(57)【要約】  全固体電池は、電池素子と、電池素子の表面を覆う外装材とを備え、外装材は、ガラス状態の材料と結晶状態の材料とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池素子と、
前記電池素子の表面を覆う外装材と
を備え、
前記外装材は、ガラス状態の材料と結晶状態の材料とを含む全固体電池。
【請求項２】
前記結晶状態の材料は、前記ガラス状態の材料に分散されている請求項１に記載の全固体電池。
【請求項３】
前記結晶状態の材料は、粒子状を有している請求項１に記載の全固体電池。
【請求項４】
前記ガラス状態の材料の平均粒径は、１０μｍ以下である請求項３に記載の全固体電池。
【請求項５】
前記外装材が、ガラス転移点を有する請求項１に記載の全固体電池。
【請求項６】
前記外装材中における前記ガラス状態の材料の体積占有率が、３０ｖｏｌ％以上である請求項１に記載の全固体電池。
【請求項７】
前記外装材の水分透過率は、１ｇ／ｍ2／ｄａｙ以下である請求項１に記載の全固体電池。
【請求項８】
前記外装材の平均厚さは、５０μｍ以下である請求項１に記載の全固体電池。
【請求項９】
前記ガラス状態の材料は、Ｂ、Ｂｉ、Ｔｅ、Ｐ、Ｖ、Ｓｎ、ＰｂおよびＳｉのうちの少なくとも１種を含む請求項１に記載の全固体電池。
【請求項１０】
前記結晶状態の材料は、金属酸化物、金属窒化物、および金属炭化物のうちの少なくとも１種を含む請求項１に記載の全固体電池。
【請求項１１】
前記結晶状態の材料は、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウムおよび炭化ケイ素のうちの少なくとも１種を含む請求項１に記載の全固体電池。
【請求項１２】
前記外装材のＬｉイオン伝導率は、１×１０-8Ｓ／ｃｍ以下であり、
前記外装材の電気伝導率は、１×１０-8Ｓ／ｃｍ以下である請求項１に記載の全固体電池。
【請求項１３】
前記電池素子は、正極集電層と、正極活物質層と、固体電解質層と、負極層とを備え、
前記正極集電層の端部および前記負極層の端部が、前記電池素子の異なる端面にて前記外装材から露出している請求項１に記載の全固体電池。
【請求項１４】
前記電池素子は、正極集電層と、正極活物質層と、固体電解質層と、負極集電層と、負極活物質層とを備え、
正極集電層の端部および負極集電層の端部が、前記電池素子の異なる端面にて前記外装材から露出している請求項１に記載の全固体電池。
【請求項１５】
前記正極集電層の端部が露出した端面に設けられた正極端子と、
前記負極集電層の端部が露出した端面に設けられた負極端子と
をさらに備える請求項１４に記載の全固体電池。
【請求項１６】
前記電池素子は、正極層と、負極層と、固体電解質層とを備え、
前記正極層、前記負極層および前記固体電解質層は、酸化物ガラスおよび酸化物ガラスセラミックスのうちの少なくとも１種を含む請求項１に記載の全固体電池。
【請求項１７】
請求項１に記載の全固体電池から電力の供給を受ける電子機器。
【請求項１８】
請求項１に記載の全固体電池から電力の供給を受ける電子カード。
【請求項１９】
請求項１に記載の全固体電池から電力の供給を受けるウェアラブル機器。
【請求項２０】
請求項１に記載の全固体電池と、
前記全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変換装置と、
前記全固体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う制御装置と
を有する電動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、全固体電池、電子機器、電子カード、ウェアラブル機器および電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
電解質として電解液またはゲル電解質を用いるリチウムイオン電池では、ラミネートフィルムや缶が外装材として用いられている。一方、電解質として固体電解質を用いる全固体電池では、ラミネートフィルムや缶に代わる外装材が検討されている。【０００３】
特許文献１では、発電要素と、この発電要素を覆う保護膜とを備え、保護膜が、有機樹脂成分および１０Ｗｍ-1Ｋ-1以上の熱伝導率を有するフィラーを含む固体電池が提案されている。かかる固体電池では、電池の充放電に伴う発電要素の発熱を抑え、特に電池の高速充放電サイクル特性の劣化を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３５１３２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、保護膜（外装材）の主成分が樹脂であるため、発電要素（電池素子）への水分透過を抑制する効果が低下する虞がある。【０００６】
本技術の目的は、電池素子への水分透過を抑制することができる全固体電池、それを備える電子機器、電子カード、ウェアラブル機器および電動車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題を解決するために、第１の技術は、電池素子と、電池素子の表面を覆う外装材とを備え、外装材は、ガラス状態の材料と結晶状態の材料とを含む全固体電池である。【０００８】
第２の技術は、第１の技術の全固体電池から電力の供給を受ける電子機器である。【０００９】
第３の技術は、第１の技術の全固体電池から電力の供給を受ける電子カードである。【００１０】
第４の技術は、第１の技術の全固体電池から電力の供給を受けるウェアラブル機器である。【００１１】
第５の技術は、第１の技術の全固体電池と、全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変換装置と、全固体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う制御装置とを有する電動車両である。
【発明の効果】
【００１２】
本技術によれば、電池素子への水分透過を抑制することができる。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】
【００１３】
【図１】図１Ａは、本技術の第１の実施形態に係る全固体電池の構成の一例を示す斜視図である。図１Ｂは、図１ＡのＩＢ−ＩＢ線に沿った断面図である。
【図２】図２Ａは、第１の端面の構成の一例を示す斜視図である。図２Ｂは、第２の端面の構成の一例を示す斜視図である。
【図３】図３Ａは、第１の端面の構成の一例を示す平面図である。図３Ｂは、第２の端面の構成の一例を示す平面図である。
【図４】外装材の断面の一部を拡大して表す断面図である。
【図５】本技術の第１の実施形態の変形例に係る全固体電池の構成の一例を示す断面図である。
【図６】図６Ａは、第１の端面の構成の一例を示す平面図である。図６Ｂは、第２の端面の構成の一例を示す平面図である。
【図７】図７Ａは、本技術の第２の実施形態に係る全固体電池の構成の一例を示す断面図である。図７Ｂは、第１の端面の構成の一例を示す平面図である。図７Ｃは、第２の端面の構成の一例を示す平面図である。
【図８】本技術の第２の実施形態の変形例に係る全固体電池の構成の一例を示す断面図である。
【図９】図９Ａは、第１の端面の構成の一例を示す平面図である。図９Ｂは、第２の端面の構成の一例を示す平面図である。
【図１０】本技術の応用例としてのプリント回路基板の一例を示す斜視図である。
【図１１】本技術の応用例としてのユニバーサルクレジットカードの外観を示す平面図である。
【図１２】本技術の応用例としての無線センサノードの一例のブロック図である。
【図１３】本技術の応用例としてのリストバンド型活動量計の一例の外観を示す斜視図である。
【図１４】リストバンド型活動量計の本体部の構成を示すブロック図である。
【図１５】本技術の応用例としてのリストバンド型電子機器の一例の外観を示す斜視図である。
【図１６】リストバンド型電子機器の一例の構成を示すブロック図である。
【図１７】本技術の応用例としてのスマートウオッチの全体構成を示す斜視図である。
【図１８】スマートウオッチの全体構成を示す斜視図である。
【図１９】本技術の応用例としてのバンド型電子機器の内部構成の一部を示す斜視図である。
【図２０】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２１】フレキシブル回路基板の蛇行状態を説明するための断面図である。
【図２２】セグメント内に、バッテリが配置される状態を示す斜視図である。
【図２３】本技術の応用例としてのメガネ型端末の一例の斜視図である。
【図２４】メガネ型端末の画像表示装置の第１の例の概念図である。
【図２５】画像表示装置の第２の例の概念図である。
【図２６】図２６Ａは、画像表示装置の第３の例の概念図である。図２６Ｂは、反射型体積ホログラム回折格子の一部を拡大して示す模式的な断面図である。
【図２７】画像表示装置の第４の例の概念図である。
【図２８】本技術が適用された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概略図である。
【図２９】本技術が適用された住宅用の蓄電システムの構成の一例を概略的に示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本技術の実施形態について以下の順序で説明する。
１  第１の実施形態（全固体電池の例）
２  第２の実施形態（全固体電池の例）
３  応用例
【００１５】
＜１  第１の実施形態＞
［電池の構成］
本技術の第１の実施形態に係る電池は、いわゆるバルク型全固体電池であり、図１Ａ、図１Ｂに示すように、第１の端面１１ＳＡと、第１の端面１１ＳＡとは反対側の第２の端面１１ＳＢとを有する薄板状の外装電池素子１１と、第１の端面１１ＳＡに設けられた正極端子１２と、第２の端面１１ＳＢに設けられた負極端子１３とを備える。第１の実施形態では、外装電池素子１１の主面が四角形を有する場合について説明するが、外装電池素子１１の主面の形状はこれに限定されるものではない。
【００１６】
この電池は、電極反応物質であるＬｉの授受により電池容量が繰り返して得られる二次電池であり、リチウムイオンの吸蔵放出により負極の容量が得られるリチウムイオン二次電池であってもよいし、リチウム金属の析出溶解により負極の容量が得られるリチウム金属二次電池であってもよい。
【００１７】
（正極端子、負極端子）
正極端子１２および負極端子１３は、例えば、１種または２種以上の導電性粒子の粉末を含んでいる。導電性粒子は焼結されていてもよい。正極端子１２および負極端子１３は、必要に応じて、１種または２種以上のガラスまたはガラスセラミックスをさらに含んでいてもよい。ガラスまたはガラスセラミックスは焼結されていてもよい。
【００１８】
導電性粒子の形状としては、例えば、球状、楕円体状、針状、板状、鱗片状、チューブ状、ワイヤー状、棒状（ロッド状）または不定形状などが挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。なお、上記形状の粒子を２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００１９】
導電性粒子は、金属粒子、金属酸化物粒子または炭素粒子である。ここで、金属には、半金属が含まれるものと定義する。金属粒子としては、例えば、銅、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、錫、コバルト、ロジウム、イリジウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、マンガン、モリブデン、タングステン、ニオブ、タンタル、チタン、ビスマス、アンチモン、鉛などの金属、またはこれらの合金などを含むものが挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００２０】
金属酸化物粒子としては、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化亜鉛、酸化インジウム、アンチモン添加酸化錫、フッ素添加酸化錫、アルミニウム添加酸化亜鉛、ガリウム添加酸化亜鉛、シリコン添加酸化亜鉛、酸化亜鉛−酸化錫系、酸化インジウム−酸化錫系または酸化亜鉛−酸化インジウム−酸化マグネシウム系などを含むものが挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００２１】
炭素粒子としては、例えば、カーボンブラック、ポーラスカーボン、炭素繊維、フラーレン、グラフェン、カーボンナノチューブ、カーボンマイクロコイルまたはナノホーンなどが挙げられるが、これに限定されるものではない。ガラスは、例えば酸化物ガラスである。ガラスセラミックスは、例えば酸化物ガラスセラミックスである。
【００２２】
（外装電池素子）
外装電池素子１１は、図１Ｂに示すように、電池素子２０と、この電池素子２０の表面を覆う外装材１４とを備える。電池素子２０は、２層の正極層２１と、１層の負極層２２と、２層の固体電解質層２３とを備える積層体である。２層の正極層２１の間に負極層２２が設けられ、正極層２１と負極層２２との間に固体電解質層２３が設けられている。正極層２１は、正極集電層２１Ａと、正極集電層２１Ａの両主面のうち、負極層２２と対向する側の主面に設けられた正極活物質層２１Ｂとを備える。負極層２２は、負極集電層と負極活物質層との両方の機能を兼ね備えている。
【００２３】
外装材１４は、正極集電層２１Ａの端部および負極層２２の端部が外装電池素子１１の異なる端面にて露出するように、電池素子２０の表面を覆っている。より具体的には、外装材１４は、図２Ａ、図３Ａに示すように、正極集電層２１Ａの一端が第１の端面１１ＳＡから露出し、図２Ｂ、図３Ｂに示すように、負極層２２の一端が第２の端面１１ＳＢから露出するように、電池素子２０の表面を覆っている。第１の端面１１ＳＡから露出した正極集電層２１Ａの一端が、正極端子１２に電気的に接続されている。また、第２の端面１１ＳＢから露出した負極層２２の一端が、負極端子１３に電気的に接続されている。外装電池素子１１の第１、第２の端面１１ＳＡ、１１ＳＢ以外の面はすべて外装材１４により覆われている。
【００２４】
（外装材）
外装材１４は、図４に示すように、１種または２種以上のガラス状態の材料１４ａと、このガラス状態の材料１４ａ内に存在する１種または２種以上の結晶状態の材料１４ｂとを含んでいる。したがって、外装材１４は、ガラス転移点を有している。外装材１４がガラス状態の材料１４ａと結晶状態の材料１４ｂとを含んでいることは、例えば、以下のようにして確認することができる。イオンミリングなどにより外装材１４の断面を作製し、断面ＳＥＭ像を撮影することにより確認することができる。また、上述のように作製した外装材１４の断面に対して、Ｘ線回折や電子線回折等を実施することでも確認することができる。外装材１４は、例えば、外装材前駆体としてのグリーンシートの焼成体である。
【００２５】
結晶状態の材料１４ｂは、粒子状を有している。結晶状態の材料１４ｂは、ガラス状態の材料１４ｂに分散されていることが好ましい。ガラス状態の材料１４ｂの平均粒径は、１０μｍ以下であることが好ましい。ガラス状態の材料１４ｂの平均粒径が１０μｍを超えると、外装材１４が結晶状態の材料１４ｂをガラス状態の材料１４ａに分散された状態で含むためには、外装材１４の平均厚みを５０μｍを超えて厚くしなければならなくなり、全固体電池のエネルギー密度が低下する虞がある。
【００２６】
ガラス状態の材料１４ｂの平均粒径は、以下のようにして求められる。まず、イオンミリングなどにより外装材１４の断面を作製し、断面ＳＥＭ像を撮影する。次に、この断面ＳＥＭ像から、無作為に１００個の粒子（ガラス状態の材料１４ｂ）を選び出して、これらの粒子の粒径Ｄを測定し、単純に平均（算術平均）して粒子の平均粒径を求める。ここで、粒子が球形でない場合には、粒子の輪郭に接するように、あらゆる角度から引いた２本の平行線間の距離のうち最大のもの（いわゆる最大フェレ径）を粒子の粒径とする。
【００２７】
ガラス状態の材料１４ａは、例えば、Ｂ（ホウ素）、Ｂｉ（ビスマス）、Ｔｅ（テルル）、Ｐ（リン）、Ｖ（バナジウム）、Ｓｎ（スズ）、Ｐｂ（鉛）およびＳｉ（ケイ素）のうちの少なくとも１種を含んでいる。より具体的には、Ｂ、Ｂｉ、Ｔｅ、Ｐ、Ｖ、Ｓｎ、ＰｂおよびＳｉのうちの少なくとも１種を含む酸化物である。
【００２８】
結晶状態の材料１４ｂは、金属酸化物、金属窒化物、および金属炭化物の少なくとも１種を含んでいる。ここで、金属には、半金属が含まれるものと定義する。より具体的には、Ａｌ2Ｏ3（酸化アルミニウム：アルミナ）、ＳｉＯ2（酸化ケイ素：石英）、ＳｉＮ（窒化ケイ素）、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）およびＳｉＣ（炭化ケイ素）のうちの少なくとも１種を含んでいる。
【００２９】
外装材１４中におけるガラス状態の材料１４ａの体積占有率が、好ましくは３０ｖｏｌ％以上、より好ましくは３０ｖｏｌ％以上８０ｖｏｌ％以下、さらにより好ましくは３０ｖｏｌ％以上５０ｖｏｌ％以下である。ガラス状態の材料１４ａの体積占有率が３０ｖｏｌ％未満であると、ガラス状態の材料１４ａに対する結晶状態の材料１４ｂの量が多くなりすぎ、外装材１４に空隙が形成されてしまう虞がある。一方、ガラス状態の材料１４ａの体積占有率が８０ｖｏｌ％を超えると、ガラス状態の材料１４ａに対する結晶状態の材料１４ｂの量が少なくなりすぎ、外装材１４の形成工程において、結晶状態の材料１４ｂによる外装材１４の収縮を抑制する効果が低下する虞がある。
【００３０】
上記のガラス状態の材料１４ａの体積占有率は以下のようにして求められる。まず、イオンミリングなどにより電池の断面を作製し、外装材１４の断面ＳＥＭ像を撮影する手順を繰り返して、三次元のＳＥＭ像を取得する。その後、取得した三次元のＳＥＭ像から、外装材１４の厚さ程度の高さの立方体中におけるガラス状態の材料１４ａの体積占有率を求める。
【００３１】
外装材１４の水分透過率は、全固体電池の大気安定性を向上する観点から、好ましくは１ｇ／ｍ2／ｄａｙ以下、より好ましくは０．７５ｇ／ｍ2／ｄａｙ以下、さらにより好ましくは０．５ｇ／ｍ2／ｄａｙ以下である。上記の外装材１４の水分透過率は以下のようにして求められる。まず、イオンミリングや研磨などにより、全固体電池素子から外装材１４の一部を矩形の板状の小片として取り出す。次に、外装材１４の水蒸気透過率（２３℃、９０％ＲＨ）をJIS K7129-C（ISO 15106-4）に準拠して測定する。
【００３２】
外装材１４のＬｉイオン伝導率は、全固体電池の自己放電を抑制する観点から、１×１０-8Ｓ／ｃｍ以下であることが好ましい。外装材１４のＬｉイオン伝導率は、交流インピーダンス法により、以下のようにして求められる。まず、イオンミリングや研磨などにより、全固体電池から外装材１４の一部を矩形の板状の小片として取り出す。次に、取り出した小片の両端部に金（Ａｕ）からなる電極を形成してサンプルを作製する。次に、インピーダンス測定装置（東洋テクニカ製）を用いて、室温（２５℃）にてサンプルに交流インピーダンス測定（周波数：１０+6Ｈｚ〜１０-1Ｈｚ、電圧：１００ｍＶ、１０００ｍＶ）を行い、コール−コールプロットを作成する。続いて、このコール−コールプロットからイオン伝導率を求める。
【００３３】
外装材１４の電気伝導率（電子伝導率）は、全固体電池の自己放電を抑制する観点から、１×１０-8Ｓ／ｃｍ以下であることが好ましい。上記の外装材１４の電気伝導率は以下のようにして求められる。まず、上記のＬｉイオン伝導率の測定方法と同様にして、サンプルを作製する。次に、作製したサンプルを用いて、２端子法により室温（２５℃）で電気伝導率を求める。
【００３４】
外装材１４の平均厚さは、全固体電池のエネルギー密度を向上する観点から、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは４０μｍ以下、さらに好ましくは３０μｍ以下である。上記の外装材１４の平均厚さは以下のようにして求められる。まず、イオンミリングなどにより外装材１４の断面を作製し、断面ＳＥＭ像を撮影する。次に、この断面ＳＥＭ像から、１０点のポイントを無作為に選び出して、それぞれのポイントで外装材１４の厚みＴを測定し、これらの測定値を単純に平均（算術平均）して外装材１４の平均厚みを求める。
【００３５】
（固体電解質層）
固体電解質層２３は、１種または２種以上の固体電解質を含んでいる。固体電解質は、リチウムイオン伝導体である酸化物ガラスおよび酸化物ガラスセラミックスのうちの少なくとも１種であり、リチウムイオン伝導度の向上の観点からすると、酸化物ガラスセラミックスであることが好ましい。固体電解質が酸化物ガラスおよび酸化物ガラスセラミックスのうちの少なくとも１種であると、大気（水分）に対する固体電解質層２３の安定性を向上できる。固体電解質層２３は、例えば、固体電解質層前駆体としてのグリーンシートの焼成体である。
【００３６】
ここで、ガラスとは、Ｘ線回折や電子線回折等においてハローが観測されるなど、結晶学的に非晶質であるものをいう。ガラスセラミックス（結晶化ガラス）とは、Ｘ線回折や電子線回折等においてピークおよびハローが観測されるなど、結晶学的に非晶質と結晶質とが混在しているものをいう。
【００３７】
固体電解質のリチウムイオン伝導度は、電池性能の向上の観点から、１０-7Ｓ／ｃｍ以上であることが好ましい。ここで、イオン伝導度は、交流インピーダンス法により、以下のようにして求められる値である。まず、イオンミリングや研磨などにより、全固体電池素子から固体電解質層２３を取り出す。次に、固体電解質層２３の両面に金（Ａｕ）からなる電極を形成してサンプルを作製する。続いて、インピーダンス測定装置（東洋テクニカ製）を用いて、室温（２５℃）にてサンプルに交流インピーダンス測定（周波数：１０+6Ｈｚ〜１０-1Ｈｚ、電圧：１００ｍＶ、１０００ｍＶ）を行い、コール−コールプロットを作成する。そして、このコール−コールプロットからイオン伝導度を求める。
【００３８】
固体電解質層２３に含まれる固体電解質は、焼結している。固体電解質である酸化物ガラスおよび酸化物ガラスセラミックスの焼結温度は、好ましくは５５０℃以下、より好ましくは３００℃以上５５０℃以下、更により好ましくは３００℃以上５００℃以下である。
【００３９】
焼結温度が５５０℃以下であると、焼成工程（焼結工程）において炭素材料の焼失が抑制されるので、負極活物質として炭素材料を用いることが可能となる。したがって、電池のエネルギー密度を更に向上できる。また、正極活物質層２１Ｂが導電剤を含む場合、その導電剤として炭素材料を用いることができる。よって、正極活物質層２１Ｂに良好な電子伝導パスを形成し、正極活物質層２１Ｂの伝導性を向上できる。負極層２２が導電剤を含む場合にも、その導電剤として炭素材料を用いることができるので、負極層２２の伝導性を向上できる。
【００４０】
また、焼結温度が５５０℃以下であると、焼成工程（焼結工程）において固体電解質と電極活物質とが反応して、不働態などの副生成物が形成されることを抑制できる。したがって、電池特性の低下を抑制できる。また、焼成温度が５５０℃以下という低温であると、電極活物質の種類の選択幅が広がるので、電池設計の自由度を向上できる。
【００４１】
一方、焼結温度が３００℃以上であると、焼成工程（焼結工程）において、電極前駆体および／または固体電解質層前駆体に含まれる、アクリル樹脂などの一般的な有機結着剤を焼失させることができる。
【００４２】
酸化物ガラスおよび酸化物ガラスセラミックスは、焼結温度が５５０℃以下であり、高い熱収縮率を有し、流動性にも富むものが好ましい。これは以下のような効果が得られるからである。すなわち、固体電解質層２３と正極活物質層２１Ｂとの反応および固体電解質層２３と負極層２２との反応を抑制することができる。また、正極活物質層２１Ｂと固体電解質層２３の間、および負極層２２と固体電解質層２３の間に良好な界面を形成し、正極活物質層２１Ｂと固体電解質層２３の間、および負極層２２と固体電解質層２３の間の界面抵抗を低減できる。
【００４３】
酸化物ガラスおよび酸化物ガラスセラミックスとしては、Ｇｅ（ゲルマニウム）、Ｓｉ（ケイ素）、Ｂ（ホウ素）およびＰ（リン）のうちの少なくとも１種と、Ｌｉ（リチウム）と、Ｏ（酸素）とを含むものが好ましく、Ｓｉ、Ｂ、ＬｉおよびＯを含むものがより好ましい。具体的には、酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ2）、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、酸化ホウ素（Ｂ2Ｏ3）および酸化リン（Ｐ2Ｏ5）のうちの少なくとも１種と、酸化リチウム（Ｌｉ2Ｏ）とを含むものが好ましく、ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3およびＬｉ2Ｏを含むものがより好ましい。上記のようにＧｅ、Ｓｉ、ＢおよびＰのうちの少なくとも１種と、Ｌｉと、Ｏとを含む酸化物ガラスおよび酸化物ガラスセラミックスは、３００℃以上５５０℃以下の焼結温度を有し、高い熱収縮率を有し、流動性にも富んでいるため、界面抵抗の低減や電池のエネルギー密度の向上などの観点から、有利である。
【００４４】
Ｌｉ2Ｏの含有量は、固体電解質の焼結温度を低下させる観点から、好ましくは２０ｍｏｌ％以上７５ｍｏｌ％以下、より好ましくは３０ｍｏｌ％以上７５ｍｏｌ％以下、更により好ましくは４０ｍｏｌ％以上７５ｍｏｌ％以下、特に好ましくは５０ｍｏｌ％以上７５ｍｏｌ％以下である。
【００４５】
固体電解質がＧｅＯ2を含む場合、このＧｅＯ2の含有量は、０ｍｏｌ％より大きく８０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。固体電解質がＳｉＯ2を含む場合、このＳｉＯ2の含有量は、０ｍｏｌ％より大きく７０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。固体電解質がＢ2Ｏ3を含む場合、このＢ2Ｏ3の含有量は、０ｍｏｌ％より大きく６０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。固体電解質がＰ2Ｏ5を含む場合、このＰ2Ｏ5の含有量は、０ｍｏｌ％より大きく５０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
【００４６】
なお、上記各酸化物の含有量は、固体電解質中における各酸化物の含有量であり、具体的には、ＧｅＯ2、ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3およびＰ2Ｏ5のうち１種以上と、Ｌｉ2Ｏとの合計量（ｍｏｌ）に対する各酸化物の含有量（ｍｏｌ）の割合を百分率（ｍｏｌ％）で示している。各酸化物の含有量は、誘導結合プラズマ発光分光分析法（ＩＣＰ−ＡＥＳ）などを用いて測定することが可能である。
【００４７】
固体電解質は、必要に応じて添加元素を更に含んでいてもよい。添加元素としては、例えば、Ｎａ（ナトリウム）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｋ（カリウム）、Ｃａ（カルシウム）、Ｔｉ（チタン）、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）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｇａ（ガリウム）、Ｓｅ（セレン）、Ｒｂ（ルビジウム）、Ｓ（硫黄）、Ｙ（イットリウム）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｍｏ（モリブデン）、Ａｇ（銀）、Ｉｎ（インジウム）、Ｓｎ（スズ）、Ｓｂ（アンチモン）、Ｃｓ（セシウム）、Ｂａ（バナジウム）、Ｈｆ（ハフニウム）、Ｔａ（タンタル）、Ｗ（タングステン）、Ｐｂ（鉛）、Ｂｉ（ビスマス）、Ａｕ（金）、Ｌａ（ランタン）、Ｎｄ（ネオジム）およびＥｕ（ユーロピウム）からなる群より選ばれる少なくとも１種が挙げられる。固体電解質が、これらの添加元素からなる群より選ばれる少なくとも１種を酸化物として含んでいてもよい。
【００４８】
（正極集電層）
正極集電層２１Ａは、１種または２種以上の導電性粒子と、１種または２種以上の固体電解質とを含んでいる。正極集電層２１Ａは、例えば、正極集電層前駆体としてのグリーンシートの焼成体である。
【００４９】
導電性粒子は、上述の正極端子１２および負極端子１３に含まれるものと同様である。固体電解質は、上述の固体電解質層２３に含まれるものと同様である。但し、固体電解質層２３と正極集電層２１Ａに含まれる固体電解質の組成（材料の種類）または組成比は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【００５０】
正極集電層２１Ａは、例えば、Ａｌ、Ｎｉまたはステンレス鋼などを含む金属層であってもよい。上記金属層の形状は、例えば、箔状、板状またはメッシュ状などである。
【００５１】
（正極活物質層）
正極活物質層２１Ｂは、１種または２類以上の正極活物質と、１種または２類以上の固体電解質とを含んでいる。固体電解質が、結着剤としての機能を有していてもよい。正極活物質層２１Ｂは、必要に応じて導電剤を更に含んでいてもよい。正極活物質層２１Ｂは、例えば、正極活物質層前駆体としてのグリーンシートの焼成体である。
【００５２】
正極活物質は、例えば、電極反応物質であるリチウムイオンを吸蔵放出可能な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、Ｃｏ、Ｎｉ、ＭｎおよびＦｅのいずれか１種または２類以上であることが好ましい。これにより、より高い電圧が得られ、電池の電圧を高くすることができると、同じ容量（ｍＡｈ）の電池の持つエネルギー（Ｗｈ）を大きくすることができる。
【００５３】
リチウム遷移金属複合酸化物は、例えば、ＬｉxＭ１Ｏ2またはＬｉyＭ２Ｏ4などで表されるものである。より具体的には例えば、リチウム遷移金属複合酸化物は、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＶＯ2、ＬｉＣｒＯ2またはＬｉＭｎ2Ｏ4などである。また、リチウム遷移金属リン酸化合物は、例えば、ＬｉzＭ３ＰＯ4などで表されるものである。より具体的には例えば、リチウム遷移金属リン酸化合物は、ＬｉＦｅＰＯ4またはＬｉＣｏＰＯ4などである。但し、Ｍ１〜Ｍ３は１種または２類以上の遷移金属元素であり、ｘ〜ｚの値は任意である。
【００５４】
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、ジスルフィド、ポリピロール、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリパラスチレン、ポリアセチレン、ポリアセンなどである。
【００５５】
固体電解質は、上述の固体電解質層２３に含まれるものと同様である。但し、固体電解質層２３と正極活物質層２１Ｂに含まれる固体電解質の組成（材料の種類）または組成比は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【００５６】
導電剤は、例えば、炭素材料、金属、金属酸化物および導電性高分子などのうちの少なくとも１種である。炭素材料としては、例えば、黒鉛、炭素繊維、カーボンブラックおよびカーボンナノチューブなどのうちの少なくとも１種を用いることができる。炭素繊維としては、例えば、気相成長炭素繊維(Vapor Growth Carbon Fiber：ＶＧＣＦ)などを用いることができる。カーボンブラックとしては、例えば、アセチレンブラックおよびケッチェンブラックなどのうちの少なくとも１種を用いることができる。カーボンナノチューブとしては、例えば、シングルウォールカーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）、ダブルウォールカーボンナノチューブ（ＤＷＣＮＴ）などのマルチウォールカーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）などを用いることができる。金属としては、例えば、Ｎｉ粉末などを用いることができる。金属酸化物としては、例えば、ＳｎＯ2などを用いることができる。導電性高分子としては、例えば、置換または無置換のポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、およびこれらから選ばれる１種または２種からなる（共）重合体などのうちの少なくとも１種を用いることができる。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。
【００５７】
（負極層）
負極層２２は、１種または２類以上の負極活物質と、１種または２類以上の固体電解質とを含んでいる負極活物質層である。固体電解質が、結着剤としての機能を有していてもよい。負極層２２は、必要に応じて導電剤を更に含んでいてもよい。負極層２２は、例えば、負極層前駆体としてのグリーンシートの焼成体である。
【００５８】
負極活物質は、例えば、電極反応物質であるリチウムイオンを吸蔵放出可能な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および高い電気伝導性が得られる観点から、炭素材料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。
【００５９】
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）および高配向性グラファイト（ＨＯＰＧ）などのうちの少なくとも１種である。
【００６０】
固体電解質は、上述の固体電解質層２３に含まれるものと同様である。但し、固体電解質層２３と負極層２２に含まれる固体電解質の組成（材料の種類）または組成比は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【００６１】
導電剤は、上述の正極活物質層２１Ｂにおける導電剤と同様である。
【００６２】
［電池の動作］
この電池では、例えば、充電時において、正極活物質層２１Ｂから放出されたリチウムイオンが固体電解質層２３を介して負極層２２に取り込まれると共に、放電時において、負極層２２から放出されたリチウムイオンが固体電解質層２３を介して正極活物質層２１Ｂに取り込まれる。
【００６３】
［電池の製造方法］
次に、本技術の第１の実施形態に係る電池の製造方法の一例について説明する。
【００６４】
（正極活物質層前駆体の形成工程）
正極活物質層前駆体としてのグリーンシートを次のようにして形成する。まず、正極活物質と、固体電解質と、有機系結着剤と、必要に応じて導電剤とを混合して、合剤粉末を調製したのち、この合剤粉末を溶媒に分散させて、グリーンシート形成用組成物としてのペーストを得る。なお、合剤粉末の分散性を向上させるため、分散を数回に分けて行ってもよい。
【００６５】
有機系結着剤としては、例えば、アクリル樹脂などを用いることができる。溶媒としては、合剤粉末を分散できるものであれば特に限定されないが、グリーンシートの焼成温度よりも低い温度領域で焼失するものが好ましい。溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔ−ブタノールなどの炭素数が４以下の低級アルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール（１，３−プロパンジオール）、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオールなどの脂肪族グリコール、メチルエチルケトンなどのケトン類、ジメチルエチルアミンなどのアミン類、テルピネオールなどの脂環族アルコールなどを単独または２種以上混合して用いることができるが、特にこれに限定されるものではない。分散方法としては、例えば、攪拌処理、超音波分散処理、ビーズ分散処理、混錬処理、ホモジナイザー処理などが挙げられる。
【００６６】
次に、必要に応じて、フィルタによりペーストをろ過し、ペースト中の異物を除去するようにしてもよい。次に、必要に応じて、ペーストに対して、内部の気泡を除去するための真空脱泡を行うようにしてもよい。
【００６７】
次に、支持基材の表面にペーストを均一に塗布または印刷することにより、ペースト層を成形する。支持基材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの高分子樹脂フィルムなどを用いることができる。塗布および印刷の方法としては、簡便で量産性に適した方法を用いることが好ましい。塗布方法としては、例えば、ダイコート法、マイクログラビアコート法、ワイヤーバーコート法、ダイレクトグラビアコート法、リバースロールコート法、コンマコート法、ナイフコート法、スプレーコート法、カーテンコート法、ディップ法、スピンコート法などを用いることができるが、特にこれに限定されるものではない。印刷方法としては、例えば、凸版印刷法、オフセット印刷法、グラビア印刷法、凹版印刷法、ゴム版印刷法、スクリーン印刷法などを用いることができるが、特にこれに限定されるものではない。
【００６８】
後工程にてグリーンシートを支持基材の表面から剥がしやすくするために、支持基材の表面に剥離処理を予め施しておくことが好ましい。剥離処理としては、例えば、剥離性を付与する組成物を支持基材の表面に予め塗布または印刷する方法が挙げられる。剥離性を付与する組成物としては、例えば、バインダーを主成分とし、ワックスまたはフッ素などが添加された塗料、またはシリコーン樹脂などが挙げられる。
【００６９】
次に、ペースト層を乾燥させることにより、支持基材の表面にグリーンシートを形成する。乾燥方法としては、例えば、自然乾燥、熱風などによる送風乾燥、赤外線または遠赤外線などによる加熱乾燥、真空乾燥などが挙げられる。これらの乾燥方法を単独で用いてもよいし、２以上組み合わせて用いてもよい。
【００７０】
（正極集電層前駆体の形成工程）
正極集電層前駆体としてのグリーンシートを次のようにして形成する。まず、導電性粒子の粉末と、固体電解質と、有機系結着剤とを混合して、合剤粉末を調製したのち、この合剤粉末を溶媒に分散させて、グリーンシート形成用組成物としてのペーストを得る。このペーストを用いる以外のことは上述の“正極活物質層前駆体の形成工程”と同様にして、グリーンシートを得る。
【００７１】
（負極層前駆体の形成工程）
負極層前駆体としてのグリーンシートを次のようにして形成する。まず、負極活物質と、固体電解質と、有機系結着剤と、必要に応じて導電剤とを混合して、合剤粉末を調製したのち、この合剤粉末を溶媒に分散させて、グリーンシート形成用組成物としてのペーストを得る。このペーストを用いる以外のことは上述の“正極活物質層前駆体の形成工程”と同様にして、グリーンシートを得る。
【００７２】
（固体電解質層前駆体の形成工程）
固体電解質層前駆体としてのグリーンシートを次のようにして形成する。まず、固体電解質と、有機系結着剤とを混合して、合剤粉末を調製したのち、この合剤粉末を溶媒に分散させて、グリーンシート形成用組成物としてのペーストを得る。このペーストを用いる以外のことは上述の“正極活物質層前駆体の形成工程”と同様にして、グリーンシートを得る。
【００７３】
（外装材前駆体の形成工程）
外装材前駆体としてのグリーンシートを次のようにして形成する。まず、ガラス状態の材料１４ａと、結晶状態の材料１４ｂと、有機系結着剤とを混合して、合剤粉末を調製したのち、この合剤粉末を溶媒に分散させて、グリーンシート形成用組成物としてのペーストを得る。このペーストを用いる以外のことは上述の“正極活物質層前駆体の形成工程”と同様にして、グリーンシートを得る。
【００７４】
（前駆体の積層および焼成工程）
上述のようにして得られた２層の正極活物質層形成用のグリーンシートと、２層の正極集電層形成用のグリーンシートと、１層の負極層形成用のグリーンシートと、２層の固体電解質層形成用のグリーンシートとを用いて、次のようにして電池を作製する。まず、各グリーンシートを支持基材から剥離し、所定の大きさおよび形状に切断したのち、上記の６つのグリーンシートを積層して積層体を形成する。
【００７５】
次に、積層体を加熱するとともに、少なくとも積層体の厚さ方向に圧力が加わるように積層体をプレスする。これにより、積層体を構成する各グリーンシートに含まれる有機系結着剤が溶融されるとともに、積層体を構成する各グリーンシート間が密着される。積層体を加熱しながらプレスする具体的な方法としては、例えば、ホットプレス法、温間等方圧プレス（Warm Isostatic Press：ＷＩＰ）法などが挙げられる。続いて、積層体が各グリーンシートに含まれる有機系結着剤の酸化燃焼温度以上の温度となるように、積層体に熱を加えることにより、有機系結着剤を脱脂する。その後、積層体を焼成することにより、各グリーンシート中に含まれる固体電解質を焼結させる。
【００７６】
なお、正極活物質層形成用のグリーンシート、正極集電層形成用のグリーンシート、負極層形成用のグリーンシートおよび固体電解質層形成用のグリーンシートに含まれる固体電解質は、焼成工程前において酸化物ガラスおよび酸化物ガラスセラミックスのうちの少なくとも１種である。上述したように、酸化物ガラスおよび酸化物ガラスセラミックスは、焼結温度が５５０℃以下であり、高い熱収縮率を有し、かつ流動性に富むものであることが好ましい。
【００７７】
積層体の焼成温度は、固体電解質の焼結温度以上、好ましくは固体電解質の焼結温度以上５５０℃以下、より好ましくは固体電解質の焼結温度以上５００℃以下である。ここで、固体電解質の焼結温度とは、積層体に含まれる固体電解質が一種類である場合には、その固体電解質の焼結温度を意味する。これに対して、積層体に含まれる固体電解質が２種以上である場合には、それらの固体電解質の焼結温度のうち最少のものを意味する。
【００７８】
積層体の焼成温度が固体電解質の焼結温度以上であると、固体電解質の焼結が進行するので、正極層２１、負極層２２および固体電解質層２３のリチウムイオン伝導性を向上できる。また、正極層２１、負極層２２および固体電解質層２３の強度を高めることができる。積層体の焼成温度を５５０℃以下または５００℃以下とする理由は、上述した固体電解質の焼結温度を５５０℃以下または５００℃以下とする理由と同様である。
【００７９】
焼成工程前において積層体に含まれる固体電解質が酸化物ガラスである場合には、焼成工程において酸化物ガラスから酸化物ガラスセラミックスに変化させてもよい。以上により、目的とする電池素子２０が得られる。
【００８０】
（外装材の形成工程）
電池素子２０の表面に、次のようにして外装材１４を形成する。まず、外装材形成用のグリーンシートにより電池素子２０の表面に覆う。この際、グリーンシートは、電池素子２０の表面のうち、正極集電層２１Ａの一端が第１の端面１１ＳＡから露出し、負極層２２の一端が第２の端面１１ＳＢから露出するように覆う。
【００８１】
次に、グリーンシートが当該グリーンシートに含まれる有機系結着剤の酸化燃焼温度以上の温度となるように、グリーンシートに熱を加えることにより、有機系結着剤を脱脂する。脱脂後、ガラス状態の材料１４ａの軟化点以上の焼結温度でグリーンシートを加熱することにより、グリーンシートに含まれるガラス状態の材料１４ａを焼結させる。これにより、外装電池素子１１が得られる。
【００８２】
（端子の形成工程）
導電性粒子を含む導電性ペーストを外装電池素子１１の第１、第２の端面１１ＳＡ、１１ＳＢに塗布したのち、導電性ペーストを焼成する。これにより、第１、第２の端面１１ＳＡ、１１ＳＢをそれぞれ覆うように正極、負極端子１２、１３が形成される。以上により、図１Ａ、図１Ｂに示す全固体電池が得られる。
【００８３】
［効果］
第１の実施形態係る全固体電池では、ガラス状態の材料１４ａを含む外装材１４で電池素子２０の表面を覆っているので、電池素子２０への水分透過を抑制することができる。したがって、全固体電池の大気安定性を向上することができる。
【００８４】
また、外装材１４は、ガラス状態の材料１４ａ以外に結晶状態の材料１４ｂをさらに含むので、外装材１４の形成工程において外装材１４の収縮を抑制し、電池素子２０と外装材１４との収縮率の違いを低減することができる。したがって、外装材１４の形成工程において外装材１４が歪み割れてしまうことを抑制できる。
【００８５】
全固体電池の外装材としてラミネートフィルムを用いることも可能であるが、ラミネートフィルムはシール部を有するため、全固体電池の体積エネルギー密度が低下してしまう。これに対して、第１の実施形態係る全固体電池では、外装材としてガラス状態の材料１４ａを含む外装材１４を用いているため、ラミネートフィルムにおけるようなシール部を無くすことができる。したがって、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。
【００８６】
また、全固体電池の外装材として樹脂モールドを用いることも可能であるが、樹脂モールドは水分透過しやすい材料であり、水分透過を抑制するためには樹脂モールドを厚くする必要がある。このため、外装材として樹脂モールドを用いた場合、水分透過を抑制しようとすると、全固体電池の体積エネルギー密度が低下してしまう虞がある。これに対して、第１の実施形態係る全固体電池では、外装材１４としてガラス状態の材料１４ａを含むものを用いるため、外装材１４を厚くしなくとも、電池素子２０への水分透過を十分に抑制することができる。
【００８７】
また、全固体電池の外装材としてラミネートフィルムや樹脂モールドを用いた場合には、リフローにより全固体電池をモジュール基板上に搭載することは困難である。これに対して、第１の実施形態係る全固体電池では、外装材１４は、ガラス状態の材料１４ａと結晶状態の材料１４ｂとを含むものであるため、リフローにより全固体電池をモジュール基板上に搭載することが可能である。
【００８８】
［変形例］
（変形例１）
外装材１４を、ペーストを用いて以下のようにして形成してもよい。
【００８９】
（外装材形成用ペーストの調製工程）
外装材形成用ペーストを次のようにして調製する。まず、ガラス状態の材料１４ａと、結晶状態の材料１４ｂと、有機系結着剤とを混合して、合剤粉末を調製する。次に、この合剤粉末を溶媒に分散させて、外装材形成用組成物としてのペーストを得る。
【００９０】
（外装材の形成工程）
電池素子２０の表面に、次のようにして外装材１４を形成する。まず、印刷法により、電池素子２０の表面に外装材形成用ペーストを塗布する。この際、ペーストは、電池素子２０の表面のうち、正極集電層２１Ａの一端が第１の端面１１ＳＡから露出し、負極層２２の一端が第２の端面１１ＳＢから露出するように塗布される。印刷法としては、例えば、フレキソ印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷、グラビアオフセット印刷、反転オフセット印刷、水なし平板印刷またはインクジェット印刷などを用いることができるが、これに限定されるものではない。
【００９１】
次に、ペーストが当該ペーストに含まれる有機系結着剤の酸化燃焼温度以上の温度となるように、ペーストに熱を加えて、ペーストに含まれる有機系結着剤を脱脂する。脱脂後、ガラス状態の材料１４ａの軟化点以上の焼結温度でペーストを加熱することにより、ペーストに含まれるガラス状態の材料１４ａを焼結させる。これにより、外装電池素子１１が得られる。
【００９２】
（変形例２）
第１の実施形態では、電池素子２０が、２層の正極層２１と、１層の負極層２２と、２層の固体電解質層２３とを備える構成を例として説明したが、電池素子２０の構成は正極層２１と負極層２２とが固体電解質層２３を介して積層された構成であればよく、正極層２１、負極層２２および固体電解質層２３の層数は特に限定されるものではない。
【００９３】
図５は、電池素子２０が、５層の正極層２１と、４層の負極層２２と、８層の固体電解質層２３とを備える構成の一例を示している。５層の正極層２１のうち、電池素子２０の両端に位置する正極層２１は、正極集電層２１Ａと、正極集電層２１Ａの両主面のうち、負極層２２と対向する側の主面に設けられた正極活物質層２１Ｂとを備える。５層の正極層２１のうち、電池素子２０の両端以外に位置する正極層２１は、正極集電層２１Ａと、正極集電層２１Ａの両主面にそれぞれ設けられた正極活物質層２１Ｂとを備える。
【００９４】
図６Ａに示すように、第１の端面１１ＳＡから５層の正極集電層２１Ａの一端が露出している。この露出した５層の正極集電層２１Ａの一端に正極端子１２が電気的に接続されている。一方、図６Ｂに示すように、第２の端面１１ＳＢから４層の負極層２２の一端が露出している。この露出した４層の負極層２２の一端に負極端子１３が電気的に接続されている。
【００９５】
（変形例３）
第１の実施形態では、外装電池素子１１の主面の形状が四角形である場合を例として説明したが、外装電池素子１１の主面の形状は特に限定されるものではない。例示するならば、円形、楕円形、四角形状以外の多角形または不定形などが挙げられる。また、外装電池素子１１の形状は板状に限定されるものではなく、シート状またはブロック状などであってもよい。また、外装電池素子１１が湾曲または屈曲していてもよい。
【００９６】
（変形例４）
上述の第１の実施形態では、電極反応物質としてリチウムを用いる電池に対して本技術を適用した例について説明したが、本技術はこの例に限定されるものではない。電極反応物質として、例えば、ＮａもしくはＫなどの他のアルカリ金属、ＭｇもしくはＣａなどのアルカリ土類金属、またはＡｌもしくはＡｇなどのその他の金属を用いる電池に本技術を適用してもよい。
【００９７】
（変形例５）
電池は、バイポーラ型の積層構造を有していてもよい。また、電池の各層をすべてグリーンシートにより構成するのではなく、電池を構成する一部の層をグリーンシートとし、そのグリーンシート上に印刷などで他の層を直接形成してもよい。
【００９８】
具体的には例えば、正極集電層前駆体、正極活物質層前駆体および負極層前駆体を以下のようにして形成してもよい。まず、固体電解質層前駆体または固体電解質層２３の一方の面に正極活物質層形成用のペーストを塗布または印刷した後、乾燥させて正極活物質層前駆体を形成する。次に、正極活物質層前駆体上に正極集電層形成用のペーストを塗布または印刷した後、乾燥させて正極集電層前駆体を形成する。その後、固体電解質層前駆体または固体電解質層２３の他方の面に負極層形成用のペーストを塗布または印刷した後、乾燥させて負極層前駆体を形成するようにしてもよい。
【００９９】
（変形例６）
上述の第１の実施形態では、正極集電層前駆体、正極活物質層前駆体、負極層前駆体および固体電解質層前駆体がグリーンシートである場合を例として説明したが、正極集電層前駆体、正極活物質層前駆体、負極層前駆体および固体電解質層前駆体のうちの少なくとも１層が圧粉体であってもよい。圧粉体は、有機系結着剤を含んでいなくてもよい。
【０１００】
（変形例７）
上述の第１の実施形態では、正極活物質層２１Ｂおよび負極層２２の両方が固体電解質を含む場合を例として説明したが、正極活物質層２１Ｂおよび負極層２２のうちの少なくとも一方が固体電解質を含まなくてもよい。この場合、固体電解質を含まない層は、例えば蒸着法またはスパッタ法などの気相成長法で作製される薄膜であってもよい。
【０１０１】
（変形例８）
正極集電層２１Ａ、正極活物質層２１Ｂ、負極層２２および固体電解質層２３に含まれる固体電解質は、特に限定されるものではない。第１の実施形態の固体電解質以外のものとしては、例えば、Ｌａ−Ｌｉ−Ｔｉ−Ｏなどから構成されるペロブスカイト型酸化物結晶、Ｌｉ−Ｌａ−Ｚｒ−Ｏなどから構成されるガーネット型酸化物結晶、リチウム、アルミニウムおよびチタンを構成元素に含むリン酸化合物（ＬＡＴＰ）、リチウム、アルミニウムおよびゲルマニウムを構成元素に含むリン酸化合物（ＬＡＧＰ）などを用いることができる。
【０１０２】
また、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などの酸化物を用いることもできる。
【０１０３】
＜２  第２の実施形態＞
本技術の第２の実施形態に係る電池は、図７Ａに示すように、負極集電層３２Ａと、負極集電層３２Ａの両面に設けられた負極活物質層２２Ｂとを備える負極層３２を備える点において、第１の実施形態に係る電池とは異なっている。
【０１０４】
外装材１４は、正極集電層２１Ａの端部および負極集電層３２Ａの端部が外装電池素子１１の異なる端面にて露出するように、電池素子２０の表面を覆っている。より具体的には、外装材１４は、図７Ｂに示すように、正極集電層２１Ａの一端が第１の端面１１ＳＡから露出し、図７Ｃに示すように、負極集電層３２Ａの一端が第２の端面１１ＳＢから露出するように、電池素子２０の表面を覆っている。第１の端面１１ＳＡから露出した正極集電層２１Ａの一端が、正極端子１２に電気的に接続されている。また、第２の端面１１ＳＢから露出した負極集電層３２Ａの一端が、負極端子１３に電気的に接続されている。
【０１０５】
（負極集電層）
負極集電層３２Ａは、１種または２種以上の導電性粒子と、１種または２種以上の固体電解質とを含んでいる。負極集電層３２Ａは、例えば、負極集電層前駆体としてのグリーンシートの焼成体である。
【０１０６】
導電性粒子は、第１の実施形態の正極端子１２および負極端子１３に含まれるものと同様である。固体電解質は、第１の実施形態の固体電解質層２３に含まれるものと同様である。但し、固体電解質層２３と負極集電層３２Ａに含まれる固体電解質の組成（材料の種類）または組成比は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【０１０７】
負極集電層３２Ａは、例えば、Ｃｕまたはステンレス鋼などを含む金属層であってもよい。上記金属層の形状は、例えば、箔状、板状またはメッシュ状などである。
【０１０８】
（負極活物質層）
負極活物質層３２Ｂは、１種または２類以上の負極活物質と、１種または２類以上の固体電解質とを含んでいる。固体電解質が、結着剤としての機能を有していてもよい。負極層２２は、必要に応じて導電剤を更に含んでいてもよい。負極層２２は、例えば、負極層前駆体としてのグリーンシートの焼成体である。
【０１０９】
負極活物質は、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。炭素材料は、上述の負極層２２に含まれるものと同様である。
【０１１０】
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。より具体的には例えば、金属系材料は、Ｓｉ（ケイ素）、Ｓｎ（スズ）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｉｎ（インジウム）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｂ（ホウ素）、Ｇａ（ガリウム）、Ｇｅ（ゲルマニウム）、Ｐｂ（鉛）、Ｂｉ（ビスマス）、Ｃｄ（カドミウム）、Ａｇ（銀）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｈｆ（ハフニウム）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｙ（イットリウム）、Ｐｄ（パラジウム）またはＰｔ（白金）などの単体、合金または化合物のいずれか１種または２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。合金または化合物としては、例えば、ＳｉＢ4、ＴｉＳｉ2、ＳｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＯv（０＜ｖ≦２）、ＬｉＳｉＯ、ＳｎＯw（０＜ｗ≦２）、ＳｎＳｉＯ3、ＬｉＳｎＯ、Ｍｇ2Ｓｎなどが挙げられる。
【０１１１】
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。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）である。この複合酸化物としては、例えば、Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12などが挙げられる。
【０１１２】
固体電解質は、上述の固体電解質層２３に含まれるものと同様である。但し、固体電解質層２３と負極活物質層３２Ｂに含まれる固体電解質の組成（材料の種類）または組成比は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【０１１３】
導電剤は、上述の正極活物質層２１Ｂにおける導電剤と同様である。
【０１１４】
［変形例］
（変形例１）
第２の実施形態では、電池素子２０が、２層の正極層２１と、１層の負極層２２と、２層の固体電解質層２３とを備える構成を例として説明したが、電池素子２０の構成は正極層２１と負極層２２とが固体電解質層２３を介して積層された構成であればよく、正極層２１、負極層２２および固体電解質層２３の層数は特に限定されるものではない。
【０１１５】
図８は、電池素子２０が、４層の正極層２１と、４層の負極層３２と、７層の固体電解質層２３とを備える構成の一例を示している。４層の正極層２１のうち電池素子２０の一端に位置する正極層２１は、正極集電層２１Ａと、正極集電層２１Ａの両主面のうち、負極層３２と対向する側の主面に設けられた正極活物質層２１Ｂとを備える。４層の負極層３２のうち電池素子２０の他端に位置する負極層３２は、負極集電層３２Ａと、負極集電層３２Ａの両主面のうち、正極層２１と対向する側の主面に設けられた負極活物質層３２Ｂとを備える。
【０１１６】
電池素子２０の一端以外に位置する正極層２１は、正極集電層２１Ａと、正極集電層２１Ａの両主面にそれぞれ設けられた正極活物質層２１Ｂとを備える。また、電池素子２０の他端以外に位置する負極層３２は、負極集電層３２Ａと、負極集電層３２Ａの両主面にそれぞれ設けられた負極活物質層３２Ｂとを備える。
【０１１７】
図９Ａに示すように、第１の端面１１ＳＡから４層の正極集電層２１Ａの一端が露出している。この露出した４層の正極集電層２１Ａの一端に正極端子１２が電気的に接続されている。一方、図９Ｂに示すように、第２の端面１１ＳＢから４層の負極集電層３２Ａの一端が露出している。この露出した４層の負極集電層３２Ａの一端に負極端子１３が電気的に接続されている。
［実施例］
【０１１８】
以下、実施例により本技術を具体的に説明するが、本技術はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【０１１９】
［実施例１］
図１Ａ、図１Ｂに示した全固体電池を以下のようにして得た。まず、Ｂｉ2Ｏ3を主成分とするガラスとＡｌ2Ｏ3の結晶粉末とを混合した。この際、ガラスと結晶粉末との混合比は、最終的に得られる外装材内にてガラスと結晶粉末との体積比が５０ｖｏｌ％：５０ｖｏｌ％となるように調整した。次に、混合物に樹脂バインダと高沸点溶媒をさらに加えて混合することにより、外装材形成用のペーストを作製した。
【０１２０】
続いて、このペーストを、一方の端面から正極集電層の端部が露出し、かつ他方の端面から負極層の端部が露出するように、積層型の電池素子の表面に印刷した。印刷後、以下の脱脂工程を実施した。すなわち、ペーストに含まれる樹脂バインダの酸化燃焼温度以上の温度でペーストを加熱し、樹脂バインダを燃焼させた。脱脂後、ペーストに含まれるガラスの軟化点以上の焼結温度でペーストを加熱し、ガラスを焼結させることにより、外装電池素子を得た。その後、外装電池素子の両端面にＡｇペーストをそれぞれディップし、Ａｇペーストの硬化温度にて外装電池素子を再度焼成した。これにより、目的とする全固体電池が得られた。
【０１２１】
［実施例２］
図１Ａ、図１Ｂに示した全固体電池を以下のようにして得た。まず、実施例１と同様にして、外装材形成用のペーストを作製した。次に、このペーストを離型フィルムに塗工し乾燥させることにより、剥離フィルム上にグリーンシートを形成した。そして、離型フィルムとともにグリーンシートを矩形状に打ち抜いたのち、グリーンシートを離型フィルムから剥離した。これにより、外装材前駆体としての厚さ５０μｍのグリーンシートが得られた。続いて、積層型の電池素子の両主面に、作製したグリーンシートを配し、まとめて静水圧プレスを実施した。
【０１２２】
プレス後、以下の脱脂工程を実施した。すなわち、グリーンシートに含まれる樹脂バインダの酸化燃焼温度以上の温度でグリーンシートを加熱し、樹脂バインダを燃焼させた。脱脂後、グリーンシートに含まれるガラスの軟化点以上の焼結温度でグリーンシートを加熱し、ガラスを焼結させることにより、外装電池素子を得た。その後、外装電池素子の両端面にＡｇペーストをそれぞれディップし、Ａｇペーストの硬化温度にて外装電池素子を再度焼成した。これにより、目的とする全固体電池が得られた。
【０１２３】
［比較例１］
Ａｌ2Ｏ3の結晶粉末を混合せずに外装材形成用のペーストを作製したこと以外は実施例１と同様にして全固体電池を得た。
【０１２４】
［比較例２］
Ａｌ2Ｏ3の結晶粉末を混合せずに外装材形成用のペーストを作製したこと以外は実施例２と同様にして全固体電池を得た。
【０１２５】
［外観評価］
上述のようにして得られた全固体電池の表面を目視で観察し、外装材に割れが発生しているか否かを確認した。その結果、実施例１、２の全固体電池では、外装材の割れが確認されなかったのに対して、比較例１、２の全固体電池では、外装材の割れが確認された。
したがって、外装材にガラス状態の材料と結晶状態の材料とを含ませることで、外装材の焼成工程（焼成後冷却時など）における外装材の割れの発生を抑制することができる。
【０１２６】
［参考例１］
まず、実施例１と同様にして、外装材形成用のペーストを作製した。次に、このペーストを離型フィルムに塗工し乾燥させることにより、剥離フィルム上にグリーンシートを形成した。そして、離型フィルムとともにグリーンシートを矩形状に打ち抜いたのち、グリーンシートを離型フィルムから剥離した。これにより、外装材前駆体としてのグリーンシートが得られた。
【０１２７】
続いて、以下の脱脂工程を実施した。すなわち、グリーンシートに含まれる樹脂バインダの酸化燃焼温度以上の温度でグリーンシートを加熱し、樹脂バインダを燃焼させた。脱脂後、グリーンシートに含まれるガラスの軟化点以上の焼結温度でグリーンシートを加熱し、ガラスを焼結させた。これにより、平均厚さ１７６μｍの外装材が得られた。
【０１２８】
［水分透過率の評価］
上述のようにして得られた参考例１の外装材（平均厚さ１７６μｍ）の水蒸気透過率（２３℃、９０％ＲＨ）をJIS K7129-C（ISO 15106-4）に準拠して測定した。その結果、水蒸気透過率は１．１×１０-2ｇ／ｍ2／ｄａｙであった。
【０１２９】
平均厚さ１７６μｍの外装材の水蒸気透過率を、平均厚さ２０μｍの水蒸気透過率に換算すると、９．６×１０-2ｇ／ｍ2／ｄａｙであった。また、平均厚さ５０μｍの外装材の水蒸気透過率に換算すると、３．９×１０-2ｇ／ｍ2／ｄａｙであった。この結果から、外装材の平均厚さが５０μｍ以下であっても、水蒸気透過率を十分に低く抑えることができることがわかる。
【０１３０】
＜３  応用例＞
「応用例としてのプリント回路基板」
以下、本技術をプリント回路基板に対して適用した応用例について説明する。上述した全固体電池は、図１０に示すように、プリント回路基板１２０２上に充電回路等と共に実装することができる。例えばプリント回路基板１２０２上に全固体電池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。プリント回路基板１２０２上に全固体電池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。
【０１３１】
プリント回路基板１２０２上に全固体電池１２０３が形成されている。プリント回路基板１２０２を共通として充電制御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。
【０１３２】
プリント回路基板１２０２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全固体電池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、プリント回路基板１２０２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。全固体電池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。
【０１３３】
上述した負荷１２０９の具体例は以下のようなものである。
１．ウェアラブル機器（スポーツウオッチ、時計、補聴器等）
２．ＩｏＴ端末（センサネットワーク端末等）
３．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）
４．ＩＣ基板埋め込み電池（リアルタイムクロックＩＣ）
５．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）
【０１３４】
「応用例としてのユニバーサルクレジットカード」
以下、本技術をユニバーサルクレジットカードに対して適用した応用例について説明する。
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。
【０１３５】
図１１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全固体電池が内蔵されている。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。
【０１３６】
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、本技術による全固体電池は、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。
【０１３７】
「応用例としてのセンサネットワーク端末」
以下、本技術をセンサネットワーク端末に対して適用した応用例について説明する。
無線センサネットワークにおける無線端末は、センサノードと呼ばれ、１個以上の無線チップ、マイクロプロセッサ、電源（電池）などにより構成される。センサネットワークの具体例としては、省エネルギー管理、健康管理、工業計測、交通状況、農業などをモニタするのに使用される。センサの種類としては、電圧、温度、ガス、照度などが使用される。
【０１３８】
省エネルギー管理の場合、センサノードとして、電力モニタノード、温度・湿度ノード、照度ノード、ＣＯ2ノード、人感ノード、リモートコントロールノード、ルータ（中継機）等が使用される。これらのセンサノードが家庭、オフィスビル、工場、店舗、アミューズメント施設等において無線ネットワークを構成するように設けられる。
【０１３９】
そして、温度、湿度、照度、ＣＯ2濃度、電力量等のデータが表示され、環境の省エネの状況が見えるようになっている。さらに、制御局からのコマンドによって、照明、空調施設、換気施設等のオン／オフ制御がなされる。
【０１４０】
センサネットワークの無線インターフェースの一つとしてＺｉｇＢｅｅ（登録商標）を使用することができる。この無線インターフェースは、近距離無線通信規格の一つであり、転送可能距離が短く転送速度も低速である代わりに、安価で消費電力が少ない特徴を有する。したがって、電池駆動可能な機器への実装に向いている。この通信規格の基礎部分は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４として規格化されている。論理層以上の機器間の通信プロトコルはＺｉｇＢｅｅ（登録商標）アライアンスが仕様の策定を行っている。
【０１４１】
図１２は無線センサノード１４０１の一例の構成を示す。センサ１４０２の検出信号がマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）１４０３のＡＤ変換回路１４０４に供給される。センサ１４０２として上述した種々のセンサが使用できる。マイクロプロセッサ１４０３と関連してメモリ１４０６が設けられている。さらに、電池１４０７の出力が電源制御部１４０８に供給され、無線センサノード１４０１の電源が管理される。電池１４０７として、上述した全固体電池、カード型電池パック等を使用することができる。本技術による充放電装置は、全固体電池を使用した場合に適用される。
【０１４２】
マイクロプロセッサ１４０３に対してプログラムがインストールされる。マイクロプロセッサ１４０３がプログラムにしたがってＡＤ変換回路１４０４から出力されるセンサ１４０２の検出結果のデータを処理する。マイクロプロセッサ１４０３の通信制御部１４０５に対して無線通信部１４０９が接続され、無線通信部１４０９から検出結果のデータがネットワーク端末（図示しない）に対して例えばＺｉｇＢｅｅ（登録商標）を使用して送信され、ネットワーク端末を介してネットワークに接続される。一つのネットワーク端末に対して所定数の無線センサノードが接続可能である。なお、ネットワークの形態としては、スター型以外に、ツリー型、メッシュ型及びリニア型等の形態を使用することができる。
【０１４３】
「応用例としてのリストバンド型電子機器」
以下、本技術をリストバンド型電子機器に対して適用した応用例について説明する。
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。
【０１４４】
図１３及び図１４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１３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１４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。
【０１４５】
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１３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。
【０１４６】
本体部１５０２は、基板１５２１、ＬＥＤ１５２２、受光ＩＣ(Integrated Circuit)１５２３、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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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１４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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
図１５及び図１６は、リストバンド型電子機器の他の一例を示す。図１５は、リストバンド型電子機器１６０１の外観の構成例を示している。図１６は、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。）の構成ブロック図を示している。
【０１５７】
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。
【０１５８】
電子機器１６０１は、使用状態においては、図１５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。
【０１５９】
図１６は、電子機器１６０１の構成例を示すブロック図である。図１６に示すように、電子機器１６０１は、上述した表示装置１６１２の他に、駆動制御部としてのコントローラＩＣ１６１５を含むセンサ１６２０と、ホスト機器１６１６とを備えている。センサ１６２０がコントローラＩＣ１６１５を備えるようにしてもよい。
【０１６０】
センサ１６２０は、押圧と曲げとの両方を検出可能なものである。センサ１６２０は、押圧に応じた静電容量の変化を検出し、それに応じた出力信号をコントローラＩＣ１６１５に出力する。また、センサ１６２０は、曲げに応じた抵抗値の変化（抵抗変化）を検出し、それに応じた出力信号をコントローラＩＣ１６１５に出力する。
【０１６１】
ホスト機器１６１６は、コントローラＩＣ１６１５から供給される情報に基づき、各種の処理を実行する。例えば、表示装置１６１２に対する文字情報や画像情報などの表示、表示装置１６１２に表示されたカーソルの移動、画面のスクロールなどの処理を実行する。
【０１６２】
表示装置１６１２は、例えばフレキシブルな表示装置であり、ホスト機器１６１６から供給される映像信号や制御信号などに基づき、映像（画面）を表示する。表示装置１６１２としては、例えば、液晶ディスプレイ、エレクトロルミネッセンス（Electro Luminescence：ＥＬ）ディスプレイ、電子ペーパーなどが挙げられるが、これに限定されるものではない。
【０１６３】
なお、電源として例えば薄型の電池及び図１６に示す電子回路がバンド部１６１１内に収納されている。電子機器１６０１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。電池として全固体電池を使用する場合に対して本技術を適用することができる。
【０１６４】
「応用例としてのスマートウオッチ」
以下、本技術をスマートウオッチに対して適用した応用例について説明する。
この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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
次に、スマートウオッチの構成についてより具体的に説明する。本応用例のスマートウオッチは、通常の腕時計のバンドに相当する部分が本体になっており、バンド（ベルト）単体で電子機器として成り立つようになっている。すなわち、針などで時刻を表示するウオッチ本体は、従来のウオッチがそのまま使用可能である。そして、そのウオッチ本体に取り付けられるバンド型電子機器が通信機能や告知機能を内蔵する。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。
【０１６７】
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（以下、「ＦＰＣ」と称する。）で接続されている。ただし、各部品を接続したＦＰＣを内蔵したバンドは、円形に折り曲げるとＦＰＣの配線に応力がかかり、ＦＰＣの配線が切れてしまうという問題がある。これは後述の通り、蛇行形状を設けることで解決できるが、そのままではバンド内部の防水性が確保できないという新たな問題が発生する。また、金属製のバンドの中にアンテナを配置すると、電波がバンドの外に出ないという問題もある。さらに、通常、バンドを止めるバックル機構は、ＦＰＣを配置することできないので、バックル機構の箇所の前後で電気的な接続をすることが困難である。
【０１６８】
つまり、金属製のバンド内に電子機器を組み込むためには、以下の３点の問題を解決する必要がある。
ａ．ＦＰＣの配線及び防水の問題
ｂ．金属筐体によるアンテナの問題
ｃ．バックルの機構と電気接点の問題
以下、この３点の問題を解決する構成の概要を説明する。
【０１６９】
ａ．ＦＰＣの配線及び防水の問題を解決する構成
電子機器の部品を各セグメントに配置するにあたって、セグメントの間は、ＦＰＣで接続される必要がある。しかし、金属製のバンドをユーザの腕に取り付けるように曲げると、ＦＰＣの外側に応力がかかるため、ＦＰＣが切れることがある。そこで、蛇行形状を設けることにより、ＦＰＣが切れることを防止する。また、本応用例の電子機器は、腕時計に取り付けることを前提にしたスマートウオッチであるので、防水を取りながら蛇行形状を設ける必要がある。そこで本応用例では、各セグメントの間に、時計のバンドならでは部品である「つがい部品」という小さなセグメントが用意される。
【０１７０】
小さいセグメントの空間内は、ＦＰＣが蛇行した形状とされる。この蛇行形状は、Ｓ字形状、Ｖ字形状、Ｕ字形状、Ｚ字形状、曲線形状、半円形状、折れ線形状等、いずれの形状でもよい。このようにすることで、たとえ金属製のバンドを曲げても、ＦＰＣの蛇行形状が伸びるだけであり、ＦＰＣが切れることがない。さらに、セグメント部にあるＦＰＣの出入口は、ゴムパッキン（比較的柔らかい樹脂）で押さえる。そして、つがい部は、出入口を押さえることなくＦＰＣが自由に動くようにして、各セグメントの防水性を保つ。この「つがい部」を導入することで、本体の防水性を確保しながらＦＰＣが切れることを防止することが可能になる。なお、１つの部品（セグメント）のみで電子部品が完結する場合は、この「つがい部」を省略することが可能である。
【０１７１】
ｂ．金属筐体によるアンテナの問題
金属製のバンドは、内部にアンテナを入れると、アンテナからの電波が外に出ないという問題がある。本発明では、金属製のバンドの１つの筐体（部品）に、Bluetooth（登録商標）用のアンテナと、ＮＦＣ（Near Field Communication）用のアンテナを配置する。アンテナを入れた部品は、他の部品からアンテナ特性に影響を与えないように、隣接する他の部品との間に絶縁体を挟むようにする。
【０１７２】
また、アンテナを内蔵した部品は、その部品の全面（おおよそ６面）をアンテナとして用いるが、ユーザの肌に接するとアンテナ特性が悪化するので、ユーザの肌と接する面をアンテナとして利用せずに、金属以外の材料で作製してもよい。また、他の例として、ユーザの肌と触れる金属部品とアンテナとして働く部品との間には、絶縁層が挟まれるようにしてもよい。さらに、アンテナを内蔵した部品がスリットを備えるようにして、スリットアンテナとして使用してもよい。Bluetooth（登録商標）用のアンテナを配置する部品と、ＮＦＣ用のアンテナを配置する部品を、別の部品にしてもよい。Bluetooth（登録商標）の無線通信は、２．４ＧＨｚ帯の通信を行うため、スマートウオッチとスマートフォンとで障害物がない状況で無線通信を行ったとき、平均で１０ｍ程度までペアリングが可能であった。金属筐体自体をアンテナとする手法を導入することで、アンテナ問題を解決することができる。
【０１７３】
ｃ．バックルの機構／電気的接点の問題
金属製のバンドによるスマートウオッチでは、バックルと重なる位置に配置される一番大型の部品に基板が配置されるため、バックルが、通常の腕時計用のバックルよりも厚くなってしまう。また、バックル内は、ＦＰＣを通すことが困難である。したがって、バックルで接続された一方のセグメントと他方のセグメントとの間は、電気的な接続ができないという問題がある。
【０１７４】
本応用例では、バックルを畳んだ際に、バックルを構成する２つの部品の内の一方の部品が、他方の部品の空いた空間に収まるような構造として、薄型化を実現した。また、バックルで接続された一方のセグメントと他方のセグメントとの間に、電気的な接点を配置する構成である。
【０１７５】
（スマートウオッチの全体構成）
図１７にスマートウオッチの全体構成を示す。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。
【０１７６】
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。本応用例では、それぞれのセグメント２１１０〜２２３０は金属で構成される。
【０１７７】
なお、図１７や図１８では、バンド型電子機器２０００の構成を説明するために、時計本体３０００とセグメント２２３０とが離れた状態を示すが、実際の使用時には、時計本体３０００にセグメント２２３０が取り付けられる。時計本体３０００にセグメント２２３０が取り付けられることで、バンド型電子機器２０００は、通常の腕時計と同様に、ユーザの腕に装着することができる。それぞれのセグメント２１１０〜２２３０の接続箇所は、可動させることが可能である。セグメントの接続箇所が可動できることで、バンド型電子機器２０００は、ユーザの腕にフィットさせることができる。
【０１７８】
セグメント２１７０とセグメント２１６０との間には、バックル部２３００が配置される。バックル部２３００は、ロックを外した状態のとき長く伸び、ロックした状態のとき短くなる。各セグメント２１１０〜２２３０は、複数種類のサイズで構成される。例えば、バックル部２３００と接続されたセグメント２１７０は、最も大きなサイズである。
【０１７９】
（セグメントの内部の概要）
図１９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、防水構造としてある。セグメント２１７０〜２２１０の防水構造については後述する。
【０１８０】
（スマートウオッチの回路構成）
図２０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。
【０１８１】
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。
【０１８２】
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。
【０１８３】
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。
【０１８４】
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。
【０１８５】
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、例えば全固体電池によって構成され、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１９）により接続されている。なお、図２０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。
【０１８６】
（セグメント内の部品の配置例）
図１９は、電子部品などが配置されるセグメント２１７０〜２２１０と、セグメント２１７０と連結されたバックル部２３００の構成を示す。セグメント２１７０〜２２１０は、蓋部材（図示しない）を開けた状態で示す。それぞれのセグメント２１７０〜２２１０を構成する筐体は、ステンレスなどの金属で形成される。
【０１８７】
セグメント２１７０〜２２１０の内部には、フレキシブル回路基板２４００と、このフレキシブル回路基板２４００に取り付けられた電子部品などが配置される。図１９では、バックル部２３００の第１部材２３１０と第２部材２３２０とを開いた状態を示す。バックル部２３００は、第１部材２３１０と第２部材２３２０とを閉じたとき、セグメント２１７０の裏面（図１９での上側）に重なった位置に配置される。
【０１８８】
セグメント２１７０は、他のセグメントよりも大きなサイズであり、図２０に示す各電子部品が収納される。セグメント２１７０の内側には、透明な樹脂（又は半透明な樹脂）よりなる内部筐体２５００が配置され、内部筐体２５００にフレキシブル回路基板２４００などが配置される。セグメント２１７０の一方の連結部２１７１は、バックル部２３００の連結部２３３０と連結される。また、セグメント２１７０の他方の連結部２１７２は、セグメント２１８０の連結部２１８３と連結される。セグメント２１８０の連結部２１８４は、セグメント２１９０と連結される。さらに、セグメント２１９０の隣にセグメント２２００が連結され、セグメント２２００の隣にセグメント２２１０が連結される。それぞれの連結部では、連結ピン（図示しない）を使用して２つのセグメントが連結される。
【０１８９】
セグメント２１７０の表面には、スリット２１７３が形成されている。ディスプレイ４１０８を構成する複数の発光ダイオードは、スリット２１７３に近接し、透明又は半透明な樹脂で形成された内部筐体２５００内に配置される。したがって、ユーザは、セグメント２１７０のスリット２１７３を通じて、発光ダイオードの発光や点滅を確認することができる。このような発光ダイオードの発光や点滅により、電話の着信や電子メールの受信などの様々な状態が通知される。また、スリット２１７３に近接した内部筐体２５００内には、各アンテナ４１０３，４１０５，４１０７が配置される。したがって、各アンテナ４１０３，４１０５，４１０７は、金属製のセグメント２１７０の外側との通信状態を良好に保つことができる。
【０１９０】
セグメント２１７０の内部筐体２５００には、フレキシブル回路基板２４００の第１部分２４０１が配置される。フレキシブル回路基板２４００の第１部分２４０１は、接続部材２４３１を介してリジット基板２４４０に接続される。リジット基板２４４０には、各種電子部品２４４１，２４４２，２４４３，・・・が接続される。電子部品２４４１，２４４２，２４４３，・・・は、図２０に示す処理部４１０１〜４１１３に相当する。
【０１９１】
セグメント２１９０とセグメント２２１０は、バッテリ２４１１，２４２１を収納することができるサイズである。セグメント２１８０とセグメント２２００は、セグメント２１９０，２２１０よりも小さなサイズである。フレキシブル回路基板２４００の第２部分２４０２は、セグメント２１８０に蛇行状態で配置される。フレキシブル回路基板２４００の第３部分２４０３には、バッテリ２４１１が接続される。フレキシブル回路基板２４００の第４部分２４０４は、セグメント２２００に蛇行状態で配置される。フレキシブル回路基板２４００の第５部分２４０５には、バッテリ２４２１が接続される。なお、フレキシブル回路基板２４００の蛇行状態の詳細は図２１を参照して説明する。
【０１９２】
（フレキシブル回路基板の配置状態）
図２１は、フレキシブル回路基板２４００が、セグメント２１７０〜２１９０の内部に配置される状態を断面で示す。フレキシブル回路基板２４００は、各セグメント２１７０〜２１９０の内部に連続して配置される。図２１に示すように、フレキシブル回路基板２４００は、セグメント２１７０の連結部２１７１と、セグメント２１８０の連結部２１８３との内部を通過する。この場合、連結部２１７１の内部には、フレキシブル回路基板２４００が通過する箇所に防水部材２１７４が配置され、セグメント２１７０の内部への水の浸入が阻止される。また、セグメント２１７０の内部筐体２５００にも、防水部材２１７５が配置される。
【０１９３】
また、セグメント２１８０の内部には、防水部材２１８１，２１８２（図１８参照）が配置され、セグメント２１８０の内部への水の浸入が阻止される。それぞれの防水部材２１７４，２１７５，２１８１，２１８２は、例えば比較的柔らかい樹脂で成形され、セグメント２１８０の内側とフレキシブル回路基板２４００との間の隙間が塞がれる。そして、セグメント２１８０の内部では、フレキシブル回路基板２４００が蛇行状態で配置される。すなわち、セグメント２１８０の内部のフレキシブル回路基板２４００には、湾曲した蛇行箇所２４００Ｘが形成されている。
【０１９４】
フレキシブル回路基板２４００の蛇行箇所２４００Ｘは、フレキシブル回路基板２４００の損傷を防ぐように機能する。例えば、セグメント２１８０とセグメント２１７０との連結箇所が大きく曲がった場合でも、フレキシブル回路基板２４００の蛇行箇所２４００Ｘが直線状に伸びて、フレキシブル回路基板２４００が引っ張られることがない。したがって、フレキシブル回路基板２４００内の回路パターンが破断するような不具合が生じない。
【０１９５】
なお、図２１に示す蛇行箇所２４００Ｘは一例であり、その他の形状としてもよい。すなわち、蛇行箇所２４００Ｘは、Ｓ字形状、Ｖ字形状、Ｕ字形状、Ｚ字形状、曲線形状、半円形状、折れ線形状等、蛇行した様々な形状とすることができる。
【０１９６】
上述したバッテリ２４１１として全固体電池を使用した場合に本技術を適用することができる。
【０１９７】
（バッテリの配置状態）
図２２は、セグメント２１９０内に、バッテリ２４１１が配置される状態を示す。セグメント２２１０内に、バッテリ２４２１が配置される構成も、同じである。セグメント２１９０の内部のバッテリ配置箇所２１９１に、バッテリ２４１１が配置される。このとき、バッテリ配置箇所２１９１とバッテリ２４１１との間に、接着シート２７０３が配置される。
【０１９８】
また、バッテリ２４１１の表面（図２２での上側）には、フレキシブル回路基板２４００の第３部分２４０３が、接着シート２７０１により接着される。この接着シート２７０１を使用した接着で、バッテリ２４１１の表面の電極２４１１Ａ，２４１１Ｂが、フレキシブル回路基板２４００内の回路パターンと接続される。さらに、バッテリ２４１１の表面が、接着シート２７０２を介してセグメント２１９０の蓋（図示しない）と接着される。ここで、接着シート２７０１は、バッテリ２４１１の表面の周囲を塞ぐ構成である。したがって、接着シート２７０１は、セグメント２１９０内のバッテリ２４１１の防水部材として機能するようになる。なお、バッテリは、バンド型電子機器２０００の他のセグメントに配置してもよい。
【０１９９】
上述したスマートウオッチは、電子メールや電話の着信などの通知、ユーザの活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、非接触式ＩＣカードを利用した決済や認証を行うことができる。しかも、本例のスマートウオッチは、時計本体が従来の時計と同じものが使用できるため、デザイン的に優れた腕時計とすることができる。また、複数のセグメントは、防水構造であり、かつフレキシブル回路基板を蛇行して配置したため、回路パターンが切断しない効果を持つ。さらに、金属製のセグメント２１７０内のアンテナは、セグメント２１７０のスリットの近傍に配置されるため、良好に送信や受信を行うことができる。
【０２００】
「応用例としてのメガネ型端末」
以下、本技術を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））の一種に代表されるメガネ型端末に適用した応用例について説明する。
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。
【０２０１】
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。
【０２０２】
メガネ型端末の具体例は、図２３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。
【０２０３】
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が利用者の頭部に右画像表示部５００１および左画像表示部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。
【０２０４】
図２３では省略されているが、フレーム５００３には、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。電池として全固体電池を使用する場合に本技術を適用できる。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。以下、画像表示装置（右画像表示部５００１又は左画像表示部５００２）について主に説明する。
【０２０５】
図２４に、メガネ型端末の画像表示装置（右画像表示部５００１又は左画像表示部５００２）の第１の例の概念図を示す。尚、第１の例のメガネ型端末における画像表示装置は、画像生成装置の第１の構成及び光学装置の第１の構成を備えている。
【０２０６】
画像表示装置５１００は、第１の構成の画像生成装置から構成された画像生成装置５１１０、及び画像生成装置５１１０から出射された光が入射され、導光され、観察者の瞳５０４１に向かって出射される光学装置（導光手段）５１２０から構成されている。尚、光学装置５１２０は、画像生成装置５１１０に取り付けられている。
【０２０７】
光学装置５１２０は、第１の構成の光学装置から構成され、画像生成装置５１１０から入射された光が内部を全反射により伝播した後、観察者の瞳５０４１に向かって出射される導光板５１２１、導光板５１２１に入射された光が導光板５１２１の内部で全反射されるように、導光板５１２１に入射された光を偏向させる第１偏向手段５１３０、及び導光板５１２１の内部を全反射により伝播した光を導光板５１２１から出射させるために、導光板５１２１の内部を全反射により伝播した光を複数回に亙り偏向させる第２偏向手段５１４０を備えている。
【０２０８】
第１偏向手段５１３０及び第２偏向手段５１４０は導光板５１２１の内部に配設されている。そして、第１偏向手段５１３０は、導光板５１２１に入射された光を反射し、第２偏向手段５１４０は、導光板５１２１の内部を全反射により伝播した光を、複数回に亙り、透過、反射する。即ち、第１偏向手段５１３０は反射鏡として機能し、第２偏向手段５１４０は半透過鏡として機能する。より具体的には、導光板５１２１の内部に設けられた第１偏向手段５１３０は、アルミニウムから成り、導光板５１２１に入射された光を反射させる光反射膜（一種のミラー）から構成されている。一方、導光板５１２１の内部に設けられた第２偏向手段５１４０は、誘電体積層膜が多数積層された多層積層構造体から構成されている。誘電体積層膜は、例えば、高誘電率材料としてのＴｉＯ2膜、及び、低誘電率材料としてのＳｉＯ2膜から構成されている。図においては６層の誘電体積層膜を図示しているが、これに限定するものではない。
【０２０９】
誘電体積層膜と誘電体積層膜との間には、導光板５１２１を構成する材料と同じ材料から成る薄片が挟まれている。尚、第１偏向手段５１３０においては、導光板５１２１に入射された平行光が導光板５１２１の内部で全反射されるように、導光板５１２１に入射された平行光が反射（又は回折）される。一方、第２偏向手段５１４０においては、導光板５１２１の内部を全反射により伝播した平行光が複数回に亙り反射（又は回折）され、導光板５１２１から平行光の状態で出射される。
【０２１０】
第１偏向手段５１３０は、導光板５１２１の第１偏向手段５１３０を設ける部分５１２４を切り出すことで、導光板５１２１に第１偏向手段５１３０を形成すべき斜面を設け、係る斜面に光反射膜を真空蒸着した後、導光板５１２１の切り出した部分５１２４を第１偏向手段５１３０に接着すればよい。また、第２偏向手段５１４０は、導光板５１２１を構成する材料と同じ材料（例えば、ガラス）と誘電体積層膜（例えば、真空蒸着法にて成膜することができる）とが多数積層された多層積層構造体を作製し、導光板５１２１の第２偏向手段５１４０を設ける部分５１２５を切り出して斜面を形成し、係る斜面に多層積層構造体を接着し、研磨等を行って、外形を整えればよい。こうして、導光板５１２１の内部に第１偏向手段５１３０及び第２偏向手段５１４０が設けられた光学装置５１２０を得ることができる。
【０２１１】
光学ガラスやプラスチック材料から成る導光板５１２１は、導光板５１２１の軸線と平行に延びる２つの平行面（第１面５１２２及び第２面５１２３）を有している。第１面５１２２と第２面５１２３とは対向している。そして、光入射面に相当する第１面５１２２から平行光が入射され、内部を全反射により伝播した後、光出射面に相当する第１面５１２２から出射される。
【０２１２】
また、画像生成装置５１１０は、第１の構成の画像生成装置から構成され、２次元マトリクス状に配列された複数の画素を有する画像形成装置５１１１、及び画像形成装置５１１１の各画素から出射された光を平行光として、出射するコリメート光学系５１１２を備えている。
【０２１３】
ここで、画像形成装置５１１１は、反射型空間光変調装置５１５０、及び、白色光を出射する発光ダイオードから成る光源５１５３から構成されている。より具体的には、反射型空間光変調装置５１５０は、ライト・バルブとしてのＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）から成る液晶表示装置（ＬＣＤ）５１５１、及び、光源５１５３からの光の一部を反射して液晶表示装置５１５１へと導き、且つ、液晶表示装置５１５１によって反射された光の一部を通過させてコリメート光学系５１１２へと導く偏光ビームスプリッター５１５２から構成されている。なお、ＬＣＤはＬＣＯＳタイプに限定されない。
【０２１４】
液晶表示装置５１５１は、２次元マトリクス状に配列された複数（例えば、３２０×２４０個）の画素を備えている。偏光ビームスプリッター５１５２は、周知の構成、構造を有する。光源５１５３から出射された無偏光の光は、偏光ビームスプリッター５１５２に衝突する。偏光ビームスプリッター５１５２において、Ｐ偏光成分は通過し、系外に出射される。一方、Ｓ偏光成分は、偏光ビームスプリッター５１５２において反射され、液晶表示装置５１５１に入射し、液晶表示装置５１５１の内部で反射され、液晶表示装置５１５１から出射される。ここで、液晶表示装置５１５１から出射した光の内、「白」を表示する画素から出射した光にはＰ偏光成分が多く含まれ、「黒」を表示する画素から出射した光にはＳ偏光成分が多く含まれる。従って、液晶表示装置５１５１から出射され、偏光ビームスプリッター５１５２に衝突する光の内、Ｐ偏光成分は、偏光ビームスプリッター５１５２を通過し、コリメート光学系５１１２へと導かれる。
【０２１５】
一方、Ｓ偏光成分は、偏光ビームスプリッター５１５２において反射され、光源５１５３に戻される。液晶表示装置５１５１は、例えば、２次元マトリクス状に配列された複数（例えば、３２０×２４０個）の画素（液晶セルの数は画素数の３倍）を備えている。コリメート光学系１１２は、例えば、凸レンズから構成され、平行光を生成させるために、コリメート光学系５１１２における焦点距離の所（位置）に画像形成装置５１１１（より具体的には、液晶表示装置５１５１）が配置されている。また、１画素は、赤色を出射する赤色発光副画素、緑色を出射する緑色発光副画素、及び、青色を出射する青色発光副画素から構成されている。
【０２１６】
更には、以上の好ましい形態、構成を含むメガネ型端末において、画像表示装置は、画像生成装置、及び、画像生成装置から出射された光が入射され、導光され、観察者の瞳に向かって出射される光学装置（導光手段）から構成されている。尚、光学装置は、例えば、画像生成装置に取り付けられている構成とすることができる。
【０２１７】
第２の例は、第１の例の変形である。第２の例のメガネ型端末における画像表示装置５２００の概念図を図２５に示す。第２の例にあっては、画像生成装置５２１０は、第２の構成の画像生成装置から構成されている。具体的には、光源５２５１、光源５２５１から出射された光を平行光とするコリメート光学系５２５２、コリメート光学系５２５２から出射された平行光を走査する走査手段５２５３、及び、走査手段５２５３によって走査された平行光をリレーし、出射するリレー光学系５２５４から構成されている。尚、画像生成装置５２１０はカバー５２１３で覆われている。
【０２１８】
光源５２５１は、赤色を発光する赤色発光素子５２５１Ｒ、緑色を発光する緑色発光素子５２５１Ｇ、青色を発光する青色発光素子５２５１Ｂから構成されており、各発光素子は半導体レーザ素子から成る。光源５２５１から出射された３原色の光は、クロスプリズム５２５５を通過することで色合成が行われ、光路が一本化され、全体として正の光学的パワーを持つコリメート光学系５２５２に入射し、平行光として出射される。そして、この平行光は、全反射ミラー５２５６で反射され、マイクロミラーを二次元方向に回転自在とし、入射した平行光を２次元的に走査することができるＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）から成る走査手段５２５３によって水平走査及び垂直走査が行われ、一種の２次元画像化され、仮想の画素が生成される。そして、仮想の画素からの光は、周知のリレー光学系から構成されたリレー光学系５２５４を通過し、平行光とされた光束が光学装置５１２０に入射する。
【０２１９】
リレー光学系５２５４にて平行光とされた光束が入射され、導光され、出射される光学装置５１２０は、第１の例にて説明した光学装置と同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。また、第２の例のメガネ型端末も、上述したとおり、画像生成装置５２１０が異なる点を除き、実質的に、第１の例のメガネ型端末と同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。
【０２２０】
第３の例も第１の例の変形である。第３の例のメガネ型端末における画像表示装置５３００の概念図を図２６Ａに示す。また、反射型体積ホログラム回折格子の一部を拡大して示す模式的な断面図を図２６Ｂに示す。第３の例にあっては、画像生成装置５１１０は、第１の例と同様の構成を有する。また、光学装置（導光手段）５３２０は、第１偏向手段及び第２偏向手段の構成、構造が異なる点を除き、第１の例の光学装置５１２０と同様の基本的な構成を有する。
【０２２１】
すなわち、第１の例の光学装置５１２０と同様に、画像生成装置５１１０から入射された光が内部を全反射により伝播した後、観察者の瞳５０４１に向かって出射される導光板５３２１、導光板５３２１に入射された光が導光板５３２１の内部で全反射されるように、導光板５３２１に入射された光を偏向させる第１偏向手段５３３０、及び導光板５３２１の内部を全反射により伝播した光を導光板５３２１から出射させるために、導光板５３２１の内部を全反射により伝播した光を複数回に亙り偏向させる第２偏向手段５３４０を備えている。
【０２２２】
第３の例にあっては、光学装置５３２０は、第２の構成の光学装置から構成されている。即ち、第１偏向手段及び第２偏向手段は導光板５３２１の表面（具体的には、導光板５３２１の第２面５３２３）に配設されている。そして、第１偏向手段は、導光板５３２１に入射された光を回折し、第２偏向手段は、導光板５３２１の内部を全反射により伝播した光を、複数回に亙り、回折する。ここで、第１偏向手段及び第２偏向手段は、回折格子素子、具体的には反射型回折格子素子、より具体的には反射型体積ホログラム回折格子から成る。以下の説明において、反射型体積ホログラム回折格子から成る第１偏向手段を、便宜上、『第１回折格子部材５３３０』と呼び、反射型体積ホログラム回折格子から成る第２偏向手段を、便宜上、『第２回折格子部材５３４０』と呼ぶ。
【０２２３】
そして、第３の例あるいは後述する第４の例にあっては、第１回折格子部材５３３０及び第２回折格子部材５３４０を、異なるＰ種類（具体的には、Ｐ＝３であり、赤色、緑色、青色の３種類）の波長帯域（あるいは、波長）を有するＰ種類の光の回折反射に対応させるために、反射型体積ホログラム回折格子から成るＰ層の回折格子層が積層されて成る構成としている。尚、フォトポリマー材料から成る各回折格子層には、１種類の波長帯域（あるいは、波長）に対応する干渉縞が形成されており、従来の方法で作製されている。より具体的には、赤色の光を回折反射する回折格子層と、緑色の光を回折反射する回折格子層と、青色の光を回折反射する回折格子層とが積層された構造を、第１回折格子部材５３３０及び第２回折格子部材５３４０は有する。回折格子層（回折光学素子）に形成された干渉縞のピッチは一定であり、干渉縞は直線状であり、Ｚ軸方向に平行である。尚、第１回折格子部材５３３０及び第２回折格子部材５３４０の軸線方向をＹ軸方向、法線方向をＸ軸方向とする。図２６Ａ及び図２７においては、第１回折格子部材５３３０及び第２回折格子部材５３４０を１層で示した。このような構成を採用することで、各波長帯域（あるいは、波長）を有する光が第１回折格子部材５３３０及び第２回折格子部材５３４０において回折反射されるときの回折効率の増加、回折受容角の増加、回折角の最適化を図ることができる。
【０２２４】
図２６Ｂに反射型体積ホログラム回折格子の拡大した模式的な一部断面図を示す。反射型体積ホログラム回折格子には、傾斜角φを有する干渉縞が形成されている。ここで、傾斜角φとは、反射型体積ホログラム回折格子の表面と干渉縞の成す角度を指す。干渉縞は、反射型体積ホログラム回折格子の内部から表面に亙り、形成されている。干渉縞は、ブラッグ条件を満たしている。ここで、ブラッグ条件とは、以下の式（Ａ）を満足する条件を指す。式（Ａ）中、ｍは正の整数、λは波長、ｄは格子面のピッチ（干渉縞を含む仮想平面の法線方向の間隔）、Θは干渉縞へ入射する角度の補角を意味する。また、入射角ψにて回折格子部材に光が侵入した場合の、Θ、傾斜角φ、入射角ψの関係は、式（Ｂ）のとおりである。
【０２２５】
ｍ・λ＝２・ｄ・ｓｉｎ（Θ）    （Ａ）
Θ＝９０°−（φ＋ψ）          （Ｂ）
【０２２６】
第１回折格子部材５３３０は、上述したとおり、導光板５３２１の第２面５３２３に配設（接着）されており、第１面５３２２から導光板５３２１に入射されたこの平行光が導光板５３２１の内部で全反射されるように、導光板５３２１に入射されたこの平行光を回折反射する。更には、第２回折格子部材５３４０は、上述したとおり、導光板５３２１の第２面５３２３に配設（接着）されており、導光板５３２１の内部を全反射により伝播したこの平行光を、複数回、回折反射し、導光板５３２１から平行光のまま第１面５３２２から出射する。
【０２２７】
そして、導光板５３２１にあっても、赤色、緑色及び青色の３色の平行光が内部を全反射により伝播した後、出射される。このとき、導光板５３２１が薄く導光板５３２１の内部を進行する光路が長いため、各画角によって第２回折格子部材５３４０に至るまでの全反射回数は異なっている。より詳細に述べれば、導光板５３２１に入射する平行光のうち、第２回折格子部材５３４０に近づく方向の角度をもって入射する平行光の反射回数は、第２回折格子部材５３４０から離れる方向の角度をもって導光板５３２１に入射する平行光の反射回数よりも少ない。これは、第１回折格子部材５３３０において回折反射される平行光であって、第２回折格子部材５３４０に近づく方向の角度をもって導光板５３２１に入射する平行光の方が、これと逆方向の角度をもって導光板５３２１に入射する平行光よりも、導光板５３２１の内部を伝播していく光が導光板５３２１の内面と衝突するときの導光板５３２１の法線と成す角度が小さくなるからである。また、第２回折格子部材５３４０の内部に形成された干渉縞の形状と、第１回折格子部材５３３０の内部に形成された干渉縞の形状とは、導光板５３２１の軸線に垂直な仮想面に対して対称な関係にある。
【０２２８】
後述する第４の例における導光板５３２１も、基本的には、以上に説明した導光板５３２１の構成、構造と同じ構成、構造を有する。
【０２２９】
第３の例のメガネ型端末は、上述したとおり、光学装置５３２０が異なる点を除き、実質的に、第１の例のメガネ型端末と同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。
【０２３０】
第４の例は、第３の例の変形である。第４の例のメガネ型端末における画像表示装置の概念図を図２７に示す。第４の例の画像表示装置５４００における光源５２５１、コリメート光学系５２５２、走査手段５２５３、リレー光学系５２５４等は、第２の例と同じ構成、構造を有する。また、第４の例における光学装置５３２０は、第３の例における光学装置５３２０と同じ構成、構造を有する。第４の例のメガネ型端末は、以上の相違点を除き、実質的に、第１の例のメガネ型端末と同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。
【０２３１】
「応用例としての車両における蓄電システム」
本開示を車両用の蓄電システムに適用した例について、図２８を参照して説明する。図２８に、本開示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。
【０２３２】
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、上述した本開示の蓄電装置が適用される。
【０２３３】
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。
【０２３４】
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。
【０２３５】
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。
【０２３６】
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。
【０２３７】
図示しないが、二次電池に関する情報に基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。
【０２３８】
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開示は有効に適用可能である。
【０２３９】
以上、本開示に係る技術が適用され得るハイブリッド車両７２００の一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、バッテリ７２０８に好適に適用され得る。具体的には、バッテリ７２０８として全固体電池を使用し、その充放電装置として本技術係る技術を適用することにより、バッテリの劣化を防止することができる。
【０２４０】
「応用例としての住宅における蓄電システム」
本開示を住宅用の蓄電システムに適用した例について、図２９を参照して説明する。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。
【０２４１】
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および情報網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および／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。
【０２４２】
蓄電装置９００３に対して、上述した本開示の全固体電池が適用される。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良い。
【０２４３】
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。
【０２４４】
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（Universal synchronous 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 Area Network)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。
【０２４５】
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、表示されても良い。
【０２４６】
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良い。
【０２４７】
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。
【０２４８】
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内に格納されても良いし、単独で構成されていても良い。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。
【０２４９】
以上、本開示に係る技術が適用され得る蓄電システム９１００の一例について説明した。本技術に係る技術は、以上説明した構成のうち、蓄電装置９００３に好適に適用され得る。但し、本技術は直流電力を供給するものであるので、家庭用の交流機器に対しては、直流電力を交流電力に変換して供給する必要がある。
【０２５０】
以上、本技術の実施形態およびその変形例、ならびに実施例について具体的に説明したが、本技術は、上述の実施形態およびその変形例、ならびに実施例に限定されるものではなく、本技術の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【０２５１】
例えば、上述の実施形態およびその変形例、ならびに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。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。
【０２５２】
また、上述の実施形態およびその変形例、ならびに実施例の構成、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。
【０２５３】
また、本技術は以下の構成を採用することもできる。
（１）
電池素子と、
前記電池素子の表面を覆う外装材と
を備え、
前記外装材は、ガラス状態の材料と結晶状態の材料とを含む全固体電池。
（２）
前記結晶状態の材料は、前記ガラス状態の材料に分散されている（１）に記載の全固体電池。
（３）
前記結晶状態の材料は、粒子状を有している（１）または（２）に記載の全固体電池。
（４）
前記ガラス状態の材料の平均粒径は、１０μｍ以下である（３）に記載の全固体電池。
（５）
前記外装材が、ガラス転移点を有する（１）から（４）のいずれかに記載の全固体電池。
（６）
前記外装材中における前記ガラス状態の材料の体積占有率が、３０ｖｏｌ％以上である（１）から（５）のいずれかに記載の全固体電池。
（７）
前記外装材の水分透過率は、１ｇ／ｍ2／ｄａｙ以下である（１）から（６）のいずれかに記載の全固体電池。
（８）
前記外装材の平均厚さは、５０μｍ以下である（１）から（７）のいずれかに記載の全固体電池。
（９）
前記ガラス状態の材料は、Ｂ、Ｂｉ、Ｔｅ、Ｐ、Ｖ、Ｓｎ、ＰｂおよびＳｉのうちの少なくとも１種を含む（１）から（８）のいずれかに記載の全固体電池。
（１０）
前記結晶状態の材料は、金属酸化物、金属窒化物、および金属炭化物のうちの少なくとも１種を含む（１）から（９）のいずれかに記載の全固体電池。
（１１）
前記結晶状態の材料は、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウムおよび炭化ケイ素のうちの少なくとも１種を含む（１）から（１０）のいずれかに記載の全固体電池。
（１２）
前記外装材のＬｉイオン伝導率は、１×１０-8Ｓ／ｃｍ以下であり、
前記外装材の電気伝導率は、１×１０-8Ｓ／ｃｍ以下である（１）から（１１）のいずれかに記載の全固体電池。
（１３）
前記電池素子は、正極集電層と、正極活物質層と、固体電解質層と、負極層とを備え、
前記正極集電層の端部および前記負極層の端部が、前記電池素子の異なる端面にて前記外装材から露出している（１）から（１２）のいずれかに記載の全固体電池。
（１４）
前記電池素子は、正極集電層と、正極活物質層と、固体電解質層と、負極集電層と、負極活物質層とを備え、
正極集電層の端部および負極集電層の端部が、前記電池素子の異なる端面にて前記外装材から露出している（１）から（１２）のいずれかに記載の全固体電池。
（１５）
前記正極集電層の端部が露出した端面に設けられた正極端子と、
前記負極集電層の端部が露出した端面に設けられた負極端子と
をさらに備える（１４）に記載の全固体電池。
（１６）
前記電池素子は、正極層と、負極層と、固体電解質層とを備え、
前記正極層、前記負極層および前記固体電解質層は、酸化物ガラスおよび酸化物ガラスセラミックスのうちの少なくとも１種を含む（１）から（１２）のいずれかに記載の全固体電池。
（１７）
（１）から（１６）のいずれかに記載の全固体電池から電力の供給を受ける電子機器。
（１８）
（１）から（１６）のいずれかに記載の全固体電池から電力の供給を受ける電子カード。
（１９）
（１）から（１６）のいずれかに記載の全固体電池から電力の供給を受けるウェアラブル機器。
（２０）
（１）から（１６）のいずれかに記載の全固体電池と、
前記全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変換装置と、
前記全固体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う制御装置と
を有する電動車両。
【符号の説明】
【０２５４】
１１    外装電池素子
１１ＳＡ    第１の端面
１１ＳＢ    第２の端面
１２    正極端子
１３    負極端子
１４    外装材
１４ａ    ガラス状態の材料
１４ｂ    結晶状態の材料
２１    正極
２１Ａ    正極集電層
２１Ｂ    正極活物質層
２２、３２    負極
２３    固体電解質層
３２Ａ    負極集電層
３２Ｂ    負極活物質層
【図１】
2018123319.tif 000003
【図２】
2018123319.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年6月7日(2019.6.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池素子と、
前記電池素子の表面を覆う外装材と
を備え、
前記外装材は、ガラス状態の材料と結晶状態の材料とを含み、
前記外装材中における前記ガラス状態の材料の体積占有率が、８０ｖｏｌ％以下である全固体電池。
【請求項２】
前記結晶状態の材料は、前記ガラス状態の材料に分散されている請求項１に記載の全固体電池。
【請求項３】
前記結晶状態の材料は、粒子状を有している請求項１に記載の全固体電池。
【請求項４】
前記ガラス状態の材料の平均粒径は、１０μｍ以下である請求項３に記載の全固体電池。
【請求項５】
前記外装材が、ガラス転移点を有する請求項１に記載の全固体電池。
【請求項６】
前記外装材中における前記ガラス状態の材料の体積占有率が、３０ｖｏｌ％以上である請求項１に記載の全固体電池。
【請求項７】
前記外装材の水分透過率は、１ｇ／ｍ2／ｄａｙ以下である請求項１に記載の全固体電池。
【請求項８】
前記外装材の平均厚さは、５０μｍ以下である請求項１に記載の全固体電池。
【請求項９】
前記ガラス状態の材料は、Ｂ、Ｂｉ、Ｔｅ、Ｐ、Ｖ、Ｓｎ、ＰｂおよびＳｉのうちの少なくとも１種を含む請求項１に記載の全固体電池。
【請求項１０】
前記結晶状態の材料は、金属酸化物、金属窒化物、および金属炭化物のうちの少なくとも１種を含む請求項１に記載の全固体電池。
【請求項１１】
前記結晶状態の材料は、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウムおよび炭化ケイ素のうちの少なくとも１種を含む請求項１に記載の全固体電池。
【請求項１２】
前記外装材のＬｉイオン伝導率は、１×１０-8Ｓ／ｃｍ以下であり、
前記外装材の電気伝導率は、１×１０-8Ｓ／ｃｍ以下である請求項１に記載の全固体電池。
【請求項１３】
前記電池素子は、正極集電層と、正極活物質層と、固体電解質層と、負極層とを備え、
前記正極集電層の端部および前記負極層の端部が、前記電池素子の異なる端面にて前記外装材から露出している請求項１に記載の全固体電池。
【請求項１４】
前記電池素子は、正極集電層と、正極活物質層と、固体電解質層と、負極集電層と、負極活物質層とを備え、
正極集電層の端部および負極集電層の端部が、前記電池素子の異なる端面にて前記外装材から露出している請求項１に記載の全固体電池。
【請求項１５】
前記正極集電層の端部が露出した端面に設けられた正極端子と、
前記負極集電層の端部が露出した端面に設けられた負極端子と
をさらに備える請求項１４に記載の全固体電池。
【請求項１６】
前記電池素子は、正極層と、負極層と、固体電解質層とを備え、
前記正極層、前記負極層および前記固体電解質層は、酸化物ガラスおよび酸化物ガラスセラミックスのうちの少なくとも１種を含む請求項１に記載の全固体電池。
【請求項１７】
前記電池素子は、電極層を備え、
前記外装材が、前記電極層の内部に入り込んでいる請求項１に記載の全固体電池。
【請求項１８】
請求項１に記載の全固体電池から電力の供給を受ける電子機器。
【請求項１９】
請求項１に記載の全固体電池から電力の供給を受ける電子カード。
【請求項２０】
請求項１に記載の全固体電池から電力の供給を受けるウェアラブル機器。
【請求項２１】
請求項１に記載の全固体電池と、
前記全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変換装置と、
前記全固体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う制御装置と
を有する電動車両。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上述の課題を解決するために、第１の技術は、電池素子と、電池素子の表面を覆う外装材とを備え、外装材は、ガラス状態の材料と結晶状態の材料とを含み、外装材中におけるガラス状態の材料の体積占有率が、８０ｖｏｌ％以下である全固体電池である。
【国際調査報告】
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