CN110521047A - 全固态电池、电子设备、电子卡、可穿戴设备及电动车辆 - Google Patents

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Abstract

一种全固态电池，其具备正极层、负极层和固态电解质层，负极层包含碳材料，负极层中的碳材料的体积占有率为50vol％以上且95vol％以下。

Description

全固态电池、电子设备、电子卡、可穿戴设备及电动车辆
技术领域
本技术涉及全固态电池、电子设备、电子卡、可穿戴设备以及电动车辆。
背景技术
通常，锂离子二次电池或锂离子聚合物二次电池是以如下方式制造的。首先，将金属(Cu、Al、Ni等)的集电箔作为基材，通过在其上涂布涂料并进行干燥而形成电极活性物质层。接着，通过将这样得到的电极切断后经由隔膜进行层叠而形成电池。
另一方面，在使用了氧化物系的固态电解质的全固态电池中，有以如下方式使用生片来制作的电池的操作(例如参照专利文献1)。在将固态电解质层、集电层以及电极活性物质层等全部在涂布工序中制成生片后，通过将这些生片层叠、切断，然后进行烧结而形成电池。
集电层的形成方法在MLCC(Multi-Layer Ceramic Capacitor：多层陶瓷电容器)中进行了各种研究。例如在专利文献2中，提出了一种使用金属粒子来形成集电层(内部电极层)的技术(例如参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2016-192370号公报
专利文献2：特开2011-150982号公报。
发明内容
发明要解决的课题
然而，如果将使用了金属粒子的集电层用于全固态电池，则在烧结工序中在集电层或金属粒子的表面形成金属氧化物膜，如果在成为低电位的负极中上述氧化物膜被还原，则有可能增加不可逆容量。
本技术的目的在于提供一种能够抑制不可逆容量的全固态电池、具备该全固态电池的电子设备、电子卡、可穿戴设备以及电动车辆。
用于解决课题的手段
为了解决上述的课题，第一技术为一种全固态电池，其具备正极层、负极层和固态电解质层，负极层包含碳材料，负极层中的碳材料的体积占有率为50vol％以上且95vol％以下。
第二技术为一种电子设备，从第一技术的全固态电池接受电力的供给。
第三技术为一种电子卡，从第一技术的全固态电池接受电力的供给。
第四技术为一种可穿戴设备，从第一技术的全固态电池接受电力的供给。
第五技术为一种电动车辆，其具有：第一技术的全固态电池、从全固态电池接受电力的供给并转换为车辆的驱动力的转换装置、以及基于关于全固态电池的信息进行关于车辆控制的信息处理的控制装置。
发明的效果
根据本技术，能够抑制全固态电池的不可逆容量。需要说明的是，这里所述的效果不一定限制于此，可以是本公开中所述的任何效果或与它们不同的效果。
附图说明
图1A是示出本技术的第一实施方式涉及的电池的外观的一例的立体图。图1B是沿着图1A的IB－IB线的剖视图。
图2是示出本技术的第一实施方式涉及的电池的构成的一例的分解立体图。
图3是示出本技术的第一实施方式的变形例涉及的电池的构成的一例的剖视图。
图4是示出本技术的第一实施方式的变形例涉及的电池的构成的一例的剖视图。
图5是示出本技术的第二实施方式涉及的电池的构成的一例的剖视图。
图6是示出本技术的第二实施方式涉及的电池的构成的一例的分解立体图。
图7A、图7B分别是示出导电材料(或电极材料)A和玻璃B之间的体积比(A：B)与体积电阻率的关系的图表。
图8A、图8B分别是示出样品3-1、3-2的电池的构成的剖视图。
图9是示出样品3-1、3-2的电池的充放电曲线的图表。
图10A是示出样品3-1、3-2的电池的阻抗曲线的图表。
图10B是将图10A的一部分放大的图表。
图11是示出样品4-1的阻抗曲线的图表。
图12A是示出样品5-1、5-2的充放电曲线的图表。图12B是示出样品5-1、5-2的阻抗曲线的图表。
图13是示出作为应用例的印刷电路基板的构成的一例的立体图。
图14是示出作为应用例的通用***的外观的一例的俯视图。
图15是作为应用例的无线传感器节点的构成的一例的框图。
图16是示出作为应用例的腕带型电子设备的外观的一例的立体图。
图17是示出作为应用例的腕带型电子设备的结构的一例的框图。
图18是示出作为应用例的智能手表的整体构成的一例的立体图。
图19是示出作为应用例的智能手表的电路构成的一例的框图。
图20是示出作为应用例的眼镜型终端的外观的一例的立体图。
图21是作为应用例的眼镜型终端的图像显示装置的构成的一例的概念图。
图22是示出作为应用例的车辆中的蓄电***的构成的一例的概略图。
图23是示出作为应用例的住宅中的蓄电***的构成的一例的概略图。
具体实施方式
按照以下的顺序对本技术的实施方式、实施例以及应用例进行说明。
1第一实施方式(全固态电池的示例)
2第二实施方式(全固态电池的示例)
3实施例
4应用例
＜1第一实施方式＞
[电池的构成]
如图1A、1B、2所示，本技术的第一实施方式涉及的电池是所谓的体型全固态电池(bulk-type all-solid-state battery)，具备：具有第一端面11SA以及与第一端面11SA为相反侧的第二端面11SB的薄板状的外包装电池元件11、设置于第一端面11SA的正极端子12、以及设置于第二端面11SB的负极端子13。虽然在第一实施方式中对外包装电池元件11的主面具有四边形的情况进行说明，但外包装电池元件11的主面的形状并不限制于此。
该电池是通过作为电极反应物质的Li的授受而反复得到电池容量的二次电池，可以是通过锂离子的嵌入和脱嵌而得到负极容量的锂离子二次电池，也可以是通过锂金属的析出和溶解而得到负极容量的锂金属二次电池。
(正极、负极端子)
正极、负极端子12、13包含导电材料。导电材料例如包含导电性粒子的粉末。导电性粒子可以被烧结。正极、负极端子12、13也可以根据需要进一步包含玻璃或玻璃陶瓷。玻璃或玻璃陶瓷可以被烧结。
正极、负极端子12、13中包含的玻璃的玻璃化转变温度优选为外包装材14的烧结温度以下。如果上述玻璃化转变温度为外包装材14的烧结温度以下，则在对外包装材14进行烧结时，正极、负极端子12、13也能够同时烧结。
作为导电性粒子的形状，例如可以列举出球状、椭圆体状、针状、板状、鳞片状、管状、线状、棒状(杆状)或不规则形状等，但并不特别限制于这些。需要说明的是，也可以将两种以上上述形状的粒子进行组合使用。
导电材料例如是金属材料、金属氧化物材料以及碳材料中的至少一种。具体而言，导电材料例如包含金属粒子、金属氧化物粒子以及碳粒子中的至少一种导电性粒子。在此，将金属定义为包括准金属。作为金属材料，例如可以列举出包含Ag(银)、Pt(铂)、Au(金)、Ni(镍)、Cu(铜)、Pd(钯)、Al(铝)以及Fe(铁)中的至少一种的材料，但并不限制于此。
作为金属氧化物材料，例如可以列举出包含铟锡氧化物(ITO)、氧化锌、氧化铟、添加了锑的氧化锡、添加了氟的氧化锡、添加了铝的氧化锌、添加了镓的氧化锌、添加了硅的氧化锌、氧化锌-氧化锡类、氧化铟-氧化锡类或者氧化锌-氧化铟-氧化镁类等的材料，但并不限制于此。
作为碳材料，例如可以列举出炭黑、多孔质碳、碳纤维、富勒烯、石墨烯、碳纳米管、碳微线圈或纳米角等，但并不限制于此。玻璃例如是氧化物玻璃。玻璃陶瓷例如是氧化物玻璃陶瓷。
(外包装电池元件)
如图1A、1B、2所示，外包装电池元件11具备层叠型的电池元件20和覆盖电池元件20的表面的外包装材14。
(电池元件)
电池元件20是具备2层结构的正极层21、单层结构的负极层22、以及设置于正极层21与负极层22之间的固态电解质层23的层叠体。正极层21具有正极集电层21A、以及设置于正极集电层21A的两个主面中与负极层22相对的侧的主面的正极活性物质层21B。
(外包装材)
如图1B、2所示，外包装材14以正极集电层21A的一端从第一端面11SA露出、负极层22的一端从第二端面11SB露出、固态电解质层23的周缘部从外包装电池元件11的整个端面露出的方式覆盖电池元件20的表面。需要说明的是，外包装材14也可以以固态电解质层23的周缘部不从外包装电池元件11的整个端面露出的方式覆盖电池元件20的表面。
外包装材14包含氧化物玻璃或氧化物玻璃陶瓷。通过用包含这样的材料的外包装材14覆盖电池元件20的表面，能够抑制水分向电池元件20的透过。因此，能够提高全固态电池的大气稳定性。
外包装材14还可以包含结晶粒子。在外包装材14还包含结晶粒子的情况下，能够在外包装材14的烧成工序(烧成后冷却时等)抑制外包装材14的收缩并降低电池元件20与外包装材14的收缩率的差异。因此，可以抑制在外包装材14的烧成工序中外包装材14发生变形破裂的情况。
氧化物玻璃以及氧化物玻璃陶瓷例如包含B(硼)、Bi(铋)、Te(碲)、P(磷)、V(钒)、Sn(锡)、Pb(铅)以及Si(硅)中的至少一种。更具体而言，是包含B、Bi、Te、P、V、Sn、Pb以及Si中的至少一种的氧化物。
外包装材14也可以包含固态电解质。作为固态电解质，能够例示出与包含在固态电解质层23中的固态电解质相同的物质。需要说明的是，关于固态电解质层23中包含的固态电解质在后面叙述。包含在固态电解质层23和外包装材14中的固态电解质的组成(材料的种类)或组成比可以相同，也可以不同。
结晶粒子包含金属氧化物、金属氮化物以及金属碳化物中的至少一种。在此，将金属定义为包括准金属。更具体而言，结晶粒子包含Al2O3(氧化铝：矾土)、SiO2(氧化硅：石英)、SiN(氮化硅)、AlN(氮化铝)以及SiC(碳化硅)中的至少一种。
从提高全固态电池的大气稳定性的观点出发，外包装材14的水分透过率优选为1g/m2/日以下，更优选为0.75g/m2/日以下，进一步优选为0.5g/m2/日以下。上述的外包装材14的水分透过率通过如下方式求出。首先，通过离子铣削或研磨等，从全固态电池元件中取出外包装材14的一部分作为矩形的板状的小片。接着，依照JIS K7129-C(ISO 15106-4)来测量外包装材14的水蒸气透过率(23℃，90％RH)。
从抑制全固态电池的自放电的观点出发，外包装材14的Li离子传导率优选为1×10-8S/cm以下。外包装材14的Li离子传导率通过交流阻抗法以如下方式求出。首先，通过离子铣削或研磨等，从全固态电池中取出外包装材14的一部分作为矩形的板状的小片。接着，在取出的小片的两端部形成由金(Au)构成的电极来制作样品。接着，使用阻抗测量装置(Toyo Technica制)，在室温(25℃)下对样品测量交流阻抗(频率：10+6Hz～10-1Hz，电压：100mV、1000mV)，生成科尔图(Cole-Coleplot)。接着，根据该科尔图求出离子传导率。
从抑制全固态电池的自放电的观点出发，外包装材14的导电率(电子传导率)优选为1×10-8S/cm以下。上述的外包装材14的导电率以如下方式求出。首先，与上述的Li离子传导率的测量方法同样地制作样品。接着，使用制作的样品，通过二端子法在室温(25℃)下求出导电率。
从提高全固态电池的能量密度的观点出发，外包装材14的平均厚度优选为50μm以下，更优选为40μm以下，进一步优选为30μm以下。上述的外包装材14的平均厚度以如下方式求出。首先，通过离子铣削等制作外包装材14的截面并拍摄截面SEM(Scanning ElectronMicroscope：电子扫描显微镜)图像。接着，从该截面SEM图像中随机选出10个点，在各个点测量外包装材14的厚度，对这些测量值进行简单地平均(算术平均)而求出外包装材14的平均厚度。
(固态电解质层)
固态电解质层23包含固态电解质。固态电解质是作为锂离子传导体的氧化物玻璃以及氧化物玻璃陶瓷中的至少一种，从提高Li离子传导率的观点出发，优选为氧化物玻璃陶瓷。如果固态电解质为氧化物玻璃以及氧化物玻璃陶瓷中的至少一种，则可以提高固态电解质层23相对于大气(水分)的稳定性。固态电解质层23例如是作为固态电解质层前驱体的生片的烧结体。
在此，玻璃是指在X射线衍射或电子束衍射等中观测到光晕等并在晶体学中作为非晶体的物质。玻璃陶瓷(结晶化玻璃)是指在X射线衍射或电子束衍射等中观测到峰值以及光晕等并在晶体学中作为非晶体和晶体体混合的物质。
从提高电池性能的观点出发，固态电解质的Li离子传导率优选为10-7S/cm以上。除了通过离子铣削或研磨等从全固态电池元件中取出固态电解质层23并使用其制作测量样品之外，固态电解质的Li离子传导率进行相同于上述的外包装材14的Li离子传导率的测量方法而被求出。
固态电解质层23中包含的固态电解质是烧结的。作为固态电解质的氧化物玻璃以及氧化物玻璃陶瓷的烧结温度优选为550℃以下，更优选为300℃以上且550℃以下，进一步优选为300℃以上且500℃以下。
如果烧结温度为550℃以下，则可以在烧结工序中抑制碳材料的烧掉，因此能够使用碳材料作为负极活性物质。因此，可以进一步提高电池的能量密度。另外，在正极活性物质层21B包含导电剂的情况下，能够使用碳材料作为其导电剂。因此，可以在正极活性物质层21B形成良好的电子传导通路，提高正极活性物质层21B的传导性。在负极层22包含导电剂的情况下也能够使用碳材料作为其导电剂，因此可以提高负极层22的传导性。
另外，如果烧结温度为550℃以下，则能够抑制在烧结工序中固态电解质与电极活性物质反应而形成钝态等的副产物。因此，可以抑制电池特性的降低。另外，如果烧结温度为550℃以下的低温，则电极活性物质的种类的选择范围扩大，因此可以提高电池设计的自由度。
另一方面，如果烧结温度为300℃以上，则能够在烧结工序中，使电极前驱体和/或固态电解质层前驱体中包含的丙烯酸基树脂等一般的有机粘结剂烧掉。
氧化物玻璃以及氧化物玻璃陶瓷分别是含有Li的氧化物玻璃以及含有Li的氧化物玻璃陶瓷。含有Li的氧化物玻璃以及含有Li的氧化物玻璃陶瓷优选为，烧结温度为550℃以下，具有较高的热收缩率并且富有流动性。这是因为可以得到以下的效果。即，能够抑制固态电解质层23与正极活性物质层21B的反应以及固态电解质层23与负极层22的反应。另外，在正极活性物质层21B与固态电解质层23之间以及负极层22与固态电解质层23之间形成良好的界面，可以降低正极活性物质层21B与固态电解质层23之间以及负极层22与固态电解质层23之间的界面电阻。
作为氧化物玻璃以及氧化物玻璃陶瓷，优选包含Ge(锗)、Si(硅)、B(硼)以及P(磷)中的至少一种和Li(锂)和O(氧)，更优选包含Si、B、Li以及O。具体而言，优选包含氧化锗(GeO2)、氧化硅(SiO2)、氧化硼(B2O3)以及氧化磷(P2O5)中的至少一种和氧化锂(Li2O)，更优选包含SiO2、B2O3以及Li2O。如上所述，包含Ge、Si、B以及P中的至少一种和Li和O的氧化物玻璃以及氧化物玻璃陶瓷具有300℃以上且550℃以下的烧结温度，具有较高的热收缩率并且富有流动性，因此从降低界面电阻或提高电池的能量密度等的观点出发是有利的。
从降低固态电解质的烧结温度的观点出发，Li2O的含量优选为20mol％以上且75mol％以下，更优选为30mol％以上且75mol％以下，进一步优选为40mol％以上且75mol％以下，特别优选为50mol％以上且75mol％以下。
在固态电解质包含GeO2的情况下，该GeO2的含量优选为大于0mol％且80mol％以下。在固态电解质包含SiO2的情况下，该SiO2的含量优选为大于0mol％且70mol％以下。在固态电解质包含B2O3的情况下，该B2O3的含量优选为大于0mol％且60mol％以下。在固态电解质包含P2O5的情况下，该P2O5的含量优选为大于0mol％且50mol％以下。
需要说明的是，上述各氧化物的含量为固态电解质中的各氧化物的含量，具体而言，以百分率(mol％)表示相对于GeO2、SiO2、B2O3以及P2O5中的一种以上和Li2O的合计量(mol)的各氧化物的含量(mol)的比例。各氧化物的含量能够使用电感耦合等离子体发光分光分析法(ICP-AES)等来测量。
固态电解质也可以根据需要进一步包含添加元素。作为添加元素，例如可以列举出从由Na(钠)、Mg(镁)、Al(铝)、K(钾)、Ca(钙)、Ti(钛)、V(钒)、Cr(铬)、Mn(锰)、Fe(铁)、Co(钴)、Ni(镍)、Cu(铜)、Zn(锌)、Ga(镓)、Se(硒)、Rb(铷)、S(硫)、Y(钇)、Zr(锆)、Nb(铌)、Mo(钼)、Ag(银)、In(铟)、Sn(锡)、Sb(锑)、Cs(铯)、Ba(钒)、Hf(铪)、Ta(钽)、W(钨)、Pb(铅)、Bi(铋)、Au(金)、La(镧)、Nd(钕)以及Eu(铕)构成的组中选择的至少一种。固态电解质可以包含从由这些添加元素构成的组中选择的至少一种作为氧化物。
(正极集电层)
正极集电层21A包含导电材料和固态电解质。固态电解质可以具有作为粘结剂的功能。导电材料包含导电性粒子的粉末。导电材料例如是碳材料以及金属材料等中的至少一种，优选包含碳材料。由于碳材料比金属材料柔软，因此能够在正极集电层21A与正极活性物质层21B之间形成良好的界面。因此，可以降低正极集电层21A与正极活性物质层21B之间的界面电阻。另外，碳材料比金属材料便宜，因此可以降低电池的制造成本。
作为碳材料例如能够使用石墨(graphite)、碳纤维、炭黑以及碳纳米管等中的至少一种。作为碳纤维例如能够使用气相生长碳纤维(Vapor Growth Carbon Fiber：VGCF)等。作为炭黑例如能够使用乙炔黑以及科琴黑等中的至少一种。作为碳纳米管例如能够使用单壁碳纳米管(SWCNT)、双壁碳纳米管(DWCNT)等多壁碳纳米管(MWCNT)等。作为金属材料例如能够使用Ni粒子粉等金属粒子粉。但是，导电材料并不特别限制于上述的材料。
作为固态电解质能够例示出与固态电解质层23中包含的固态电解质相同的物质。但是，固态电解质层23和正极集电层21A中包含的固态电解质的组成(材料的种类)或组成比可以相同，也可以不同。
在正极集电层21A包含碳材料作为导电材料的情况下，正极集电层21A中的碳材料的体积占有率优选为50vol％以上且95vol％以下。如果体积占有率小于50vol％，则存在正极集电层21A的导电性降低的担忧。另一方面，如果体积占有率超过95vol％，则存在正极集电层21A中的固态电解质的体积占有率过少而正极集电层21A的强度降低的担忧。
上述的碳材料的体积占有率可以通过如下方式求出。首先，在使电池完全放电后，对从电池中随机选出的10个点实施以下的处理。即，通过离子铣削等制作电池的截面，并重复拍摄正极集电层21A的截面SEM图像的步骤而获取三维的SEM图像。然后，根据获取的三维的SEM图像求出碳材料的体积占有率。接着，将如上述那样在10个点求出的碳材料的体积占有率进行简单地平均(算术平均)而作为正极集电层21A中的碳材料的体积占有率(vol％)。
正极集电层21A例如可以是包含Al、Ni或不锈钢等的金属层。上述金属层的形状例如为箔状、板状或网状等。
(正极活性物质层)
正极活性物质层21B包含正极活性物质和固态电解质。固态电解质可以具有作为粘结剂的功能。正极活性物质层21B也可以根据需要进一步包含导电剂。
正极活性物质例如包含能够嵌入和脱嵌作为电极反应物质的锂离子的正极材料。从可以得到高能量密度的观点出发，该正极材料优选为含锂化合物等，但并不限制于此。该含锂化合物例如是包含锂和过渡金属元素作为构成元素的复合氧化物(锂过渡金属复合氧化物)、包含锂和过渡金属元素作为构成元素的磷酸化合物(锂过渡金属磷酸化合物)等。其中，过渡金属元素优选为Co、Ni、Mn以及Fe中的任意一种或两种以上。由此，可以得到更高的电压，如果能够提高电池的电压，则能够增大相同容量(mAh)的电池所具有的能量(Wh)。
锂过渡金属复合氧化物例如由LixM1O2或LiyM2O4等表示。更具体而言，例如，锂过渡金属复合氧化物是LiCoO2、LiNiO2、LiVO2、LiCrO2或LiMn2O4等。另外，锂过渡金属磷酸化合物例如由LizM3PO4等表示。更具体而言，例如，锂过渡金属磷酸化合物是LiFePO4或LiCoPO4等。其中，M1～M3是一种或两种以上的过渡金属元素而x～z的值是任意的。
此外，正极活性物质例如也可以是氧化物、二硫化物、硫族化物或导电性高分子等。氧化物例如是氧化钛、氧化钒或二氧化锰等。二硫化物例如是二硫化钛或硫化钼等。硫族化物例如是硒化铌等。导电性高分子例如是二硫化物、聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩、聚对苯乙烯、聚乙炔、多并苯等。
作为固态电解质，能够例示出与固态电解质层23中包含的固态电解质相同的物质。但是，固态电解质层23与正极活性物质层21B中包含的固态电解质的组成(材料的种类)或组成比可以相同，也可以不同。
导电剂例如包含碳材料以及金属材料等中的至少一种。作为碳材料以及金属材料，能够例示出与正极集电层21A中包含的碳材料以及金属材料相同的材料。
(负极层)
负极层22具有负极活性物质层和负极集电体层两者的功能。负极层22含有负极材料和固态电解质。固态电解质可以具有作为粘结剂的功能。负极层22也可以根据需要进一步含有导电剂。
负极材料具有负极活性物质和导电剂两者的功能。具体而言，负极材料能够嵌入和脱嵌作为电极反应物质的锂离子，并且具有导电性。具有这样的功能的负极材料包含碳材料。负极材料除了碳材料以外，还可以包含金属系材料。从可以得到高能量密度以及高导电性的观点出发，碳材料优选包含石墨、乙炔黑、科琴黑以及碳纤维中的至少一种，在这些碳材料中特别优选石墨。
负极层22中的碳材料的体积占有率为50vol％以上且95vol％以下。如果体积占有率小于50vol％，则存在负极层22的能量密度以及导电性降低的担忧。另一方面，如果体积占有率超过95vol％，则存在负极层22中的固态电解质的体积占有率过少而负极层22的强度降低的担忧。
上述的碳材料的体积占有率可以以如下方式求出。首先，在使电池完全放电后，在从电池中随机选出的10个点实施以下的处理。即，通过离子铣削等制作电池的截面，重复拍摄负极层22的截面SEM图像的步骤而获取三维的SEM图像。然后，根据获取的三维的SEM图像求出碳材料的体积占有率。接着，将如上述那样在10个点求出的碳材料的体积占有率简单地进行平均(算术平均)而作为负极层22中的碳材料的体积占有率(vol％)。
金属系材料例如是包含能够与锂形成合金的金属元素或半金属元素作为构成元素的材料。更具体而言，例如，金属系材料是Si(硅)、Sn(锡)、Al(铝)、In(铟)、Mg(镁)、B(硼)、Ga(镓)、Ge(锗)、Pb(铅)、Bi(铋)、Cd(镉)、Ag(银)、Zn(锌)、Hf(铪)、Zr(锆)、Y(钇)、Pd(钯)或Pt(铂)等的单体、合金或化合物中的任意一种或两种以上。但是，单体并不限于纯度为100％，也可以含有微量的杂质。作为合金或化合物，例如可以列举出SiB4、TiSi2、SiC、Si3N4、SiOv(0<v≤2)、LiSiO、SnOw(0<w≤2)、SnSiO3、LiSnO、Mg2Sn等。
金属系材料可以是含锂化合物或锂金属(锂的单体)。含锂化合物是包含锂和过渡金属元素作为构成元素的复合氧化物(锂过渡金属复合氧化物)。作为该复合氧化物，例如可以列举出Li4Ti5O12等。
固态电解质优选为含有Li的氧化物玻璃以及含有Li的氧化物玻璃陶瓷中的至少一种，从提高Li离子传导率的观点出发，特别优选含有Li的氧化物玻璃陶瓷。如果固态电解质是含有Li的氧化物玻璃以及含有Li的氧化物玻璃陶瓷中的至少一种，则可以抑制氧化物玻璃以及氧化物玻璃陶瓷被还原而产生不可逆容量。
作为含有Li的氧化物玻璃以及含有Li的氧化物玻璃陶瓷，从抑制不可逆容量的产生的观点出发，优选在上述的固态电解质层23中例示的含有Li的氧化物玻璃以及含有Li的氧化物玻璃陶瓷。需要说明的是，固态电解质层23与负极层22中包含的固态电解质的组成(材料的种类)或组成比可以相同，也可以不同。
导电剂例如包含碳材料以及金属材料等中的至少一种。作为碳材料以及金属材料，能够例示出与正极集电层21A中包含的碳材料以及金属材料相同的材料。在导电剂包含金属材料的情况下，从抑制不可逆容量的产生的观点出发，金属材料与碳材料的体积比(金属材料/碳材料)优选为0.5以下，更优选为0.3以下，进一步优选为0.1以下，特别优选为0.05以下。
[电池的动作]
在该电池中，例如，在充电时，从正极活性物质层21B放出的锂离子经由固态电解质层23被取入到负极层22中，并且在放电时，从负极层22放出的锂离子经由固态电解质层23被取入到正极活性物质层21B中。
[电池的制造方法]
以下，对本技术的第一实施方式涉及的电池的制造方法的一例进行说明。
(固态电解质层形成用糊剂的制作工序)
将固态电解质与有机系粘结剂混合，制备合剂粉末后，将该合剂粉末分散在溶剂中而得到固态电解质层形成用糊剂。
作为有机系粘结剂，例如能够使用丙烯酸基树脂等。作为溶剂，虽然只要能够分散合剂粉末即可而不做特别地限制，但是优选为在比固态电解质层形成用糊剂的烧结温度低的温度区域内烧掉的溶剂。作为溶剂，例如可以列举出：甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇等碳原子数为4以下的低级醇；乙二醇、丙二醇(1,3-丙二醇)、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇等脂肪族二醇；甲乙酮等酮类；二甲基乙胺等胺类；松油醇等脂环族醇等，可以单独或混合两种以上使用，但并不特别限制于此。作为分散方法，例如可以列举出搅拌处理、超声波分散处理、珠分散处理、混揉处理、均质器处理等。在以下说明的正极集电层形成用糊剂、正极活性物质层形成用糊剂、负极层形成用糊剂、外包装材形成用糊剂以及导电性糊剂的制作工序中，作为有机类粘结剂以及溶剂也能够例示出与固态电解质层形成用糊剂相同的材料。
(正极集电层形成用糊剂的制作工序)
将导电性粒子的粉末、固态电解质和有机系粘结剂混合制备成合剂粉末后，使该合剂粉末分散于溶剂中而得到正极集电层形成用糊剂。
(正极活性物质层形成用糊剂的制作工序)
将正极活性物质、固态电解质、有机系粘结剂和根据需要决定的导电剂混合制备成合剂粉末后，使该合剂粉末分散于溶剂中而得到正极活性物质层形成用糊剂。
(负极层形成用糊剂的制作工序)
将负极材料、固态电解质、有机系粘结剂和根据需要决定的导电剂混合制备成合剂粉末后，使该合剂粉末分散于溶剂中而得到负极层形成用糊剂。
(外包装材形成用糊剂的制作工序)
将固态电解质、有机系粘结剂和根据需要决定的结晶粒子的粉末混合制备成合剂粉末后，使该合剂粉末分散于溶剂中而得到外包装材形成用糊剂。
(导电性糊剂的制作工序)
将导电性粒子的粉末和玻璃或玻璃陶瓷和有机系粘结剂混合制备成合剂粉末后，使该合剂粉末分散于溶剂中而得到正极端子以及负极端子形成用的导电性糊剂。
(固态电解质层的制作工序)
首先，通过在支撑基材的表面上均匀地涂布或印刷固态电解质形成用糊剂而形成糊剂层。作为支撑基材，例如能够使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜等高分子树脂膜。作为涂布以及印刷的方法，优选使用简便且适于量产性的方法。作为涂布方法，例如能够使用模涂法、微凹版涂布法、绕线棒涂布法、直接凹版涂布法、逆转辊涂法、逗点涂布法、刮刀涂布法、喷涂法、帘涂法、浸渍法、旋涂法等，但并不特别限制于此。作为印刷方法，例如能够使用凸版印刷法、胶印印刷法、照相凹版印刷法、凹版印刷法、胶版印刷法、丝网印刷法等，但并不特别限制于此。
为了在后工序中容易从支撑基材的表面剥离生片，优选预先对支撑基材的表面实施剥离处理。作为剥离处理，例如可以列举出在支撑基材的表面上预先涂布或印刷赋予剥离性的组合物的方法。作为赋予剥离性的组合物，例如可以列举出以粘合剂为主要成分并添加了蜡或氟等的涂料或硅树脂等。
接着，通过干燥糊剂层，在支撑基材的表面上形成生片。作为干燥方法，例如可以列举出自然干燥、利用热风等的送风干燥、利用红外线或远红外线等的加热干燥、真空干燥等。这些干燥方法可以单独使用，也可以两种以上组合使用。接着，将生片从支撑基材剥离，切断成规定的大小以及形状。由此，得到作为生片的未烧结的固态电解质层23。
(外包装材的制作工序)
除了使用外包装材形成用糊剂以外，可以与上述的“固态电解质层的制作工序”同样地得到作为生片的未烧结的外包装材14。
(电池的制作工序)
以如下方式制作具有图1A、1B、2所示的构成的电池。首先，在固态电解质层23的一个表面上，以沿着该表面的四个边形成未涂布部的方式涂布正极活性物质层形成用糊剂并进行干燥，由此形成正极活性物质层21B。接着，在上述未涂布部涂布外包装材形成用糊剂并进行干燥，由此形成与正极活性物质层21B大致相同厚度的外包装材14。接着，在由正极活性物质层21B以及外包装材14形成的表面上，以沿着该表面的三个边形成未涂布部的方式涂布正极集电层形成用糊剂并进行干燥，由此形成正极集电层21A。
接着，在固态电解质层23的另一个表面上，以沿着该表面的三个边形成未涂布部的方式涂布负极层形成用糊剂并进行干燥，由此形成负极层22。接着，在上述未涂布部涂布外包装材形成用糊剂并进行干燥，由此形成与负极层22大致相同厚度的外包装材14。由此，可以得到端面被未烧结的外包装材14覆盖的未烧结的电池元件20。
接着，将作为生片的外包装材配置在电池元件20的两个主面上而覆盖电池元件20的两个主面，由此可以得到未烧结的外包装电池元件11。接着，在未烧结的外包装电池元件11的各层中包含的树脂粘合剂的氧化燃烧温度以上的温度下对外包装电池元件11进行加热，由此使树脂粘合剂燃烧(脱脂)。然后，在电池的各层中包含的固态电解质的软化点以上的温度下对外包装电池元件11进行加热，由此对固态电解质进行烧结。
接着，向外包装电池元件11的第一、第二端面11SA、11SB浸渍导电性糊剂。然后，在导电性糊剂的固化温度下对外包装电池元件11进行烧成。通过以上步骤可以得到目标电池。
[效果]
在具备由包含金属材料的负极集电层和包含碳材料的负极活性物质层构成的2层结构的负极层的电池中，在负极层的烧结时负极集电层的表面以及金属材料的表面被氧化而形成金属氧化膜。在充电时，锂离子被***负极活性物质层中含有的碳材料中。由于***有锂离子的碳材料的电位较低，因此在负极集电层的表面以及金属材料的表面上形成的金属氧化膜被还原而产生不可逆容量。可以认为该不可逆容量的产生是由于Li离子夺取金属氧化物的氧，金属被还原而Li(或其化合物)被氧化，因此Li离子钝化。与此相对，在第一实施方式涉及的电池中，代替上述的2层结构的负极层，具备具有负极集电层以及负极活性物质层两者的功能的包含碳材料的单层结构的负极层22。因此，由于负极层22不包含在烧结时有可能被氧化的金属材料或者负极层22中包含的金属材料的含量较少，因此可以抑制由金属氧化膜的还原反应引起的不可逆容量的增加。
另外，由于负极层22中的碳材料的体积占有率为50vol％以上且95vol％以下，因此可以抑制负极层22的能量密度以及导电性的降低，并且可以抑制负极层22的强度的降低。
在第一实施方式涉及的电池中，代替上述的2层结构的负极层，具备具有负极集电层以及负极活性物质层两者的功能的负极层22，因此能够减少电池制作时的成膜次数。因此，可以提高电池的生产率。
[变形例]
(变形例1)
虽然在第一实施方式中，对正极层21形成于外包装材14上的情况进行了说明，但如图3所示，也可以在正极层21与外包装材14之间设置固态电解质层23。
(变形例2)
虽然在第一实施方式中，对电池元件20具备1层的正极层21、1层的负极层22和1层的固态电解质层23的构成进行了说明，但电池元件20的构成只要是正极层21和负极层22经由固态电解质层23层叠的构成即可，对正极层21、负极层22以及固态电解质层23的层数没有特别限制。
图4是示出电池元件20具备2层的正极层21、3层的负极层22和6层的固态电解质层23的构成的一例。正极层21和负极层22以将固态电解质层23夹在中间的方式交替层叠。在电池元件20的两个主面上设置有固态电解质层23。2层的正极层21具备正极集电层21A和分别设置于正极集电层21A的两个主面的正极活性物质层21B。
2层的正极集电层21A的一端从第一端面11SA露出。在该露出的2层的正极集电层21A的一端电连接有正极端子12。另一方面，3层的负极层22的一端从第二端面11SB露出。在该露出的3层的负极层22的一端电连接有负极端子13。
(变形例3)
虽然在第一实施方式中，对外包装电池元件11的主面的形状是四边形的情况进行了说明，但外包装电池元件11的主面的形状没有特别限制。举例来说，可以列举出圆形、椭圆形、四边形状以外的多边形或不规则形状等。另外，外包装电池元件11的形状并不限制于板状，也可以是片状或块状等。另外，外包装电池元件11也可以弯曲或屈曲。
(变形例4)
虽然在上述的第一实施方式中，说明了将本技术应用于使用锂作为电极反应物质的电池的示例，但本技术并不限制于该例。作为电极反应物质，例如也可以在使用Na或K等其他碱金属、Mg或Ca等碱土金属或者Al或Ag等其他金属的电池中应用本技术。
(变形例5)
虽然在上述的第一实施方式中，对正极集电层21A、正极活性物质层21B以及负极层22的全部层包含固态电解质的情况进行了说明，但正极集电层21A、正极活性物质层21B以及负极层22中的至少一层也可以不包含固态电解质。在该情况下，不包含固态电解质的层例如可以是通过蒸镀法或溅射法等气相生长法制作的薄膜。
(变形例6)
正极集电层21A、正极活性物质层21B、负极层22以及固态电解质层22中包含的固态电解质没有特别限制。作为第一实施方式的固态电解质以外的固态电解质，例如能够使用由La-Li-Ti-O等构成的钙钛矿型氧化物结晶、由Li-La-Zr-O等构成的石榴石型氧化物结晶、含有锂、铝以及钛作为构成元素的磷酸化合物(LATP)、含有锂、铝以及锗作为构成元素的磷酸化合物(LAGP)等。
另外，也能够使用Li2S-P2S5、Li2S-SiS2-Li3PO4、Li7P3S11、Li3.25Ge0.25P0.75S或Li10GeP2S12等硫化物，Li7La3Zr2O12、Li6.75La3Zr1.75Nb0.25O12、Li6BaLa2Ta2O12、Li1+xAlxTi2-x(PO4)3或La2/3-xLi3xTiO3等氧化物。
(其他变形例)
电池元件20的结构没有特别限制，可以具有双极型的层叠结构。另外，可以是正极集电层21A、正极活性物质层21B以及负极层22中的至少一层是生片的烧结体。另外，也可以正极集电层21A、正极活性物质层21B、负极层22以及固态电解质层23中的至少一层是压粉体。负极层22也可以包含碳材料、Ni粒子粉等金属粒子粉和固态电解质。
＜2第二实施方式＞
如图5、6所示，本技术的第二实施方式涉及的电池与第一实施方式涉及的电池不同点在于，具备2层构造的负极层24来代替单层构造的负极层22。在第二实施方式中，对与第一实施方式相同的部位标注相同的附图标记并省略说明。
负极层24具备负极集电层24A、设置于负极集电层24A的两个主面中与正极层21相对的侧的主面的负极活性物质层24B。
(负极集电层)
负极集电层24A包含碳材料和固态电解质。作为碳材料，能够例示出与第一实施方式的正极集电层21A中包含的碳材料相同的材料。从可以得到高导电性的观点出发，碳材料优选包含石墨、乙炔黑、科琴黑以及碳纤维中的至少一种。
负极集电层24A中的碳材料的体积占有率优选为50vol％以上且95vol％以下。如果体积占有率小于50vol％，则有可能负极集电层24A的导电性降低。另一方面，如果体积占有率超过95vol％，则有可能负极集电层24A中的固态电解质的体积占有率过少，负极集电层24A的强度降低。需要说明的是，负极集电层24A中的碳材料的体积占有率可以与第一实施方式的“负极层22中的碳材料的体积占有率的计算方法”同样地根据三维的SEM图像求出。
作为固态电解质，能够例示出与第一实施方式的固态电解质层23中包含的固态电解质相同的物质。但是，固态电解质层23与负极集电层24A中包含的固态电解质的组成(材料的种类)或组成比可以相同，也可以不同。
(负极活性物质层)
负极活性物质层24B包含负极活性物质和固态电解质。固态电解质可以具有作为粘结剂的功能。负极活性物质层24B也可以根据需要进一步含有导电剂。
负极活性物质包含能够嵌入和脱嵌作为电极反应物质的锂离子的碳材料。由于***有锂离子的碳材料的电位较低，因此不是使用包含金属材料的负极集电层，如果不使用包含碳材料的负极集电层24A，则有可能由还原反应引起的不可逆容量特别大。作为碳材料，能够例示出与第一实施方式的负极层22中包含的碳材料相同的材料。但是，负极活性物质除了碳材料以外，还可以包含金属系材料等。作为负极活性物质的金属系材料，能够例示出与第一实施方式的负极层22中包含的金属系材料相同的材料。
负极活性物质层24B中的碳材料的体积占有率为50vol％以上且95vol％以下。如果体积占有率小于50vol％，则有可能负极活性物质层24B的能量密度以及导电性降低。另一方面，如果体积占有率超过95vol％，则有可能负极活性物质层24B中的固态电解质的体积占有率过少，负极活性物质层24B的强度降低。需要说明的是，负极活性物质层24B中的碳材料的体积占有率可以与第一实施方式的“负极层22中的碳材料的体积占有率的计算方法”同样地根据三维的SEM图像求出。负极集电层24A与负极活性物质层24B中包含的碳材料的种类可以相同，也可以不同。
作为固态电解质，能够例示出与第一实施方式的固态电解质层23中包含的固态电解质相同的物质。但是，固态电解质层23与负极层22中包含的固态电解质的组成(材料的种类)或组成比可以相同，也可以不同。
导电剂例如包含碳材料以及金属材料等中的至少一种。作为碳材料以及金属材料，能够例示出与上述的正极活性物质层21B中包含的碳材料以及金属材料相同的材料。
[效果]
在第二实施方式涉及的电池中，不具备包含金属材料的负极集电层，而是具备包含碳材料的负极集电层24A。因此，可以抑制由还原反应引起的不可逆容量的增加。
另外，由于碳材料比金属材料柔软，因此能够在负极集电层24A与负极活性物质层24B之间形成良好的界面。因此，可以降低负极集电层24A与负极活性物质层24B之间的界面电阻。另外，碳材料比金属材料便宜，因此可以降低电池的制造成本。
在正极集电层21A包含碳材料的情况下，可以降低正极集电层21A与正极活性物质层21B之间的界面电阻。
[变形例]
负极集电层24A除了碳材料以外，还可以包含金属材料。作为金属材料，例如能够使用Ni粒子粉等金属粒子粉。电池不具备包含金属粒子的负极集电层，而是具备包含碳材料以及金属材料的负极集电层24A，由此能够减少负极集电层24A中包含的金属材料的含量。因此，可以抑制由还原反应引起的不可逆容量的增加。在负极集电层24A还包含金属材料的情况下，从抑制不可逆容量的产生的观点出发，金属材料与碳材料的体积比(金属材料/碳材料)优选为0.5以下，更优选为0.3以下，进一步优选为0.1以下，特别优选为0.05以下。
＜3实施例＞
以下，通过实施例对本技术进行更具体的说明，但本技术并不仅限制于这些实施例。
按照以下的顺序对实施例进行说明。
i变更了集电层中的碳材料或Ni的体积占有率的样品以及变更了负极层中的碳材料的体积占有率的样品
ii在负极活性物质层与Ni箔之间设置了含有Ni粒子的负极集电层的样品以及在负极活性物质层与Ni箔之间未设置含有Ni粒子的负极集电层的样品
iii作为正极集电层设置了含有Ni粒子的正极集电层的样品
iv作为正极集电层设置了含有碳材料的正极集电层的样品以及作为正极集电层设置了含有Ni粒子的负极集电层的样品
＜i变更了集电层中的碳材料或Ni的体积占有率的样品以及变更了负极层中的碳材料的体积占有率的样品＞
[样品1-1～样品1-4]
(集电层形成用糊剂的制作工序)
首先，准备了以Li2O：SiO2：B2O3＝60：10：30的摩尔比含有Li2O、SiO2和B2O3的氧化物玻璃(以下称为“氧化物玻璃A”)。接着，将作为导电材料的气相法碳纤维(昭和电工株式会社制，VGCF-H)与作为低温烧结玻璃的氧化物玻璃A以表1所示的50：50、80：20(＝(气相法碳纤维：氧化物玻璃A))的体积比配合后，将该配合物和树脂粘合剂分散在高沸点溶剂中，由此制作了集电层形成用糊剂。
(集电层的制作工序)
首先，将制作的集电层形成用糊剂涂布在脱模膜上并进行干燥，由此如表1所示，形成了具有厚度5、10μm的集电层。接着，将集电层与脱模膜一起冲裁成矩形状后，将集电层从脱模膜剥离。由此，得到作为生片的矩形状的集电层。接着，通过以所得到的集电层中包含的树脂粘合剂的氧化燃烧温度以上的温度加热集电层，使树脂粘合剂燃烧(脱脂)。然后，通过以集电层中包含的氧化物玻璃A的软化点以上的温度加热集电层，对氧化物玻璃A进行了烧结。通过以上步骤，得到目标集电层。
(样品1-5～1-8)
首先，准备了以Li2O：SiO2：B2O3＝54：11：35的摩尔比包含Li2O、SiO2和B2O3的氧化物玻璃(以下称为“氧化物玻璃B”)。接着，将作为导电材料的人造石墨(TIMCAL公司制，KS6)与作为低温烧结玻璃的氧化物玻璃B以表1所示的35：65、50：50、80：20(＝(人造石墨：氧化物玻璃B))的体积比配合后，将该配合物和树脂粘合剂分散在高沸点溶剂中，由此制作了集电层形成用糊剂。此后的工序与样品1-1、1-2同样地得到集电层。
(样品1-9、1-10)
除了使用了人造石墨(TIMCAL公司制，KS6)作为导电材料以外，与样品1-3、1-4同样地得到集电层。
(样品1-11)
将作为导电材料的人造石墨(TIMCAL公司制，KS6)与作为低温烧结玻璃的Bi-B系玻璃以表1所示的70：30(＝(人造石墨：Bi-B系玻璃))的体积比进行配合。另外，将作为生片的未烧结的集电层的厚度如表1所示设定为30μm。除此以外，与样品1-1同样地得到集电层。
(样品1-12、1-13)
除了使用了人造石墨(TIMCAL公司制，KS15)作为导电材料以外，与样品1-7、1-8同样地得到集电层。
(样品1-14、1-15)
除了使用了科琴黑(KB)作为导电材料以外，与样品1-7、1-8同样地得到集电层。
(样品1-16、1-17)
除了将作为导电材料的Ni粒子粉(平均粒径1μm)与作为低温烧结玻璃的氧化物玻璃B以表1所示的95：5(＝(Ni粒子粉：氧化物玻璃B))的体积比配合以外，与样品1-1、1-2同样地得到集电层。
(样品2-1～2-4)
首先，将天然石墨(BTR NEW ENERGY MATERIALS Inc制，AGP8)与人造石墨(TIMCAL公司制，KS6)混合，制备了负极材料。接着，将制备的负极材料与作为低温烧结玻璃的氧化物玻璃B以表2所示的50：50、80：20(＝(负极材料：氧化物玻璃B))的体积比配合后，将该配合物和树脂粘合剂分散在高沸点溶剂中，由此制作了负极层形成用糊剂。此后的工序与样品1-1、1-2同样地得到负极层。
(体积电阻率)
依照JIS K 7194-1994，通过四端子法测量了集电层以及负极层的体积电阻率。需要说明的是，作为测量装置，使用三菱化学制的Loresta(电阻率计)。将其结果在表1、2以及图7A、7B中示出。图7A示出样品1-2、1-4、1-6、1-8、1-10、1-13、1-15、1-17、2-2、2-4的体积电阻率的测量结果。图7B示出样品1-5、1-7、1-9、1-11的体积电阻率的测量结果。
表1示出样品1-1～17的集电层的构成以及体积电阻率的测量结果。
[表1]
表2示出样品2-1～2-4的负极层的构成以及体积电阻率的测量结果。
[表2]
需要说明的是，在表1、表2中的“玻璃材料”的记载栏中的氧化物玻璃A、B是指具有以下组成的氧化物玻璃。
氧化物玻璃A：含有摩尔比为Li2O：SiO2：B2O3＝60：10：30的Li2O、SiO2和B2O3的氧化物玻璃
氧化物玻璃B：含有摩尔比为Li2O：SiO2：B2O3＝54：11：35的Li2O、SiO2和B2O3的氧化物玻璃
另外，在表1、表2中的“体积电阻率”的记载栏中，“AE+B”、“AE-B”的标记分别表示A×10+B、A×10-B。
由表1、表2可知以下内容。
通过使集电层中的碳材料的体积占有率为50vol％以上，能够得到良好的体积电阻率。因此，能够得到良好的集电层。
通过使负极层中的碳材料的体积占有率为50vol％以上，能够得到良好的体积电阻率。因此，能够得到兼具负极集电层和负极活性物质层这两层的功能的单层的负极层。
＜ii在负极活性物质层与Ni箔之间设置了含有Ni粒子的负极集电层的样品以及在负极活性物质层与Ni箔之间未设置含有Ni粒子的负极集电层的样品＞
[样品3-1]
(固态电解质层形成用糊剂的制作工序)
首先，作为固态电解质，准备了氧化物玻璃(LiLaTaBaO)。接着，通过将该氧化物玻璃和树脂粘合剂分散在高沸点溶剂中，制作了固态电解质层形成用糊剂。
(固态电解质层的制作工序)
以如下方式制作了固态电解质层。首先，将固态电解质层形成用糊剂涂布在脱模膜上并进行干燥，由此在脱模膜上形成了固态电解质层。接着，将固态电解质层与脱模膜一起冲裁成矩形状后，将固态电解质层从脱模膜剥离。由此，得到了作为生片的矩形状的固态电解质层。
(负极集电层形成用糊剂的制作工序)
将作为导电材料的Ni粒子粉(平均粒径1μm)与作为低温烧结玻璃的氧化物玻璃B以68：32(＝(Ni粒子粉：氧化物玻璃B))的体积比进行配合并使该配合物和树脂粘合剂分散在高沸点溶剂中，由此制作了含有Ni粒子的负极集电层形成用糊剂。
(负极活性物质层形成用糊剂的制作工序)
将作为负极活性物质的石墨(人造石墨(TIMCAL公司制，KS6)+天然石墨(BTR NEWENERGY MATERIALS Inc.制，AGP8))与作为低温烧结玻璃的氧化物玻璃B以1：1(＝石墨：氧化物玻璃B)的体积比进行配合并将该配合物和树脂粘合剂分散在高沸点溶剂中，由此制作了负极活性物质层形成用糊剂。
(负极层的形成工序)
首先，在Ni箔的一个面上涂布负极集电层形成用糊剂并进行干燥，由此形成了含有Ni粒子的负极集电层。接着，在负极集电层上涂布负极活性物质层形成用糊剂并进行干燥，由此形成了负极活性物质层。由此，得到了负极。
(电池的制作工序)
以如下方式制作了具有图8A所示的构成的电池。首先，准备Li金属箔作为对电极，并在该Li金属箔的一个面上形成了铜层。接着，在Li金属箔上载置固态电解质层后，以负极活性物质层与固态电解质相对的方式在固态电解质层上载置负极层，由此得到未烧结的电池。接着，以未烧结的电池的固态电解质层、负极集电层以及负极活性物质层中包含的树脂粘合剂的氧化燃烧温度以上的温度加热电池，由此使树脂粘合剂燃烧(脱脂)。然后，在电池的固态电解质层、负极集电层以及负极活性物质层中包含的低温烧结玻璃的软化点以上的温度下加热电池，由此对低温烧结玻璃进行烧结。通过以上步骤，得到目标电池(半电池)。
[样品3-2]
如图8B所示，除了在负极活性物质层与Ni箔之间未形成含有Ni粒子的负极集电层以外，与样品3-1同样地得到电池。
(充放电曲线)
通过以下的条件进行电池的充放电试验并获取了充放电曲线。将其结果在图9中示出。
测量环境条件：干燥空气气氛，23℃
充放电条件：1μA仅CC(Constant Current：恒流)(无CV模式)，0.03Vcut
放电条件：1μA CC(Constant Current：恒流)、2.0Vcut
(阻抗曲线)
分别准备3个样品3-1、3-2的电池，使用阻抗测量装置(Toyo Technica制)，在室温(23℃)下对电池进行交流阻抗测量并获取了阻抗曲线。将其结果在图10A、10B中示出。
由图10A、10B可知，通过在负极活性物质层与Ni箔之间设置含有Ni粒子的负极集电层，可以减小阻抗曲线的圆弧，即，能够改善负极活性物质层与Ni箔之间的紧贴性并降低界面电阻。
然而，由图9可知，如果在负极活性物质层与Ni箔之间存在含有Ni粒子的负极集电层，则会产生较大的不可逆容量。可以认为，这是因为在烧结工序中在金属粒子的表面上形成金属氧化物膜，而该金属氧化物膜在充电时被还原。在样品3-1的电池(半电池)中，由于使用Li金属作为Li源，因此对方侧的Li不枯竭而可以充放电，但是在使用LCO(LiCoO2)代替Li源的情况下，不可逆容量变大而变得难以放电。
即便在在负极活性物质层与Ni箔之间未设置含有Ni粒子的负极集电层的样品3-2的电池(半电池)中，形成在Ni箔的表面的金属氧化物膜也被还原。然而，由于Ni粒子粉的比表面积比Ni箔大，因此在负极活性物质层与Ni箔之间设置含有Ni粒子的负极集电层的样品3-1的电池(半电池)，金属氧化物膜的还原的发生变得更加明显，其结果为，样品3-1的电池的不可逆容量变得比样品3-2的电池大。
<iii作为正极集电层设置含有Ni粒子的正极集电层的样品>
[样品4-1]
以如下方式制作了多个相同构成的电池。
(正极集电层形成用糊剂的制作工序)
将作为导电性粒子的Ni粒子粉(平均粒径1μm)与作为低温烧结玻璃的氧化物玻璃B以68：32(＝Ni粒子粉：氧化物玻璃B)的体积比进行配合，使该配合物和树脂粘合剂分散在高沸点溶剂中，由此制作了正极集电层形成用糊剂。
(正极活性物质层形成用糊剂的制作工序)
将作为正极活性物质的钴酸锂(LiCoO2)与作为低温烧结玻璃的氧化物玻璃B以1：2(＝LiCoO2：氧化物玻璃B)的体积比进行配合，并将该配合物和树脂粘合剂分散在高沸点溶剂中，由此制作了正极活性物质层形成用糊剂。
(负极层形成用糊剂的制作工序)
将作为负极活性物质的石墨(人造石墨(TIMCAL公司制，KS6)+天然石墨(BTR NEWENERGY MATERIALS Inc.制，AGP8))与作为低温烧结玻璃的氧化物玻璃B以1：1(＝石墨：氧化物玻璃B)的体积比进行配合，并将该配合物和树脂粘合剂分散在高沸点溶剂中，由此制作了负极层形成用糊剂。
(固态电解质层形成用糊剂的制作工序)
通过将作为低温烧结玻璃的氧化物玻璃A和树脂粘合剂分散在高沸点溶剂中，制作了固态电解质层形成用糊剂。
(外包装材形成用糊剂的制作工序)
将作为结晶粒子的矾土粒子(日本轻金属制，AHP300)与作为低温烧结玻璃的氧化物玻璃A进行配合，将该配合物和树脂粘合剂分散在高沸点溶剂中，由此制作了外包装材形成用糊剂。
(固态电解质层的制作工序)
以如下方式制作了两个固态电解质层。首先，将固态电解质层形成用糊剂涂布在脱模膜上并进行干燥，由此在脱模膜上形成了固态电解质层。接着，将固态电解质层与脱模膜一起冲裁成矩形状后，将固态电解质层从脱模膜剥离。由此，得到作为生片的矩形状的固态电解质层。
(外包装材的制作工序)
以如下方式制作了两个外包装材。首先，将外包装材形成用糊剂涂布在脱模膜上并进行干燥，由此在脱模膜上形成了外包装材。接着，将固态电解质层与脱模膜一起冲裁成矩形状后，将外包装材从脱模膜剥离。由此，得到作为生片的矩形状的外包装材。
(电池的制作工序)
以如下方式制作了具有图3所示的构成的电池。
以如下方式制作了第一层叠体。首先，在固态电解质层的一个表面上，以沿着该表面的三个边形成未涂布部的方式涂布正极集电层形成用糊剂并进行干燥，由此形成了正极集电层。接着，在上述未涂布部涂布外包装材形成用糊剂并进行干燥，由此形成了与正极集电层大致相同厚度的外包装材。接着，在由正极集电层以及外包装材形成的表面上，以沿着该表面的四个边形成未涂布部的方式涂布正极活性物质层形成用糊剂并进行干燥，由此形成了正极活性物质层。由此，制作出正极集电层的一端从外包装材露出的第一层叠体。
以如下方式制作了第二层叠体。首先，与第一层叠体分开准备固态电解质层，在该固态电解质层的一个表面以沿着该表面的三个边形成未涂布部的方式涂布负极层形成用糊剂并进行干燥，由此形成了负极层。接着，在上述未涂布部涂布外包装材形成用糊剂并进行干燥，由此形成了与负极层大致相同厚度的外包装材。由此，制作出负极层的一端从外包装材露出的第二层叠体。
使用作为如上所述得到的作为第一层叠体、第二层叠体以及两个生片的外包装材，以如下方式制作了外包装电池。首先，以正极活性物质层与负极层经由固态电解质层相对，并且从外包装材露出的正极集电层的一端与从外包装材露出的负极层的一端位于相反侧的方式，在第一层叠体上层叠第二层叠体，由此得到未烧结的电池元件。接着，将作为生片的外包装材配置于电池元件的两个主面，覆盖电池元件的两个主面。由此，得到未烧结的外包装电池。接着，在未烧结的外包装电池的各层中包含的树脂粘合剂的氧化燃烧温度以上的温度加热电池，由此使树脂粘合剂燃烧(脱脂)。然后，通过在电池的各层中包含的低温烧结玻璃的软化点以上的温度加热电池，对低温烧结玻璃进行烧结。
接着，在正极集电层的一端从外包装材露出的外包装电池的第一端面浸渍Ag糊剂后，在负极层的一端从外包装材露出的外包装电池的第二端面浸渍Ag糊剂。然后，在Ag糊剂的固化温度下对外包装电池进行烧成。
由此，得到目标电池。
(阻抗曲线)
与获取了上述的样品3-1、3-2的电池的阻抗曲线的情况同样地，获取了样品4-1的多个电池的阻抗曲线。在图11中示出获取的多个电池的阻抗曲线中特性产生了较大差异的两个电池的阻抗曲线。
由图11可知，即使通过相同的制作工序来制作电池，电池特性也存在偏差，有时阻抗特性会产生较大的差异。可以认为，这是因为在正极集电层中Ni粒子不烧结而通过点接触形成导电路径，从而正极集电层的导电性变得不稳定。
＜iv作为正极集电层设置了含有碳材料的正极集电层的样品以及作为正极集电层设置了含有Ni粒子的负极集电层的样品＞
[样品5-1]
将作为碳材料的人造石墨(TIMCAL公司制，KS6)与作为低温烧结玻璃的氧化物玻璃A以80：20(＝人造石墨：氧化物玻璃A)的体积比进行配合，并将该配合物和树脂粘合剂分散在高沸点溶剂中，由此制作了正极集电层形成用糊剂。除了使用该正极集电层形成用糊剂形成了含有碳材料的正极集电层以外，与样品4-1同样地得到电池。
[样品5-2]
与样品4-1同样地得到电池。
(充放电曲线)
根据以下的条件进行电池的充放电试验，获取了充放电曲线。将其结果在图12A中示出。
测量环境条件：干燥空气气氛，23℃
充放电条件、2.5μA CC(Constant Current：恒流)→0.3μA CV(ConstantVoltage：恒压)，4.2Vcut
放电条件、2.5μA CC(Constant Current：恒流)、2Vcut
(阻抗曲线)
使用阻抗测量装置(Toyo Technica制)在室温(23℃)下对电池进行交流阻抗测量，而获取了阻抗曲线。将其结果在图12B中示出。
由图12A可知，通过使用含有碳材料的正极集电层来代替含有Ni粒子粉的正极集电层，能够提高放电容量。
由图12B可知，通过使用含有碳材料的正极集电层来代替含有Ni粒子粉的正极集电层，可以减小阻抗曲线的圆弧，即，能够改善正极活性物质层与正极集电层之间的紧贴性并降低界面电阻。
可以认为，上述的效果的发现是因为通过将比Ni粒子粉柔软的碳材料用于正极集电层，而在正极集电层与正极活性物质层之间形成了良好的界面。
＜4应用例＞
“作为应用例的印刷电路基板”
以下，对将本公开应用于印刷电路基板的应用例进行说明。
上述的电池能够与充电电路等一起安装在印刷电路基板上。例如，能够在印刷电路基板上通过回流焊工序安装全固态电池以及充电电路等电子电路。印刷电路基板是电池模块的一例，也可以是可携带的卡片型移动电池。
图13示出印刷电路基板1201的构成的一例。印刷电路基板1201具备基板1202、设置于该基板1202的一个面上的全固态电池1203、充放电控制IC(Integrated Circuit：集成电路)1204、电池保护IC1205、电池余量监视IC1206以及USB(Universal Serial Bus：通用串行总线)接口1207。在此，对印刷电路基板1201为单面基板的示例进行说明，但也可以是双面基板。另外，可以是多层基板，也可以是积层基板。
基板1202例如是刚性基板。全固态电池1203是第一、第二实施方式及其变形例中的任意一个所涉及的电池。充放电控制IC1204是控制对全固态电池1203的充放电动作的控制部。电池保护IC1205是以下面的方式控制充放电动作的控制部，即不在充放电时充电电压变得过大或因负载短路而流过过电流从而产生过放电。电池余量监视IC1206是监视全固态电池1203的电池余量，并将电池余量通知给负载(例如主机设备)1209等的监视部。
全固态电池1203通过从外部电源等经由USB接口1207供给的电力进行充电。从全固态电池1203经由负载连接端子1208a、1208b对负载1209供给规定的电力(例如电压为4.2V)。需要说明的是，也可以在与负载的连接中使用USB接口1207。
作为负载1209的具体例，可以列举出可穿戴设备(运动手钟表、助听器等)、IoT终端(传感器网络终端等)、娱乐设备(便携式游戏终端、游戏控制器)、IC基板嵌入电池(实时时钟IC)、环境发电设备(太阳能发电、热电发电、振动发电等发电元件用的蓄电元件)等。
“作为应用例的通用***”
以下，对将本公开应用于通用***的应用例进行说明。
通用***是将多张***或积分卡等的功能汇集在一张卡上的卡。在该卡中，例如能够导入各种***和/或积分卡的编号和有效期限等信息，因此只要将一张该卡放入钱包等中，则可在想要的时候选择想要的卡进行利用。
图14示出通用***1301的构成的一例。通用***1301具有卡片型形状，在其内部具备图中没示出的IC芯片和全固态电池。另外，通用***1301在一个面上具有低电力消耗的显示器1302、作为操作部的方向键1303a、1303b、充电用端子1304。全固态电池是第一、第二实施方式及其变形例中的任意一个所涉及的电池。
例如，用户能够一边观察显示器1302一边操作方向键1303a以及1303b，从预先加载于通用***1301的多张***中指定想要的***。在指定后，能够与现有的***同样地进行使用。需要说明的是，上述是一个示例，不言而喻，第一、第二实施方式及其变形例中的任意一个涉及的电池能够应用于通用***1301以外的所有的电子卡。
“作为应用例的传感器网络终端”
以下，对将本公开应用于传感器网络终端的应用例进行说明。
无线传感器网络中的无线终端被称为传感器节点，由一个以上的无线芯片、微处理器、电源(电池)等构成。作为传感器网络的具体例，用于监视节能管理、健康管理、工业测量、交通状况、农业等。作为传感器的种类，使用电压、温度、气体、照度等。
在节能管理的情况下，作为传感器节点，使用电力监视节点、温度/湿度节点、照度节点、CO2节点、人感节点、遥控节点、路由器(中继器)等。这些传感器节点在家庭、办公大厦、工厂、店铺、娱乐设施等里面以构成无线网络的方式设置。
另外，显示温度、湿度、照度、CO2浓度、电量等数据，能够观察环境的节能状况。此外，通过来自控制站的指令，进行照明、空调设施、换气设施等的开/关控制。
作为传感器网络的无线接口之一，能够使用ZigBee(注册商标)。该无线接口是近距离无线通信标准之一，具有可传送距离短、传送速度低，但廉价且消耗电力少的特征。因此，适于安装在能够电池驱动的设备上。该通信标准的基础部分被标准化为IEEE802.15.4。逻辑层以上的设备间的通信协议由ZigBee(注册商标)联盟进行了规格的制定。
图15示出无线传感器节点1401的构成的一例。传感器1402的检测信号被提供给微处理器(MPU)1403的AD转换电路1404。可以使用上述的各种传感器作为传感器1402。与微处理器1403相关联地设置有存储器1406。此外，电池1407的输出被供给至电源控制部1408，并且传感器节点1401的电源得到管理。电池1407是第一、第二实施方式及其变形例中的任意一个所涉及的电池。
在微处理器1403中安装有程序。微处理器1403遵从程序对从AD转换电路1404输出的传感器1402的检测结果的数据进行处理。无线通信部1409与微处理器1403的通信控制部1405连接，从无线通信部1409将检测结果的数据例如使用ZigBee(注册商标)发送至网络终端(图中没示出)，并经由网络终端与网络连接。对一个网络终端可以连接规定数量的无线传感器节点。需要说明的是，作为网络的形态，除了星型以外，还能够使用树型、网型以及线型等形态。
“作为应用例的腕带型电子设备”
以下，对将本公开应用于腕带式电子设备的应用例进行说明。
腕带型活动量计也被称为智能手环，只要卷绕在手腕上即能够获取步数、移动距离、消耗卡路里、睡眠量、心率等与人的活动相关的数据。此外，还能够通过智能手机来管理所获取的数据。此外，也能够具有邮件的收发功能，例如，能够通过LED(Light EmittingDiode：发光二极管)灯和/或振动向用户通知邮件的接收。
图16示出腕带式电子设备1601的外观的一例。电子设备1601是可以在人体上自由佩戴和脱下的钟表型的所谓的可穿戴设备。电子设备1601具备佩戴在手腕上的带部1611、显示数字或文字、图案等的显示装置1612以及操作按钮1613。在带部1611上，形成有多个孔部1611a、以及形成于内周面(佩戴电子设备1601时与手腕接触的侧的面)侧的突起1611b。
电子设备1601在使用状态下，如图16所示，带部1611以大致呈圆形的方式弯曲，将突起1611b***孔部1611a而佩戴于手腕上。通过调整突起1611b***孔部1611a的位置，能够根据手腕的粗细来调整直径的大小。电子设备1601在不使用的状态下，从孔部1611a拔出突起1611b，以带部1611大致呈平坦的状态进行保管。在带部1611内部，大致遍及带部1611的整体地设置有传感器(图中没示出)。
图17示出电子设备1601的构成的一例。电子设备1601除了上述的显示装置1612以外，还具备作为驱动控制部的控制器IC1615、传感器1620、主机设备1616、作为电源的电池1617以及充放电控制部1618。传感器1620可以包括控制器IC1615。
传感器1620能够检测按压和弯曲两者。传感器1620检测与按压对应的静电电容的变化，并将与其对应的输出信号输出到控制器IC1615。另外，传感器1620检测与弯曲对应的电阻值的变化(电阻变化)，并将与其对应的输出信号输出到控制器IC1615。控制器IC1615基于来自传感器1620的输出信号检测传感器1620的按压以及弯曲，并且将与该检测结果对应的信息输出到主机设备1616。
主机设备1616基于从控制器IC1615供给的信息而执行各种处理。例如，执行以下处理：对于显示装置1612的文字信息或图像信息等的显示、显示于显示装置1612的光标的移动、画面的滚动等。
显示装置1612例如是柔性的显示装置，基于从主机设备1616供给的影像信号或控制信号等而显示影像(画面)。作为显示装置1612，例如可以列举出液晶显示器、电致发光(Electro Luminescence：EL：电致发光)显示器、电子纸等，但并不限制于此。
电池1617是第一、第二实施方式及其变形例中的任意一个所涉及的电池。充放电控制部1618控制电池1617的充放电动作。具体而言，控制从外部电源等对电池1617的充电。另外，控制从电池1617对主机设备1616的电力供给。
“作为应用例的智能手表”
以下，对将本公开应用于智能手表的应用例进行说明。
该智能手表具有与现有的手表的设计相同或类似的外观，并与手表同样地佩戴在用户的手腕上进行使用，具有通过在显示器上显示的信息向用户通知接收到电话或电子邮件等的各种消息的功能。另外，也可以具有电子货币功能、活动量计等功能，还可以具有与通信终端(智能手机等)进行Bluetooth(注册商标)等近距离无线通信的功能。
(智能手表的整体构成)
图18示出智能手表2000的整体构成的一例。智能手表2000具备钟表主体3000和带式电子设备2100。钟表主体3000具备显示时刻的表盘3100。钟表主体3000也可以通过液晶显示器等电子地显示时刻来代替表盘3100。
带式电子设备2100是安装在钟表主体3000上的金属制的表带并佩戴在用户的手腕上。带式电子设备2100具有连结了多个区段2110～2230的结构。在钟表主体3000的一个表带安装孔上安装有区段2110，在钟表主体3000的另一个表带安装孔上安装有区段2230。区段2110～2230分别由金属构成。
需要说明的是，在图18中，为了说明带式电子设备2100的构成的一例，表示钟表主体3000与区段2230分离的状态，但在实际的使用时，区段2230安装在钟表主体3000上。通过将区段2230安装在钟表主体3000上，智能手表2000能够与通常的手表同样地佩戴在用户的手腕上。各个区段2110～2230的连接部位能够活动。通过使区段的连接部位能够活动，能够使带式电子设备2100适合于用户的手腕。
在区段2170与区段2160之间，配置有带扣部2300。带扣部2300在解除锁定的状态时伸长，在锁定状态时变短。各区段2110～2230以多个种类的尺寸构成。
(智能手表的电路构成)
图19示出带式电子设备2100的电路构成的一例。带式电子设备2100的内部的电路是与钟表主体3000独立的结构。钟表主体3000具备使配置于表盘3100的针旋转的机芯部3200。在机芯部3200中连接有电池3300。这些机芯部3200或电池3300内置在钟表主体3000的框体内。电池3300是第一、第二实施方式及其变形例中的任意一个所涉及的电池。
在区段2110～2230中的三个区段2170、2190、2210中配置有电子部件等。在区段2170中配置有数据处理部4101、无线通信部4102、NFC通信部4104和GPS部4106。无线通信部4102、NFC通信部4104、GPS部4106分别连接有天线4103、4105、4107。各个天线4103、4105、4107配置在区段2170具有的狭缝(图中没示出)的附近。
无线通信部4102例如以Bluetooth(注册商标)的标准与其他终端进行近距离无线通信。NFC通信部4104以NFC的标准与接近的读取器/写入器进行无线通信。GPS部4106是接收来自称为GPS(Global Positioning System：全球定位***)的***的卫星的电波而进行当前位置的定位的定位部。这些通过无线通信部4102、NFC通信部4104、GPS部4106得到的数据被供给至数据处理部4101。
另外，在区段2170中，配置有显示器4108、振动器4109、运动传感器4110和声音处理部4111。显示器4108和振动器4109作为对带式电子设备2100的佩带者进行通知的通知部而发挥功能。显示器4108由多个发光二极管构成，通过发光二极管的点亮或闪烁向用户进行通知。多个发光二极管例如配置在区段2170所具有的狭缝(图中没示出)的内部，通过点亮或闪烁来通知电话的来电或电子邮件的接收等。作为显示器4108，可以使用显示文字或数字等类型的显示器。振动器4109是使区段2170振动的部件。带式电子设备2100通过由振动器4109产生的区段2170的振动，通知电话的来电或电子邮件的接收等。
运动传感器4110检测佩戴了智能手表2000的用户的动作。作为运动传感器4110，使用加速度传感器、陀螺仪传感器、电子罗盘、气压传感器等。另外，区段2170可以内置运动传感器4110以外的传感器。例如，也可以内置检测佩戴了智能手表2000的用户的脉搏等的生物传感器。声音处理部4111中连接有麦克风4112和扬声器4113，声音处理部4111进行与以无线通信部4102中的无线通信连接的对象进行通话的处理。另外，声音处理部4111也能够进行用于声音输入操作的处理。
在区段2190中内置有电池2411，在区段2210中内置有电池2421。电池2411、2421向区段2170内的电路供给驱动用的电源。区段2170内的电路与电池2411、2421通过柔性电路基板(图中没示出)连接。需要说明的是，虽未在图19中示出，但区段2170具备用于对电池2411、2421进行充电的端子。另外，在区段2190、2210中，也可以配置电池2411、2421以外的电子部件。例如，区段2190、2210也可以具备控制电池2411、2421的充放电的电路。电池2411、2421是第一、第二实施方式及其变形例中的任意一个所涉及的电池。
“作为应用例的眼镜型终端”
以下，对将本公开应用于以头部佩戴型显示器(头戴式显示器(HMD))的一种为代表的眼镜型终端的应用例进行说明。
以下说明的眼镜型终端能够在眼前的风景中重叠显示文本、符号、图像等信息。即，搭载有透射式眼镜型终端专用的轻量且薄型的图像显示装置显示模块。
该图像显示装置包括光学引擎和全息导光板。光学引擎使用微显示器透镜射出图像、文本等的影像光。该影像光入射到全息导光板中。全息导光板在透明板的两端部组入了全息光学元件，因此使来自光学引擎的影像光在厚度为1mm那样的非常薄的透明板中传播而到达观察者的眼睛。通过这样的结构，实现了透射率例如为85％的厚度为3mm(包括导光板前后的保护板)的透镜。通过该眼镜型终端，能够在体育比赛中实时地观看选手、队伍的成绩等或者能够显示旅途中的观光引导。
眼镜型终端的具体例如图20所示，图像显示部为眼镜型的结构。即，与通常的眼镜相同，在眼前具有用于保持右图像显示部5001以及左图像显示部5002的框架5003。框架5003由配置在观察者的正面的前部5004、以及经由铰链转动自如地安装在前部5004的两端的两个镜腿部5005、5006构成。框架5003由金属或合金、塑料、它们的组合等与构成通常的眼镜的材料相同的材料制作而成。需要说明的是，也可以设置耳机部。
右图像显示部5001以及左图像显示部5002分别以位于使用者的右眼前和左眼前的方式配置。镜腿部5005、5006将右图像显示部5001以及左图像显示部5002保持在使用者的头部上。在前部5004与镜腿部5005的连接部位中，在镜腿部5005的内侧配置有右显示驱动部5007。在前部5004与镜腿部5006的连接部位中，在镜腿部5006的内侧配置有左显示驱动部5008。
在框架5003上设置有电池5009、5010。电池5009、5010是第一、第二实施方式及其变形例中的任意一个所涉及的电池。虽然在图20中被省略，但在框架5003上设置有加速度传感器、陀螺仪、电子罗盘、麦克风/扬声器等。此外，在框架5003上设置有摄像装置，能够进行静态图像/动态图像的拍摄。此外，在框架5003上设置有例如通过无线或有线的接口与眼镜部连接的控制器。在控制器中设置有触摸传感器、各种按钮、扬声器、麦克风等。此外，框架5003具有与智能手机的协作功能。例如，能够灵活使用智能手机的GPS功能来提供与用户的状况对应的信息。以下，主要对图像显示装置(右图像显示部5001或左图像显示部5002)进行说明。
图21示出眼镜型终端的图像显示装置(右图像显示部5001或左图像显示部5002)的构成的一例。图像显示装置5100包括图像生成装置5110、以及从图像生成装置5110射出的光入射并被导光并向观察者的瞳孔5041射出的光学装置(导光单元)5120。需要说明的是，光学装置5120安装于图像生成装置5110。
光学装置5120具备：导光板5121，由第一结构的光学装置构成并将从图像生成装置5110入射的光通过全反射在内部传播之后，向观察者的瞳孔5041射出；第一偏转单元5130，为了使入射到导光板5121的光在导光板5121的内部被全反射，使入射到导光板5121的光偏转；第二偏转单元5140，为了使通过全反射在导光板5121的内部传播的光从导光板5121射出，使通过全反射在导光板5121的内部传播的光经过多次偏转。
第一偏转单元5130以及第二偏转单元5140配设于导光板5121的内部。另外，第一偏转单元5130反射入射到导光板5121的光，第二偏转单元5140使通过全反射而在导光板5121的内部传播的光经过多次透射、反射。即，第一偏转单元5130作为反射镜发挥功能，第二偏转单元5140作为半透镜发挥功能。更具体而言，设置在导光板5121的内部的第一偏转单元5130由铝构成，由使入射到导光板5121的光反射的光反射膜(一种反射镜)构成。另一方面，设置在导光板5121的内部的第二偏转单元5140由层叠有多个电介质层叠膜的多层层叠结构体构成。电介质层叠膜例如由作为高介电常数材料的TiO2膜以及作为低介电常数材料的SiO2膜构成。
在电介质层叠膜与电介质层叠膜之间，夹持有由与构成导光板5121的材料相同的材料构成的薄片。需要说明的是，为了使入射到导光板5121的平行光在导光板5121的内部被全反射，入射到导光板5121的平行光在第一偏转单元5130中被反射(或衍射)。另一方面，在第二偏转单元5140中，通过全反射而在导光板5121的内部传播的平行光经过多次反射(或衍射)，从导光板5121以平行光的状态射出。
第一偏转单元5130，通过切出导光板5121的用于设置第一偏转单元5130的部分5124而在导光板5121上设置应形成第一偏转单元5130的斜面，在该斜面真空蒸镀光反射膜之后，将导光板5121的切出的部分5124粘接于第一偏转单元5130即可。另外，第二偏转单元5140通过制作层叠了多个与构成导光板5121的材料相同的材料(例如，玻璃)和电介质层叠膜(例如，能够利用真空蒸镀法成膜)的多层层叠结构体，并切出导光板5121的用于设置第二偏转单元5140的部分5125而形成斜面，在该斜面上粘接多层层叠结构体并进行研磨等而完备外形即可。这样，能够得到在导光板5121的内部设置有第一偏转单元5130以及第二偏转单元5140的光学装置5120。
由光学玻璃或塑料材料构成的导光板5121具有与导光板5121的轴线平行地延伸的两个平行面(第一面5122以及第二面5123)。第一面5122与第二面5123相对。另外，平行光从相当于光入射面的第一面5122入射，通过全反射在内部传播后，从相当于光出射面的第一面5122射出。
另外，图像生成装置5110由第一结构的图像生成装置构成，其具备：具有排列成二维矩阵状的多个像素的图像形成装置5111、以及将从图像形成装置5111的各像素射出的光作为平行光射出的准直光学***5112。
在此，图像形成装置5111包括反射型空间光调制装置5150以及由射出白色光的发光二极管构成的光源5153。更具体而言，反射型空间光调制装置5150包括作为光阀的由LCOS(Liquid Crystal On Silicon：硅基液晶)构成的液晶显示装置(LCD)5151、以及将来自光源5153的光的一部分反射并引导至液晶显示装置5151并且使被液晶显示装置5151反射的光的一部分通过并向准直光学***5112引导的偏振分束器5152构成。需要说明的是，LCD并不限制于LCOS型。
液晶显示装置5151具有排列成二维矩阵状的多个(例如320×240个)像素。偏振分束器5152具有公知的构成、构造。从光源5153射出的非偏振光的光与偏振分束器5152碰撞。在偏振分束器5152中，P偏光成分通过并射出到***外。另一方面，S偏光成分在偏振分束器5152中被反射并入射到液晶显示装置5151，在液晶显示装置5151的内部被反射并从液晶显示装置5151射出。在此，在从液晶显示装置5151射出的光中，从显示“白”的像素射出的光中包含较多的P偏光成分，从显示“黑”的像素射出的光中包含较多的S偏光成分。因此，在从液晶显示装置5151射出并与偏振分束器5152碰撞的光中，P偏光成分通过偏振分束器5152而被引导至准直光学***5112。
另一方面，S偏光成分在偏振分束器5152中被反射并返回光源5153。液晶显示装置5151例如具备排列成二维矩阵状的多个(例如320×240个)像素(液晶单元的数量为像素数的3倍)。准直光学***5112例如由凸透镜构成，为了生成平行光，在准直光学***5112中的焦距的地方(位置)配置有图像形成装置5111(更具体而言，液晶显示装置5151)。另外，一个像素包括射出红色的红色发光子像素、射出绿色的绿色发光子像素、以及射出蓝色的蓝色发光子像素。
“作为应用例的车辆中的蓄电***”
参照图22对将本公开应用于车辆用的蓄电***的示例进行说明。在图22中概略地示出采用应用了本公开的串联式混合动力***的混合动力车辆的构成的一例。串联式混合***是使用由发动机驱动的发电机产生的电力或者将其临时存储在电池中的电力，通过电力驱动力转换装置而进行行驶的车辆。
在该混合动力车辆7200中，搭载有发动机7201、发电机7202、电力驱动力转换装置7203、驱动轮7204a、驱动轮7204b、车轮7205a、车轮7205b、电池7208、车辆控制装置7209、各种传感器7210以及充电口7211。对于电池7208，应用上述的本公开的蓄电装置。
混合动力车辆7200将电力驱动力转换装置7203作为动力源进行行驶。电力驱动力转换装置7203的一例是电机。通过电池7208的电力，电力驱动力转换装置7203进行工作并将该电力驱动力转换装置7203的旋转力传递至驱动轮7204a、7204b。需要说明的是，通过在必要的部位使用直流-交流(DC-AC)或者逆转换(AC-DC转换)，电力驱动力转换装置7203可以应用交流电机，也可以应用直流电机。各种传感器7210经由车辆控制装置7209控制发动机转动频率，或者控制图中没示出的节流阀的开度(节气门开度)。在各种传感器7210中包括速度传感器、加速度传感器、发动机转速传感器等。
发动机7201的旋转力传递至发电机7202，能够将通过该旋转力由发电机7202产生的电力蓄积于电池7208。
当混合动力车辆通过图中没示出的制动机构减速时，该减速时的阻力作为旋转力施加于电力驱动力转换装置7203，通过该旋转力由电力驱动力转换装置7203产生的再生电力蓄积于电池7208。
电池7208通过与混合动力车辆的外部的电源连接，能够将充电口211作为输入口而从该外部电源接受电力供给，并对接受到的电力进行蓄积。
虽图中没示出，但也可以具有基于关于二次电池的信息进行关于车辆控制的信息处理的信息处理装置。作为这样的信息处理装置，例如有基于关于电池的余量的信息来进行电池余量显示的信息处理装置等。
需要说明的是，以上以使用由发动机驱动的发电机产生的电力或者将其临时存储在电池中的电力，通过电机进行行驶的串联式混合动力车为例进行了说明。然而，本公开也能够有效地应用于将发动机和电机的输出均作为驱动源，适当切换仅通过发动机行驶、仅通过电机行驶、通过发动机和电机行驶这三种方式来使用的并联式混合动力车。此外，本公开也能够有效地应用于不使用发动机而仅通过驱动电机的驱动来行驶的所谓的电动车辆。
以上对能够应用本公开涉及的技术的混合动力车辆7200的一例进行了说明。本公开涉及的技术能够适合地应用于在以上说明的构成中的电池7208。
“作为应用例的住宅中的蓄电***”
参照图23对将本公开应用于住宅用的蓄电***的示例进行说明。例如，在住宅9001用的蓄电***9100中，从火力发电9002a、原子能发电9002b、水力发电9002c等集中型电力***9002，经由电力网9009、信息网9012、智能电表9007、电源集线器9008等向蓄电装置9003供给电力。与此同时，从自发电用发电装置9004等独立电源向蓄电装置9003供给电力。供给至蓄电装置9003的电力被蓄存。使用蓄电装置9003对在住宅9001中使用的电力进行供电。不限于住宅9001，在大厦中也可以使用同样的蓄电***。
在住宅9001中设置有发电装置9004、电力消耗装置9005、蓄电装置9003、控制各装置的控制装置9010、智能电表9007以及获取各种信息的传感器9011。各装置通过电力网9009以及信息网9012而连接。利用太阳能电池、燃料电池等作为发电装置9004，将产生的电力供给至电力消耗装置9005和/或蓄电装置9003。电力消耗装置9005是冰箱9005a、空调装置9005b、电视机9005c、浴室9005d等。此外，在电力消耗装置9005中包括电动车辆9006。电动车辆9006是电动汽车9006a、混合动力汽车9006b、电动摩托车9006c。
对蓄电装置9003应用上述的本公开的电池单元。蓄电装置9003由二次电池或电容器构成。例如，由锂离子电池构成。锂离子电池可以是固定型，也可以是在电动车辆9006中使用的电池。智能电表9007具有测量商用电力的使用量并将测量出的使用量发送到电力公司的功能。电力网9009可以使直流供电、交流供电、非接触供电中的任意一个或多个进行组合。
各种传感器9011例如是人感传感器、照度传感器、物体检测传感器、消耗电力传感器、振动传感器、接触传感器、温度传感器、红外线传感器等。由各种传感器9011获取的信息被发送到控制装置9010。根据来自传感器9011的信息，能够掌握气象的状态、人的状态等，并自动地控制电力消耗装置9005而使能量消耗为最小。此外，控制装置9010能够将关于住宅9001的信息经由因特网发送到外部的电力公司等。
通过电源集线器9008进行电力线的分支、直流交流转换等处理。作为与控制装置9010连接的信息网9012的通信方式，有利用UART(Universal Asynchronous Receiver-Transmitter：非同步串行通信用发送接收电路)等通信接口的方法、利用基于Bluetooth(注册商标)、ZigBee(注册商标)、以及Wi-Fi等无线通信标准的传感器网络的方法。Bluetooth(注册商标)方式应用于多媒体通信并能够进行一对多连接的通信。ZigBee是使用IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers：电气和电子工程师协会)802.15.4的物理层。IEEE802.15.4是称为PAN(Personal Area Network：个人局域网)或W(Wireless：无线)PAN的短距离无线网络标准的名称。
控制装置9010与外部的服务器9013连接。该服务器9013可以由住宅9001、电力公司和服务提供商中的任一方来管理。由服务器9013发送接收的信息例如是关于消耗电力信息、生活模式信息、电费、天气信息、自然灾害信息和电力交易的信息。这些信息可以从家用的电力消耗装置(例如电视机)发送接收，也可以从家庭外的装置(例如，便携电话机等)发送接收。这些信息可以显示在具有显示功能的设备上，例如电视机、便携电话机、PDA(Personal Digital Assistants：个人数字助理)等。
控制各部分的控制装置9010由CPU(Central Processing Unit：中央处理器)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)等构成，在该示例中容纳于蓄电装置9003。控制装置9010通过信息网9012与蓄电装置9003、自发电用发电装置9004、电力消耗装置9005、各种传感器9011以及服务器9013连接，例如具有调整商用电力的使用量和发电量的功能。需要说明的是，除此之外，也可以具有在电力市场进行电力交易的功能等。
如上所述，除了火力9002a、原子能9002b、水力9002c等集中型电力***9002的电力以外，还能够将自发电用发电装置9004(太阳能发电、风力发电)的发电电力蓄积在蓄电装置9003中。因此，即使自发电用发电装置9004的发电电力发生变动，也能够进行使向外部送出的电量恒定或者仅放出所需的电力的控制。例如，也可以采用以下的使用方法：将通过太阳能发电得到的电力蓄积在蓄电装置9003中，并且将夜间电价便宜的深夜电力蓄积在蓄电装置9003中，在白天的费用较高的时间段放出由蓄电装置9003蓄积的电力来使用。
需要说明的是，在该例中，对控制装置9010容纳于蓄电装置9003内的示例进行了说明，但也可以容纳于智能电表9007内，也可以单独构成。此外，蓄电***9100可以将集合住宅中的多个家庭作为对象来使用，也可以将多个独立式住宅作为对象来使用。
以上对能够应用本公开涉及的技术的蓄电***9100的一例进行了说明。本公开涉及的技术能够适合地应用于以上说明的构成中的蓄电装置9003所具有的二次电池。
以上对本技术的实施方式及其变形例以及实施例进行了具体地说明，但本技术并不限制于上述的实施方式及其变形例以及实施例，而能够基于本技术的技术思想进行各种变形。
例如，在上述的实施方式及其变形例以及实施例中列举的构成、方法、工序、形状、材料以及数值等终归仅为示例而已，可以根据需要使用与其不同的构成、方法、工序、形状、材料以及数值等。另外，化合物等的化学式是代表性的，若是相同化合物的一般名称则不限制为所记载的化合价等。
另外，上述的实施方式及其变形例以及实施例的构成、方法、工序、形状、材料以及数值等，在不脱离本技术的主旨的情况下能够相互组合。
另外，本技术能够应用于具备电池的各种电子设备，并不限制于在上述应用例所说明的电子设备。作为上述的应用例以外的电子设备，例如可以列举出笔记本型个人计算机、平板型计算机、便携电话(例如智能手机等)、便携信息终端(Personal DigitalAssistants：PDA：个人数字助理)、显示装置(LCD、EL显示器、电子纸等)、摄像装置(例如数字静态照相机、数字摄像机等)、音频设备(例如便携式音频播放器)、游戏设备、无绳电话子机、电子书籍、电子词典、收音机、耳机、导航***、存储卡、起搏器、助听器、电动工具、电动剃须刀、冰箱、空调、电视、立体声、热水器、微波炉、餐具清洗器、洗衣机、干燥器、照明设备、玩具、医疗设备、机器人、负载调节器、信号机等，但并不限制于此。
另外，本技术也能够采用以下构成。
(1)一种全固态电池，其特征在于，
具备正极层、负极层和固态电解质层，
所述负极层包含碳材料，
所述负极层中的碳材料的体积占有率为50vol％以上且95vol％以下。
(2)根据(1)所述的全固态电池，其特征在于，
所述碳材料是石墨，
所述负极层具有负极活性物质层和负极集电体层两者的功能。
(3)根据(1)所述的全固态电池，其特征在于，
所述碳材料包含石墨、乙炔黑、科琴黑以及碳纤维中的至少一种。
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的全固态电池，其特征在于，
所述负极层还包含金属材料。
(5)根据(1)或(3)所述的全固态电池，其特征在于，
所述负极层具备：
包含碳材料的负极活性物质层；以及
包含碳材料的负极集电层；
包含于所述负极活性物质层以及所述负极集电层的碳材料的种类不同。
(6)根据(5)所述的全固态电池，其特征在于，
所述负极活性物质层以及所述负极集电层中的碳材料的体积占有率为50vol％以上且95vol％以下。
(7)根据(1)或(3)所述的全固态电池，其特征在于，
所述负极层具备：
包含碳材料的负极活性物质层；以及
包含碳材料和金属材料的负极集电层；
包含于所述负极活性物质层以及所述负极集电层的碳材料的种类不同。
(8)根据(1)至(7)中任一项所述的全固态电池，其特征在于，
所述负极层包含含有Li的氧化物玻璃或者含有Li的氧化物玻璃陶瓷。
(9)根据(8)所述的全固态电池，其特征在于，
所述氧化物玻璃以及所述氧化物玻璃陶瓷包含氧化锗、氧化硅、氧化硼以及氧化磷中的至少一种和氧化锂。
(10)根据(1)至(9)中任一项所述的全固态电池，其特征在于，
所述正极层具备正极活性物质层和正极集电层，
所述正极集电层包含碳材料，
所述正极集电层中的碳材料的体积占有率为50vol％以上且95vol％以下。
(11)一种电子设备，其特征在于，
从(1)至(10)中任一项所述的全固态电池接受电力的供给。
(12)一种电子卡，其特征在于，
从(1)至(10)中任一项所述的全固态电池接受电力的供给。
(13)一种可穿戴设备，其特征在于，
从(1)至(10)中任一项所述的全固态电池接受电力的供给。
(14)一种电动车辆，其特征在于，具有：
(1)至(10)中任一项所述的全固态电池；
转换装置，从所述全固态电池接受电力的供给并转换为车辆的驱动力；以及
控制装置，基于关于所述全固态电池的信息进行关于车辆控制的信息处理。
符号说明
11…外包装电池元件，11SA…第一端面，11SB…第二端面，12…正极端子，13…负极端子，14…外包装材，20…电池元件，21…正极，21A…正极集电层，21B…正极活性物质层，22、24…负极，23…固态电解质层，24A…负极集电层，24B…负极活性物质层。

Claims (14)

1.一种全固态电池，其特征在于，
具备正极层、负极层和固态电解质层，
所述负极层包含碳材料，
所述负极层中的碳材料的体积占有率为50vol％以上且95vol％以下。
2.根据权利要求1所述的全固态电池，其特征在于，
所述碳材料是石墨，
所述负极层具有负极活性物质层和负极集电体层两者的功能。
3.根据权利要求1所述的全固态电池，其特征在于，
所述碳材料包含石墨、乙炔黑、科琴黑以及碳纤维中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的全固态电池，其特征在于，
所述负极层还包含金属材料。
5.根据权利要求1所述的全固态电池，其特征在于，
所述负极层具备：
包含碳材料的负极活性物质层；以及
包含碳材料的负极集电层；
包含于所述负极活性物质层以及所述负极集电层的碳材料的种类不同。
6.根据权利要求5所述的全固态电池，其特征在于，
所述负极活性物质层以及所述负极集电层中的碳材料的体积占有率为50vol％以上且95vol％以下。
7.根据权利要求1所述的全固态电池，其特征在于，
所述负极层具备：
包含碳材料的负极活性物质层；以及
包含碳材料和金属材料的负极集电层；
包含于所述负极活性物质层以及所述负极集电层的碳材料的种类不同。
8.根据权利要求1所述的全固态电池，其特征在于，
所述负极层包含含有Li的氧化物玻璃或者含有Li的氧化物玻璃陶瓷。
9.根据权利要求8所述的全固态电池，其特征在于，
所述氧化物玻璃以及所述氧化物玻璃陶瓷包含氧化锗、氧化硅、氧化硼以及氧化磷中的至少一种和氧化锂。
10.根据权利要求1所述的全固态电池，其特征在于，
所述正极层具备正极活性物质层和正极集电层，
所述正极集电层包含碳材料，
所述正极集电层中的碳材料的体积占有率为50vol％以上且95vol％以下。
11.一种电子设备，其特征在于，
从权利要求1所述的全固态电池接受电力的供给。
12.一种电子卡，其特征在于，
从权利要求1所述的全固态电池接受电力的供给。
13.一种可穿戴设备，其特征在于，
从权利要求1所述的全固态电池接受电力的供给。
14.一种电动车辆，其特征在于，具有：
权利要求1所述的全固态电池；
转换装置，从所述全固态电池接受电力的供给并转换为车辆的驱动力；以及
控制装置，基于关于所述全固态电池的信息进行关于车辆控制的信息处理。
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