(57)【要約】【課題】  内部抵抗を低減した全固体薄膜電池、その製造方法およびその製造装置を提供する。【解決手段】  正極層２を気相プロセスにより形成する工程、固体電解質層３を気相プロセスにより形成する工程、および負極層４を気相プロセスにより形成する工程を備え、真空引きの周囲雰囲気内で、基材１を一定方向に駆動しながら、それぞれの気相プロセスをそれぞれ定位置で連続して施して正負極層および固体電解質層を基材上に形成することを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に正負極層および固体電解質層を備える全固体薄膜電池の製造方法であって、
前記正極層を気相プロセスにより形成する工程、前記固体電解質層を気相プロセスにより形成する工程、および前記負極層を気相プロセスにより形成する工程を備え、
真空引きの周囲雰囲気内で、前記基材を一定方向に駆動しながら、前記それぞれの気相プロセスをそれぞれ定位置で連続して施して前記正負極層および固体電解質層を前記基材上に形成することを特徴とする、全固体薄膜電池の製造方法。
【請求項２】
前記真空引きの周囲雰囲気が、圧力３×１０−３Ｐａ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の全固体薄膜電池の製造方法。
【請求項３】
前記固体電解質層を形成する複数成分材料のうちの１成分材料を正負極層の材料と共通化して、前記固体電解質層の形成の際、前記１成分材料以外の材料の付着を、前記正極層を形成する材料の付着または前記負極層を形成する材料の付着と、重なるように行うことを特徴とする、請求項１または２に記載の全固体薄膜電池の製造方法。
【請求項４】
前記真空引きの周囲雰囲気内において、前記基材はコイル状の原反で供給され、そのコイル状の原反を戻した状態で前記各気相プロセスを施され、前記正負極層および固体電解質層が形成された後に、巻き取られることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の全固体薄膜電池の製造方法。
【請求項５】
前記基材上に、前記正負極層および前記固体電解質層の積層体が形成され、前記各気相プロセスが終了した後に、前記積層体を製造１単位にまとめ、該製造１単位を連続的に露点−４５℃以下の不活性雰囲気内に外気に曝すことなく搬送し、前記積層体をその不活性雰囲気内で封止部材に封止することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の全固体薄膜電池の製造方法。
【請求項６】
前記基材に前記気相プロセスを施す前に、前記基材の表面酸化層を除去する表面酸化層除去プロセスを施すことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の全固体薄膜電池の製造方法。
【請求項７】
基材、正負極層および固体電解質層の積層体を備える全固体薄膜電池の製造装置であって、
気相プロセス用のチャンバを備え、
前記チャンバ内に、前記基材をコイル状原反から巻き戻した状態を経てコイル状に巻き取る駆動機構を有し、前記巻き戻された状態の基材の表面に前記正負極層および固体電解質層を形成するための、正極材蒸発源、固体電解質蒸発源および負極材蒸発源を備えることを特徴とする、全固体薄膜電池の製造装置。
【請求項８】
前記固体電解質蒸発源と、前記正極材蒸発源または前記負極材蒸発源とは、前記固体電解質蒸発源からの付着部分が、前記正極材蒸発源または前記負極材蒸発源からの付着部分と重なるように、配置されていることを特徴とする、請求項７に記載の全固体薄膜電池の製造装置。
【請求項９】
前記気相プロセス用のチャンバと隔離手段を介在させて接続し、前記積層体を封止部材に封止する、封止装置を備えることを特徴とする、請求項７または８に記載の全固体薄膜電池の製造装置。
【請求項１０】
前記蒸発源の前段階に、前記基材の表面酸化層を除去する表面酸化層除去装置を備えることを特徴とする、請求項７〜９に記載の全固体薄膜電池の製造装置。
【請求項１１】
正負側集電材、正負極層および固体電解質層を備える全固体薄膜電池であって、
前記固体電解質層を形成する材料中の所定の元素が、前記正極層または前記負極層から当該固体電解質層にかけての層部分で増大する濃度分布を持つことを特徴とする、全固体薄膜電池。
【請求項１２】
前記正極層の構成材料がＬｉ２Ｓであり、前記固体電解質層の構成材料がＬｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５であり、前記正極層から前記固体電解質層にかけてリン（Ｐ）が増大する濃度分布を有することを特徴とする、請求項１１に記載の全固体薄膜電池。
【請求項１３】
前記正負集電材を含む全固体薄膜電池の本体部の内部抵抗が５ｋΩｃｍ２以下であることを特徴とする、請求項１１または１２に記載の全固体薄膜電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全固体薄膜電池、その製造方法およびその製造装置に関し、より具体的には、内部抵抗を低くした全固体薄膜電池、その製造方法およびその製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯用の電子機器に多様な電池が搭載される時代、電池には、常に軽量化、小型化または高エネルギー密度化が求められ、充放電電圧などの電池特性の改善が図られている。たとえばリチウム電池において、用いる電極によって、充放電電圧、充放電サイクル寿命などの電池特性が大きく左右される状況を改善するために、シート状の負極電極を、非酸化でかつ非吸湿の雰囲気中で形成して、上記雰囲気中に保持したまま、別に形成した正極シート、セパレータシート等とともに電池に組み込む方法が提案されている（特許文献１）。この製造方法の対象となるリチウム電池は、液相の電解質を有し、短絡防止のためにセパレータを用い、このセパレータシートと、正極シートと、上記雰囲気中で形成した負極シートとを、上述の雰囲気中で捲回した後に、セパレータシートに液相の電解質をしみ込ませる。この製造方法によれば、湿分を排除できるので、電解液に用いられるリチウム塩（ＬｉＰＦ６など）と水分との反応を防止でき、したがってその反応で生成するフッ酸の発生を防止して電池特性の劣化を防ぐことができる。また負極活物質の表面酸化を防止でき、酸化した負極活物質の還元のためにリチウムを費消することなく済ますことができるので、正極容量または電池容量の低下を防止することができる。
【特許文献１】特開２００３−７３４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら上記の電池は、電解質に液相を用いるため安全性の点で完璧とは言いがたく、とくに携帯機器、ＩＣタグ等、ヒトが手にする機器の実用化が広範に進展する昨今、これら携帯機器、ＩＣタグ等に用いられる薄膜電池には、固体電解質を用いた電池の搭載が望まれ、とくに全固体薄膜電池が望まれている。しかし、全固体薄膜電池は、現状、実用化されていない。
【０００４】
全固体薄膜電池の実用化を阻む大きな理由の一つは、内部抵抗が高いという点にある。全固体薄膜電池の充放電電圧は数ボルトであり、その内部抵抗は、現状、１ＭΩｃｍ２のレベルにある。したがって、充放電において１ｍＡ／ｃｍ２程度の電流を流そうとしても、その電圧は形式的に１０００ボルトと見積られるので、動作不能となる。動作可能とするためには、充放電において１μＡ／ｃｍ２レベルの電流に制限しなければならないが、このレベルの電流で足りる用途を見出すことが難しい。そこで、全固体薄膜電池の内部抵抗を低減することが切実に望まれてきた。
【０００５】
本発明は、内部抵抗を低減した全固体薄膜電池、その製造方法およびその製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の全固体薄膜電池の製造方法は、基材上に正負極層および固体電解質層を備える全固体薄膜電池の製造方法である。この製造方法では、正極層を気相プロセスにより形成する工程、固体電解質層を気相プロセスにより形成する工程、および負極層を気相プロセスにより形成する工程を備える。そして、真空引きの周囲雰囲気内で、基材を一定方向に駆動しながら、それぞれの気相プロセスをそれぞれ定位置で連続して施して正負極層および固体電解質層を基材上に形成することを特徴とする。
【０００７】
上記の方法によれば、各気相プロセスが真空引きの周囲雰囲気中で連続して行われる。このため、正負極層と固体電解質層との各層間に、電気伝導性の障害となる酸素化物富化層（酸化物富化層）が形成されにくくなる。この結果、内部抵抗を大幅に低減することができ、実用化の途が拓けるようになる。すなわち各層間において清浄な界面が得られることが内部抵抗の大幅な低減に有効である。また、酸素以外の他の不純物の混入も防止できるので、電池の信頼性を高め、またサイクル寿命の向上など電池性能の向上を得ることができる。さらに駆動される基材上に、連続して（両電極層の一方／固体電解質層／両電解質層の他方）が形成されるので、製造能率（時間当たりの製造量）を高めることができる。また、全固体薄膜電池であり、セパレータを用いる必要がないので、高い容量密度を確保することができ、小型化に資することができる。
【０００８】
なお、気相プロセスとは、上記の各工程で用いる材料を、原子状、分子状、イオン、プラズマ、アブレーションなどの気相状態を経由させて、基材または下層に当てて下層をはじき出し、または下層に当該気相状態からの材料を付着させる処理方法をいい、当然に、排気しながら気相プロセスを行う。換言すれば、気相プロセスとはウエットプロセス以外の処理をいう。気相状態という語は、日進月歩のこの分野の技術進歩を考慮して、上記例示した状態に限定せず、できるだけ広く解釈すべきである。各工程の気相プロセスは、それぞれ異なってもよいことは言うまでもない。また、周囲雰囲気とは、気相プロセスが施される周囲の雰囲気をさし、気相プロセスが行われない場合は、基材または電池製造途中の中間品の雰囲気そのものである。すなわち、気相プロセスが行われる場合はその気相プロセス特有の雰囲気となるが、気相プロセスが行われない場合は、通常の意味の雰囲気をさす。基材上に、層を形成する順序は、固体電解質層形成工程を挟むように、負極層形成工程と正極層形成工程とが位置していればよく、負極層形成工程および正極層形成工程の先後は問わない。また、基材は集電材を兼ねていてもよく、むしろ集電材を兼ねるのが一般的である。上記の説明における中間品は、全固体薄膜電池の製造工程における仕掛品をいい、製造ラインに投入されていれば、基材だけでも中間品に該当する。
【０００９】
また、上記の真空引きの周囲雰囲気が、圧力３×１０−３Ｐａ以下であるようにできる。真空引きの雰囲気の圧力を、３×１０−３Ｐａ以下とすることにより、上記の界面における酸素富化層を確実に防止することができる。
【００１０】
上記の固体電解質層を形成する複数成分材料のうちの１成分材料を正負極層の材料と共通化して、固体電解質層の形成の際、前記１成分材料以外の材料の付着を、前記正極層を形成する材料の付着または前記負極層を形成する材料の付着と、重なるように行うことができる。この方法によれば、たとえば固体電解質が２種類の材料によって形成される場合、２種類の材料のうちの１つの材料を正負極層の一方と共通させて用いて、固体電解質用に２つの蒸発源を用いないで済ますことができる。また、上記の方法によれば、固体電解質層と一方の電極層との間に明確な界面が形成されないので、電流が迂回不可避な界面が形成されず、気相プロセス特有の雰囲気内で連続して電極層と固体電解質層とが形成され、内部抵抗を増大させる酸素富化層形成の可能性がなくなる。
【００１１】
また、上記の隣り合う層の材料同士を重複させる方法に特有の、次のような積極的な作用がある。上記の方法で形成された積層体では、電極層と固体電解質層とが互いに入り組んで界面を形成することができ、このような界面形状では当該電極層と固体電解質層との接触面積が大幅に増大するため、内部抵抗をさらに大幅に減少させることができる。また、製造装置内において各層の蒸発源を近接配置できるので、製造装置の小型化というメリットも得ることができる。
【００１２】
上記の真空引き雰囲気内で、基材はコイル状の原反で供給され、そのコイル状の原反を戻した状態で各気相プロセスを施され、正負極層および固体電解質層が形成された後に、巻き取られるようにしてもよい。この方法により、小さい空間内で駆動される基材上に連続的に能率よく上記積層体を形成することができる。
【００１３】
また、上記の基材上に、正負極層および固体電解質層の積層体が形成され、各気相プロセスが終了した後に、積層体を製造１単位にまとめ、該製造１単位を連続的に露点−４５℃以下の不活性雰囲気内に外気に曝すことなく搬送し、積層体をその不活性雰囲気内で封止部材に封止することができる。この方法により、封止工程で発生する酸素富化層などを確実に防止することができ、より確実に内部抵抗を減らすことができる。
【００１４】
上記の基材に気相プロセスを施す前に、基材の表面酸化層を除去する表面酸化層除去プロセスを施すことができる。この方法により、全固体薄膜電池の内部抵抗をさらに低下させることができる。
【００１５】
本発明の全固体薄膜電池の製造方法は、基材、正負極層および固体電解質層の積層体を備える全固体薄膜電池の製造装置である。この製造装置は、気相プロセス用のチャンバを備え、そのチャンバ内に、基材をコイル状原反から巻き戻した状態を経てコイル状に巻き取る駆動機構を有し、巻き戻された状態の基材の表面に正負極層および固体電解質層を形成するための、正極材蒸発源、固体電解質蒸発源および負極材蒸発源を備えることを特徴とする。
【００１６】
上記の製造装置によれば、積層体を、連続して、チャンバ内で、真空引きの周囲雰囲気中で形成することができるので、（負極層／固体電解質層／正極層）の層間の界面に、電気伝導性の障害となる酸素富化層（酸化物層）の形成を防止できる。この結果、内部抵抗を大幅に低減することができる。また、酸素以外の他の不純物の混入も防止できるので、電池の信頼性を高め、またサイクル寿命の向上など電池性能の向上を得ることができる。さらに連続的に大量の全固体薄膜電池を能率よく製造することが可能となる。
【００１７】
また、上記の固体電解質蒸発源と、正極材蒸発源または負極材蒸発源とは、固体電解質蒸発源からの付着部分が、正極材蒸発源または負極材蒸発源からの付着部分と重なるように、配置される構造をとることができる。これによれば、たとえば固体電解質が２種類の材料によって形成される場合、２種類の材料のうちの１つの材料を正負極層の一方と共通させて用いて、固体電解質用に２つの蒸発源を用いないで済ますことができる。このため、蒸発源の個数を減らすことができ、製造装置の小型化、部品点数の削減というメリットも得ることができる。また全固体薄膜電池において、一方の電極層と固体電解質層との間に明確な界面が形成されず、互いに入り組んだ境界部を形成することができる。このため、電流が迂回不可能な酸素富化層などが形成されず、また当該電極層と固体電解質層との接触面積が大幅に増大し、内部抵抗をさらに大幅に減少させることができる。
【００１８】
上記の気相プロセス用のチャンバと隔離手段を介在させて接続し、積層体を封止部材に封止する、封止装置を備えることができる。これによれば、この構成によれば、チャンバ内で形成された積層体を大気雰囲気に曝すことなく、湿分や酸素濃度を制限された雰囲気中で封止部材に封止することができる。このため、より完全度高く、内部抵抗の低減と、湿分など不純物混入の排除とを推進することができ、電池の信頼性の向上や、サイクル寿命の向上など電池性能を高めることができる。
【００１９】
また、上記の蒸発源の前段階に、基材の表面酸化層を除去する表面酸化層除去装置を備えることができる。これによれば、基材の表面酸化層を除去した状態で電極層の一方を形成するので、内部抵抗を大幅に低下することができる。
【００２０】
本発明の全固体薄膜電池は、正負側集電材、正負極層および固体電解質層を備える全固体薄膜電池である。この全固体薄膜電池では、固体電解質層を形成する材料中の所定の元素が、正極層または負極層から当該固体電解質層にかけての層部分で増大する濃度分布を持つことを特徴とする。
【００２１】
上記の全固体薄膜電池では、たとえば固体電解質が２種類の材料によって形成される場合、２種類の材料のうちの１つの材料を正負極層の一方と共通させて用いて、固体電解質用に２つの蒸発源を用いないで済ますことができる。また、上記の全固体薄膜電池は、固体電解質層を挟む正負極層の界面に、上述のように酸素が富化した界面を持たないため内部抵抗を低減することができる。また、電極層と固体電解質層とが互いに入り組んで界面を形成することができ、このような界面形状では当該電極層と固体電解質層との接触面積が大幅に増大するため、内部抵抗をさらに大幅に減少させることができる。上記の作用の結果、本全固体薄膜電池には、ＩＣタグなどＲＦＩＤ(Radio  Frequency  Identification)への用途や、他の用途が拓けてくる。
【００２２】
また、上記の正極層の構成材料がＬｉ２Ｓであり、固体電解質層の構成材料がＬｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５であり、正極層から固体電解質層にかけてリン（Ｐ）が増大する濃度分布を有するようにできる。これにより、正極層の材料と固体電解質の２種類の材料のうちの１つを共通として、製造装置を簡単化して製造が高能率化される。
【００２３】
上記の正負集電材を含む全固体薄膜電池の本体部の内部抵抗が５ｋΩｃｍ２以下であるようにできる。内部抵抗が５ｋΩｃｍ２を超えると、ＲＦＩＤを含め、適用可能な電子機器はほとんど見当たらないが、上記のように、５ｋΩｃｍ２以下とすることにより、ＲＦＩＤへの用途の展望が開ける。内部抵抗は５００Ωｃｍ２以下とするのが、より大きな電流を充放電できるので、用途拡大のため好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の全固体薄膜電池、その製造方法およびその製造装置によれば、電池の内部抵抗を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は、本発明の実施の形態における全固体薄膜電池の製造装置およびその電池の製造方法を説明するための図である。連続蒸着装置である製造装置５０は、基材１を長尺で供給する供給ロール２１、積層体が形成された基材を巻き取ることができる巻取りロール２４を含むロールシステムを備えている。チャンバ２０内では、正極層、固体電解質層、負極層を、連続して長尺基材１に蒸着できるように、正極材蒸発源３１、固体電解質蒸発源３２、負極材蒸発源３３を、基材１の下方に配置している。すべての蒸発源３１，３２，３３が通電加熱によって加熱でき、材料を蒸発させることができる。
【００２６】
上記の層が積層された積層体が形成された後、外へ搬出できるようにアルゴンガス中にてアルミニウムラミネートで封止できるようグローブボックス３５が設置されている。また、上記積層体を形成するチャンバ２０にも、チャンバ内を大気に開放せずに作業者がアクセスできるようにグローブボックス（図示せず）が設けられている。グローブボックスには不活性ガス（アルゴンガス）を、循環精製しながら導入する機構が設けられている。
【００２７】
正極層を基材１に形成するための正極材蒸着源３１の前段階には、基材１の表面酸化層を除去するためにサブチャンバ２２が配置されて、アルゴンプラズマを形成して、アルゴンイオンボンバードメントにより基材の表面酸化層を除去することができる。サブチャンバ２２は、チャンバ２０内に位置するが、雰囲気は独立とするために雰囲気遮蔽部材２２ａ，２２ｂが設けられている。排気系もサブチャンバ２２では、チャンバ２０とは別に設けられる。
【００２８】
次に、図１に基づいて、製造方法について説明する。製造工程は、表面酸化層除去工程→正極層形成工程→固体電解質形成工程→負極層形成工程→封止工程の順に進行する。表面酸化層除去工程〜負極層形成工程に至る工程では、排気しながら１つのチャンバ２０内で気相プロセスの処理が行われる点に大きな特徴を有する。このため、中間品は外気に曝されることがなく清浄な界面を確保することができ、内部抵抗を大幅に下げることができる。また、アルミニウムラミネートなどに封止した状態で、全固体薄膜電池の完成に至ることができるように、封止工程を、露点−４５℃以下の不活性ガス雰囲気中で行う。次に、各工程を具体的に説明する。
【００２９】
（長尺基材のセット）：基材１として用いる銅箔原反を供給ロール２１にセットし、また先端部分を巻き取りロール２４に固定する。巻き取りロール２４を回転することにより、銅箔１は供給ロール２１から巻き戻され、位置制御ロール２３を経て巻き取りロール２４に連続的に移動する。移動経路の途中、銅箔１から見て蒸発源が見える開口部を持つ蒸発源３１，３２，３３が配置され、各蒸発源からの材料の蒸発により積層構造が銅箔１上に形成される。
【００３０】
（表面酸化層の除去）：チャンバ２０を２×１０−３Ｐａまで真空排気する。供給ロール２１から送り出された基材１は、局所的にアルゴンガスが導入されて３０Ｐａ程度に圧力を増したサブチャンバ２２で対向する位置に設けられた電極（図示せず）との間に電圧を印加することでプラズマ処理が基材の表面に施される。このプラズマ処理では、基材の表面をアルゴンイオンボンバードメントして、表面酸化層を除去する。このサブチャンバは、蒸着が行われるチャンバ２０のエリアと仕切られており、高い圧力を維持できるようになっている。
【００３１】
（正極層および固体電解質層の形成）：上記のＡｒイオンボンバードメントのプラズマ処理を施された基材１の部分は、巻き取りローラ２４の回転により、正極材蒸発源３１の上に移動する。正極材蒸発源３１には、硫化リチウム（Ｌｉ２Ｓ）が充填されており、この硫化リチウムはカーボンボートへの通電加熱により蒸発する。硫化リチウムが基材１に形成されつつある状態にも、基材１は移動を継続し、固体電解質蒸発源３２からの気相状態の材料にもさらされる。固体電解質蒸発源３２には五硫化りん（Ｐ２Ｓ５）が充填されており、通電加熱により蒸発する。正極材蒸発源３１と固体電解質蒸発源３２との両方からの材料が付着する位置範囲では、硫化リチウムと五硫化リンとが蒸着され、Ｐ２Ｓ５−Ｌｉ２Ｓの固体電解質層が形成される。上記の位置範囲では、Ｌｉ２ＳとＰ２Ｓ５とのモル比が３となるように制御することにより、イオン伝導性を示す固体電解質層を形成する。
【００３２】
（負極層の形成）：その後段には、リチウムを充填した負極材蒸着源３３が配置され、通電加熱によりリチウムを上記固体電解質層上に蒸着する。負極層の蒸着の間、基材１は冷却ジャケットに接触させ、基材温度を１００℃以下に保つことが望ましい。負極層を蒸着させ、（基材／正極層／固体電解質層／負極層）の積層体を形成した後、チャンバ２０にアルゴンガスを導入して大気圧と同レベルの圧力として、同じ雰囲気の封止室３５へと搬出する。
【００３３】
（封止）：封止室３５はグローブボックスとされており、ここで積層体１０の正側集電体である基材の銅および負極層が負側集電体を兼ねるリチウムに、それぞれ端子を接続し、アルミニウムラミネートで封止する。端子は接合部以外は絶縁されており、封止後に短絡することはない。
【００３４】
図２は、上記の製造装置５０および製造方法によって製造された全固体薄膜電池の本体部１０を示す図である。正側集電材を兼ねる基材の銅箔１の上に、Ｌｉ２Ｓの正極層２が位置し、その上に両相混在層Ｚを挟んで固体電解質層３が位置する。両層混在層Ｚは、正極層と固体電解質層と、その両者の平坦でない界面を含む層であり、実際は非常に薄く、図２では誇張して表示している。固体電解質層３は、イオン導電性を示すモル比（Ｌｉ２Ｓ／Ｐ２Ｓ２）＝３の組成を有する。両層混在層Ｚでは、上記モル比（Ｌｉ２Ｓ／Ｐ２Ｓ２）は３より大きい。したがってＰ濃度は、正極層２から固体電解質層３にかけて増大する濃度分布を有する。両層混在層Ｚでは、正極層２と固体電解質層３とが入り組んだ層となるように形成するようにするのがよい。とくに固体電解質層３または固体電解質層に近い組成を有する部分は、イオン導電性を示す範囲内の組成とするのがよい。
【００３５】
また、上記の固体電解質層３の上にリチウムからなる負極層４が形成される。リチウムは負極層３であるが、導電性が高いため集電材としても機能するので、負側集電材を兼ねる。上記のようにして製造した全固体薄膜電池の本体部１０は、正極層、固体電解質層および負極層を個別に成膜しては大気中に曝しながら完成された積層体を有する全固体薄膜電池（従来品）に比べて、内部抵抗を大幅に低減することができる。
【００３６】
本発明例の全固体薄膜電池と、比較例とについて内部抵抗を測定すると次のような値となる。
（本発明例）：上記の実施の形態の製造方法による。
（比較例）：上記の正極層形成、固体電解質形成および負極層形成の各工程の間ごとに、チャンバから外気に取り出しながら、全固体薄膜電池を製造する。比較例における各工程の内容は、上記本発明例の内容と同じである。したがって、正極層と固体電解質とは同じ機会に行うものとする。
内部抵抗の値は、比較例では１ＭΩｃｍ２以上となるのに対して、本発明例では５００Ωｃｍ２以下とすることができる。
【００３７】
なお、固体電解質層３は、正極材蒸発源３１と固体電解質蒸発源３２とからの気相材料を両方ともに蒸着させることにより形成したが、上記形態で形成する必要はなく、たとえば正極材蒸発源は正極層２のみを蒸着し、固体電解質層３は、２つの専用の蒸着源を用いて形成してもよい。その結果、固体電解質層と電解質層（図２では正極層）との間に、両層混在層は形成されなくてもよい。その場合でも、電極層と固体電解質層との連続蒸着によって、ミクロ的に独特の界面を得ることができる。また、正極層２および負極層４についても、複数種の材料で形成してもよく、そのために正極材蒸発源または負極材蒸発源が、複数個あってもよいことは言うまでもない。
【００３８】
上記において、本発明の実施の形態および実施例について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態および実施例は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明の実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の全固体薄膜電池、その製造方法およびその製造装置によれば、内部抵抗を実用化の用途が見出すことができるレベルまで低くできるため、今後、ＲＦＩＤなどの分野に寄与することが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態における全固体薄膜電池の製造装置を示す図である。
【図２】全固体薄膜電池の本体部を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  基材（集電材）、２  正極層、３  固体電解質層、４  負極層、１０  全固体薄膜電池の本体部、２０  チャンバ、２１  供給ロール、２２  サブチャンバ、２２ａ，２２ｂ  雰囲気遮蔽手段、２３  位置制御ロール、２４  巻き取りロール、３１  正極材蒸発源、３２  固体電解質蒸発源、３３  負極層蒸発源、３５  グローブボックス、Ｚ  両層混在層。
【図１】
2009064667.tif 000003
【図２】
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