化されている。このカードの中には、例えば、様々なクレジットカードやポイントカードの番号や有効期限等の情報を取り込むことができるので、そのカード１枚を財布等の中の入れておけば、好きな時に好きなカードを選択して利用することができる。
【０１４８】
図１３はユニバーサルクレジットカード１３０１の構成の一例を示す。カード型形状を有し、ＩＣチップ及び本技術に係る固体電池（不図示）が内蔵されている。さらに、小電力消費のディスプレイ１３０２及び操作部例えば方向キー１３０３ａ及び１３０３ｂが設けられている。さらに、充電用端子１３０４がユニバーサルクレジットカード１３０１の表面に設けられている。
【０１４９】
例えば、ユーザはディスプレイ１３０２を見ながら方向キー１３０３ａ及び１３０３ｂを操作して予めユニバーサルクレジットカード１３０１にロードされているクレジットカード等を特定することができる。複数のクレジットカードが予めロードされている場合には、ディスプレイ１３０２に各クレジットカードを示す情報が表示され、ユーザが方向キー１３０３ａ及び１３０３ｂを操作して所望のクレジットカードを指定することができる。その後は、従来のクレジットカードと同様に使用することができる。なお、上記は一例であって、本技術による固体電池は、ユニバーサルクレジットカード１３０１以外のあらゆる電子カードに適用可能であることは言うまでもない。
【０１５０】
＜１２．応用例３：リストバンド型電子機器＞
ウェアラブル端末の一例として、リストバンド型電子機器がある。その中でも、リストバンド型活動量計は、スマートバンドとも呼ばれ、腕に巻き付けておくのみで、歩数、移動距離、消費カロリー、睡眠量、心拍数などの人の活動に関するデータを取得することができるものである。さらに、取得されたデータをスマートフォンで管理することもできる。さらに、メールの送受信機能を備えることもでき、例えば、メールの着信をＬＥＤ(Light Emitting Diode)ランプ及び／又はバイブレーションでユーザに知らせる通知機能を有するものが使用されている。
【０１５１】
図１４及び図１５は、例えば脈拍を計測するリストバンド型活動量計の一例を示す。図１４は、リストバンド型活動量計１５０１の外観の構成例を示している。図１５は、リストバンド型活動量計１５０１の本体部１５０２の構成例を示している。
【０１５２】
リストバンド型活動量計１５０１は、光学方式により被験者の例えば脈拍を計測するリストバンド型の計測装置である。図１４に示されるように、リストバンド型活動量計１５０１は、本体部１５０２とバンド１５０３により構成され、腕時計のようにバンド１５０３が被験者の腕（手首）１５０４に装着される。そして、本体部１５０２が、所定の波長の計測光を被験者の腕１５０４の脈を含む部分に照射し、戻ってきた光の強度に基づいて、被験者の脈拍の計測を行う。
【０１５３】
本体部１５０２は、基板１５２１、ＬＥＤ１５２２、受光ＩＣ１５２３、遮光体１５２４、操作部１５２５、演算処理部１５２６、表示部１５２７、及び無線装置１５２８を含むように構成される。ＬＥＤ１５２２、受光ＩＣ１５２３、及び、遮光体１５２４は、基板１５２１上に設けられている。ＬＥＤ１５２２は、受光ＩＣ１５２３の制御の下に、所定の波長の計測光を被験者の腕１５０４の脈を含む部分に照射する。
【０１５４】
受光ＩＣ１５２３は、計測光が腕１５０４に照射された後に戻ってきた光を受光する。受光ＩＣ１５２３は、戻ってきた光の強度を示すデジタルの計測信号を生成し、生成した計測信号を演算処理部１５２６に供給する。
【０１５５】
遮光体１５２４は、基板１５２１上においてＬＥＤ１５２２と受光ＩＣ１５２３の間に設けられている。遮光体１５２４は、ＬＥＤ１５２２からの計測光が、受光ＩＣ１５２３に直接入射されることを防止する。
【０１５６】
操作部１５２５は、例えば、ボタン、スイッチ等の各種の操作部材により構成され、本体部１５０２の表面等に設けられる。操作部１５２５は、リストバンド型活動量計１５０１の操作に用いられ、操作内容を示す信号を演算処理部１５２６に供給する。
【０１５７】
演算処理部１５２６は、受光ＩＣ１５２３から供給される計測信号に基づいて、被験者の脈拍を計測するための演算処理を行う。演算処理部１５２６は、脈拍の計測結果を表示部１５２７及び無線装置１５２８に供給する。
【０１５８】
表示部１５２７は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示装置により構成され、本体部１５０２の表面に設けられる。表示部１５２７は、被験者の脈拍の計測結果等を表示する。
【０１５９】
無線装置１５２８は、所定の方式の無線通信により、被験者の脈拍の計測結果を外部の装置に送信する。例えば、図１５に示されるように、無線装置１５２８は、被験者の脈拍の計測結果をスマートフォン１５０５に送信し、スマートフォン１５０５の画面１５０６に計測結果を表示させる。さらに、計測結果のデータがスマートフォン１５０５によって管理され、計測結果をスマートフォン１５０５によって閲覧したり、ネットワーク上のサーバに保存することが可能とされている。なお、無線装置１５２８の通信方式には、任意の方式を採用することができる。なお、受光ＩＣ１５２３は、被験者の腕１５０４以外の部位（例えば、指、耳たぶ等）において脈拍の計測を行う場合にも用いることができる。
【０１６０】
上述したリストバンド型活動量計１５０１は、受光ＩＣ１５２３における信号処理によって、体動の影響を除去して、正確に被験者の脈波及び脈拍を計測することができる。例えば、被験者がランニング等の激しい運動を行っても、正確に被験者の脈波及び脈拍を計測することができる。また、例えば、被験者がリストバンド型活動量計１５０１を長時間装着して計測を行う場合にも、被験者の体動の影響を除去して、正確に脈波及び脈拍を計測し続けることができる。
【０１６１】
また、演算量を削減することにより、リストバンド型活動量計１５０１の消費電力を下げることができる。その結果、例えば、充電や電池の交換を行わずに、リストバンド型活動量計１５０１を被験者に長時間装着して、計測を行うことが可能になる。
【０１６２】
なお、電源として例えば薄型の電池がバンド１５０３内に収納されている。リストバンド型活動量計１５０１は、本体の電子回路と、電池パックを備える。例えばユーザにより電池パックが着脱自在な構成を有している。電子回路は、上述した本体部１５０２に含まれる回路である。電池として全固体電池を使用する場合に本技術を適用することができる。
【０１６３】
図１６にリストバンド型電子機器１６０１（以下、単に「電子機器１６０１」と称する。）の外観の構成例を示す。
【０１６４】
電子機器１６０１は、例えば、人体に着脱自在とされる時計型のいわゆるウェアラブル機器である。電子機器１６０１は、例えば、腕に装着されるバンド部１６１１と、数字や文字、図柄等を表示する表示装置１６１２と、操作ボタン１６１３とを備えている。バンド部１６１１には、複数の孔部１６１１ａと、内周面（電子機器１６０１の装着時に腕に接触する側の面）側に形成される突起１６１１ｂとが形成されている。
【０１６５】
電子機器１６０１は、使用状態においては、図１６に示すようにバンド部１６１１が略円形となるように折り曲げられ、孔部１６１１ａに突起１６１１ｂが挿入されて腕に装着される。突起１６１１ｂを挿入する孔部１６１１ａの位置を調整することにより、腕の太さに対応して径の大きさを調整することができる。電子機器１６０１は、使用されない状態では、孔部１６１１ａから突起１６１１ｂが取り外され、バンド部１６１１が略平坦な状態で保管される。本技術の一実施形態に係るセンサは、例えば、バンド部１６１１の全体にわたって設けられている。
【０１６６】
＜１３．応用例４：スマートウオッチ＞
スマートウオッチは、既存の腕時計のデザインと同様ないし類似の外観を有し、腕時計と同様にユーザの腕に装着して使用するものであり、ディスプレイに表示される情報で、電話や電子メールの着信などの各種メッセージをユーザに通知する機能を有する。さらに、電子マネー機能、活動量計等の機能を有するスマートウオッチも提案されている。スマートウオッチは、電子機器の本体部分の表面にディスプレイが組み込まれ、ディスプレイに様々な情報が表示される。また、スマートウオッチは、例えば、通信端末（スマートフォン等）とBluetooth（登録商標）などの近距離無線通信を行うことによって、通信端末等の機能やコンテンツ等と連携することも可能である。
【０１６７】
スマートウオッチの一つとして、バンド状に連結される複数のセグメントと、複数のセグメント内に配置される複数の電子部品と、複数のセグメント内の複数の電子部品を接続し少なくとも１つのセグメント内に蛇行形状で配置されるフレキシブル回路基板とを備えるものが提案されている。このような蛇行形状を有することで、フレキシブル回路基板は、バンドが屈曲しても、ストレスが加わらず、回路の切断が防止される。また、ウオッチ本体を構成する筐体ではなく、そのウオッチ本体に取り付けられるバンド側のセグメントに、電子回路部品を内蔵させることが可能になり、ウオッチ本体側には変更を加える必要がなくなり、従来の時計のデザインと同様のデザインのスマートウオッチを構成することが可能となる。また、本応用例のスマートウオッチは、電子メールや着信などの通知、ユーザの行動履歴などのログの記録、通話などを行うことができる。また、スマートウオッチは、非接触式ＩＣカードとしての機能を備え、非接触で決済や認証等を行うことができる。
【０１６８】
本応用例のスマートウオッチは、金属製のバンド内に、通信処理や通知処理を行う回路部品を内蔵している。金属製のバンドを薄型化しながら、電子機器として機能するようにするために、バンドが複数のセグメントを連結した構成とされ、各セグメントに回路基板，振動モータ、電池，加速度センサが収納される。各セグメントの回路基板，振動モータ，電池，加速度センサなどの部品は、フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）で接続されている。
【０１６９】
図１７にスマートウオッチの全体構成（分解斜視図）を示す。バンド型電子機器２０００は、時計本体３０００に取り付けられる金属製のバンドであり、ユーザの腕に装着される。時計本体３０００は、時刻を表示する文字盤３１００を備える。時計本体３０００は、文字盤３１００の代わりに、液晶ディスプレイなどで電子的に時刻を表示してもよい。
【０１７０】
バンド型電子機器２０００は、複数のセグメント２１１０〜２２３０を連結した構成である。時計本体３０００の一方のバンド取付孔にセグメント２１１０が取り付けられ、時計本体３０００の他方のバンド取付孔にセグメント２２３０が取り付けられる。本例では、それぞれのセグメント２１１０〜２２３０は金属で構成される。
【０１７１】
（セグメントの内部の概要）
図１８は、バンド型電子機器２０００の内部構成の一部を示す。例えば３個のセグメント２１７０，２１８０，２１９０、２２００、２２１０の内部を示す。バンド型電子機器２０００では、連続した５個のセグメント２１７０〜２２１０の内部にフレキシブル回路基板２４００が配置される。セグメント２１７０内には、種々の電子部品が配置され、セグメント２１９０，２２１０には本技術に係るバッテリ２４１１，２４２１が配置され、これらの部品がフレキシブル回路基板２４００で電気的に接続される。セグメント２１７０とセグメント２１９０との間のセグメント２１８０は、比較的小さなサイズであり、蛇行状態のフレキシブル回路基板２４００が配置される。セグメント２１８０の内部では、防水部材に挟まれた状態でフレキシブル回路基板２４００が配置される。なお、セグメント２１７０〜２２１０の内部は、防水構造とされている。
【０１７２】
（スマートウオッチの回路構成）
図１９は、バンド型電子機器２０００の回路構成を示すブロック図である。バンド型電子機器２０００の内部の回路は、時計本体３０００とは独立した構成である。時計本体３０００は、文字盤３１００に配置された針を回転させるムーブメント部３２００を備える。ムーブメント部３２００には、バッテリ３３００が接続されている。これらのムーブメント部３２００やバッテリ３３００は、時計本体３０００の筐体内に内蔵されている。
【０１７３】
時計本体３０００に接続されたバンド型電子機器２０００は、３つのセグメント２１７０，２１９０，２２１０に、電子部品が配置される。セグメント２１７０には、データ処理部４１０１と無線通信部４１０２とＮＦＣ通信部４１０４とＧＰＳ部４１０６とが配置される。無線通信部４１０２，ＮＦＣ通信部４１０４，ＧＰＳ部４１０６には、それぞれアンテナ４１０３，４１０５，４１０７が接続されている。それぞれのアンテナ４１０３，４１０５，４１０７は、セグメント２１７０の後述するスリット２１７３の近傍に配置される。
【０１７４】
無線通信部４１０２は、例えばBluetooth（登録商標）の規格で他の端末と近距離無線通信を行う。ＮＦＣ通信部４１０４は、ＮＦＣの規格で、近接したリーダー／ライタと無線通信を行う。ＧＰＳ部４１０６は、ＧＰＳ（Global Positioning System）と称されるシステムの衛星からの電波を受信して、現在位置の測位を行う測位部である。これらの無線通信部４１０２，ＮＦＣ通信部４１０４，ＧＰＳ部４１０６で得たデータは、データ処理部４１０１に供給される。
【０１７５】
また、セグメント２１７０には、ディスプレイ４１０８とバイブレータ４１０９とモーションセンサ４１１０と音声処理部４１１１とが配置されている。ディスプレイ４１０８とバイブレータ４１０９は、バンド型電子機器２０００の装着者に通知する通知部として機能するものである。ディスプレイ４１０８は、複数個の発光ダイオードで構成され、発光ダイオードの点灯や点滅でユーザに通知を行う。複数個の発光ダイオードは、例えばセグメント２１７０の後述するスリット２１７３の内部に配置され、電話の着信や電子メールの受信などが点灯又は点滅で通知される。ディスプレイ４１０８としては、文字や数字などを表示するタイプのものが使用されてもよい。バイブレータ４１０９は、セグメント２１７０を振動させる部材である。バンド型電子機器２０００は、バイブレータ４１０９によるセグメント２１７０の振動で、電話の着信や電子メールの受信などを通知する。
【０１７６】
モーションセンサ４１１０は、バンド型電子機器２０００を装着したユーザの動きを検出する。モーションセンサ４１１０としては、加速度センサ、ジャイロセンサ、電子コンパス、気圧センサなどが使用される。また、セグメント２１７０は、モーションセンサ４１１０以外のセンサを内蔵してもよい。例えば、バンド型電子機器２０００を装着したユーザの脈拍などを検出するバイオセンサが内蔵されてもよい。音声処理部４１１１には、マイクロホン４１１２とスピーカ４１１３とが接続され、音声処理部４１１１が、無線通信部４１０２での無線通信で接続された相手と通話の処理を行う。また、音声処理部４１１１は、音声入力操作のための処理を行うこともできる。
【０１７７】
そして、セグメント２１９０にはバッテリ２４１１が内蔵され、セグメント２２１０にはバッテリ２４２１が内蔵される。バッテリ２４１１，２４２１は、本技術に係る固体電池によって構成することができ、セグメント２１７０内の回路に駆動用の電源を供給する。セグメント２１７０内の回路とバッテリ２４１１，２４２１は、フレキシブル回路基板２４００（図１８）により接続されている。なお、図１９には示さないが、セグメント２１７０は、バッテリ２４１１，２４２１を充電するための端子を備える。また、セグメント２１９０，２２１０には、バッテリ２４１１，２４２１以外の電子部品が配置されてもよい。例えば、セグメント２１９０，２２１０は、バッテリ２４１１，２４２１の充放電を制御する回路を備えるようにしてもよい。
【０１７８】
＜１４．応用例５：眼鏡型端末＞
以下に説明するメガネ型端末は、目の前の風景にテキスト、シンボル、画像等の情報を重畳して表示することができるものである。すなわち、透過式メガネ型端末専用の軽量且つ薄型の画像表示装置ディスプレイモジュールを搭載している。代表的なものとして、頭部装着型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）がある。
【０１７９】
この画像表示装置は、光学エンジンとホログラム導光板からなる。光学エンジンは、マイクロディスプレイレンズを使用して画像、テキスト等の映像光を出射する。この映像光がホログラム導光板に入射される。ホログラム導光板は、透明板の両端部にホログラム光学素子が組み込まれたもので、光学エンジンからの映像光を厚さ１ｍｍのような非常に薄い透明板の中を伝搬させて観察者の目に届ける。このような構成によって、透過率が例えば８５％という厚さ３ｍｍ（導光板前後の保護プレートを含む）レンズを実現している。かかるメガネ型端末によって、スポーツ観戦中にプレーヤ、チームの成績等をリアルタイムで見ることができたり、旅先での観光ガイドを表示したりできる。
【０１８０】
メガネ型端末の具体例は、図２０に示すように、画像表示部が眼鏡型の構成とされている。すなわち、通常の眼鏡と同様に、眼前に右画像表示部５００１及び左画像表示部５００２を保持するためのフレーム５００３を有する。フレーム５００３は、観察者の正面に配置されるフロント部５００４と、フロント部５００４の両端に蝶番を介して回動自在に取り付けられた２つのテンプル部５００５，５００６から成る。フレーム５００３は、金属や合金、プラスチック、これらの組合せといった、通常の眼鏡を構成する材料と同じ材料から作製されている。なお、ヘッドホン部を設けるようにしてもよい。
【０１８１】
右画像表示部５００１および左画像表示部５００２は、利用者の右の眼前と、左の眼前とにそれぞれ位置するように配置されている。テンプル部５００５，５００６が利用者の頭部に画像表示部５００１および５００２を保持する。フロント部５００４とテンプル部５００５の接続箇所において、テンプル部５００５の内側に右表示駆動部５００７が配置されている。フロント部５００４とテンプル部５００６の接続箇所において、テンプル部５００６の内側に左表示駆動部５００８が配置されている。
【０１８２】
図２０では省略されているが、フレーム５００３には、本技術に係る固体電池、加速度センサ、ジャイロ、電子コンパス、マイクロホン／スピーカ等が搭載されている。さらに、撮像装置が取り付けられ、静止画／動画の撮影が可能とされている。さらに、メガネ部と例えば無線又は有線のインターフェースでもって接続されたコントローラを備えている。コントローラには、タッチセンサ、各種ボタン、スピーカ、マイクロホン等が設けられている。さらに、スマートフォンとの連携機能を有している。例えばスマートフォンのＧＰＳ機能を活用してユーザの状況に応じた情報を提供することが可能とされている。
【０１８３】
本技術は、上記各実施形態、各応用例に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲内において変更することが可能である。
【０１８４】
なお、本技術の効果は、固体電池に用いられる電極反応物質であれば電極反応物質の種類に依存せずに得られるはずであるため、その電極反応物質の種類を変更しても同様の効果を得ることができる。また、化合物等の化学式は代表的なものであって、同じ化合物の一般名称であれば、記載された価数等に限定されない。
【０１８５】
また、本技術は、以下のような構成を取ることができる。
［１］
第１電解質層と、第１正極層と、第１集電層と、第２正極層とがこの順で積層されてなる少なくとも１つの第１積層体と、
第２電解質層と、第１負極層と、第２集電層と、第２負極層とがこの順で積層されてなる少なくとも１つの第２積層体と、
該第１積層体の側面部の少なくとも一部に接続される第１絶縁層と、
該第２積層体の側面部の少なくとも一部に接続される第２絶縁層と、を備え、
該第１積層体と該第２積層体とが、該第１正極層が積層されていない該第１電解質層の主平面と、該第２集電層が積層されていない第２負極層の主平面とで積層されてなるか、又は該第１負極層が積層されていない該第２電解質層の主平面と、該第１集電層が積層されていない第２正極層の主平面とで積層されてなり、
該第１集電層及び該第２集電層のそれぞれのイオン伝導度が１０−１０S／ｃｍ以下であり、
該第１絶縁層及び該第２絶縁層のそれぞれのイオン伝導度が１０−８S／ｃｍ以下である、
固体電池。
［２］
第１電解質層と、第１正極層と、第１集電層と、第２正極層とがこの順で積層されてなる少なくとも１つの第１積層体と、
第３電解質層と、第３負極層とが積層されてなる少なくとも１つの第３積層体と、
該第１積層体の側面部の少なくとも一部に接続される第１絶縁層と、
該第３積層体の側面部の少なくとも一部に接続される第３絶縁層と、を備え、
該第１積層体と該第３積層体とが、該第１正極層が積層されていない該第１電解質層の主平面と、該第３電解質層が積層されていない第３負極層の主平面とで積層されてなるか、又は該第３負極層が積層されていない該第３電解質層の主平面と、該第１集電層が積層されていない第２正極層の主平面とで積層されてなり、
該第１集電層のイオン伝導度が１０−１０S／ｃｍ以下であり、
該第１絶縁層及び該第３絶縁層のそれぞれのイオン伝導度が１０−８S／ｃｍ以下である、
固体電池。
［３］
第１絶縁層と、
第２絶縁層と、を更に備え、
該第１絶縁層が前記固体電池の最上部に形成されてなり、
該第２絶縁層が前記固体電池の最下部に形成されてなる、［１］に記載の固体電池。
［４］
第１絶縁層と、
第２絶縁層と、を更に備え、
該第１絶縁層が前記固体電池の最上部に形成されてなり、
該第２絶縁層が前記固体電池の最下部に形成されてなる、［２］に記載の固体電池。
［５］
第１離型フィルムに第１電解質層を塗布し、
該第１電解質層上に、第１正極層と、第１集電層と、第２正極層とをこの順で積層して、第１積層体を得て、
該第１積層体の側面部の少なくとも一部に第１絶縁層を接続し、
第２離型フィルムに第２電解質層を塗布し、
該第２電解質層上に、第１負極層と、第２集電層と、第２負極層とをこの順で積層して、第２積層体を得て、
該第２積層体の側面部の少なくとも一部に第２絶縁層を接続し、
該第１積層体から該第１離型フィルムを離型し、
該第２積層体から該第２離型フィルムを離型し、
該第１積層体と該第２積層体とを、該第１正極層が積層されていない該第１電解質層の主平面と、該第２集電層が積層されていない第２負極層の主平面とで積層するか、又は該第１負極層が積層されていない該第２電解質層の主平面と、該第１集電層が積層されていない第２正極層の主平面とで積層する、固体電池の製造方法。
［６］
第１離型フィルムに第１電解質層を塗布し、
該第１電解質層上に、第１正極層と、第１集電層と、第２正極層とをこの順で積層して、第１積層体を得て、
該第１積層体の側面部の少なくとも一部に第１絶縁層を接続し、
第３離型フィルムに第３電解質層を塗布し、
該第３電解質層上に第３負極層を積層して、第３積層体を得て、
該第３積層体の側面部の少なくとも一部に第３絶縁層を接続し、
該第１積層体から該第１離型フィルムを離型し、
該第３積層体から該第３離型フィルムを離型し、
該第１積層体と該第３積層体とを、該第１正極層が積層されていない該第１電解質層の主平面と、該第３電解質層が積層されていない第３負極層の主平面とで積層するか、又は該第３負極層が積層されていない該第３電解質層の主平面と、該第１集電層が積層されていない第２正極層の主平面とで積層する、固体電池の製造方法。
［７］
［１］に記載の固体電池と、
該固体電池の使用状態を制御する制御部と、
該制御部の指示に応じて該固体電池の使用状態を切り換えるスイッチ部と、を備える、電池パック。
［８］
［１］に記載の固体電池と、
該固体電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する駆動力変換装置と、
該駆動力に応じて駆動する駆動部と
車両制御装置と、を備える、車両。
［９］
［１］に記載の固体電池を有する蓄電装置と、
該固体電池から電力が供給される電力消費装置と、
該固体電池からの該電力消費装置に対する電力供給を制御する制御装置と、
該固体電池を充電する発電装置と、を備える、蓄電システム。
［１０］
［１］に記載の固体電池と、
該固体電池から電力が供給される可動部と、を備える、電動工具。
［１１］
［１］に記載の固体電池を備え、
該固体電池から電力の供給を受ける電子機器。
［１２］
［２］に記載の固体電池と、
該固体電池の使用状態を制御する制御部と、
該制御部の指示に応じて該固体電池の使用状態を切り換えるスイッチ部と、を備える、電池パック。
［１３］
［２］に記載の固体電池と、
該固体電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する駆動力変換装置と、
該駆動力に応じて駆動する駆動部と
車両制御装置と、を備える、車両。
［１４］
［２］に記載の固体電池を有する蓄電装置と、
該固体電池から電力が供給される電力消費装置と、
該固体電池からの該電力消費装置に対する電力供給を制御する制御装置と、
該固体電池を充電する発電装置と、を備える、蓄電システム。
［１５］
［２］に記載の固体電池と、
該固体電池から電力が供給される可動部と、を備える、電動工具。
［１６］
［２］に記載の固体電池を備え、
該固体電池から電力の供給を受ける電子機器。
【符号の説明】
【０１８６】
１０、５０、５１  全固体電池
１１、１２  外層
１３  第１積層体
１４  第２積層体
１５  第３積層体
１６  第４積層体
１７  第５積層体
１０１  第１電解質層
１０２  第１正極層
１０３  第１集電層
１０４  第２正極層
１０５  第２電解質層
１０６  第１負極層
１０７  第２集電層
１０８  第２負極層
１０９、１０９ａ、１０９ｂ  第１絶縁層
１１０  第２絶縁層
【図１】
0006729716.tif 000004
【図２】
0006729716.tif 000005
【図３】
0006729716.tif 000006
【図４】
0006729716.tif 000007
【図５】
0006729716.tif 000008
【図６】
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【図７】
0006729716.tif 000010
【図８】
0006729716.tif 000011
【図９】
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【図１０】
0006729716.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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