JP2018041917A - キャパシタ - Google Patents

Abstract

【課題】例えば実用周波数帯における誘電損失を低減できるキャパシタを提供すること。【解決手段】キャパシタ１は、一対の主面５、１１を有し、リチウムイオン伝導性を有する固体電解質（例えばＬＬＺ）を主成分とする中央固体電解質層３と、一対の主面５、１１に配置された一対の内部電極層７、１３と備えており、特に、中央固体電解質層３は、ニッケルからなる金属粒子を含んでいる。従って、例えば４０Ｈｚ〜１１０ＭＨｚのような実用周波数帯において、キャパシタ１の誘電損失を低減できるという効果がある。つまり、ニッケルからなる金属粒子を中央固体電解質層３に含有させることにより、誘電損失は固体電解質のみで構成したものより低くなるという効果を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、電荷を蓄えたり放出したりするキャパシタ（コンデンサ）に関し、特にリチウムイオン伝導性を有する固体電解質を用いたキャパシタに関する。

従来、例えば、固体電解質または誘電体の表面に一対の電極を設けた固体キャパシタが知られている（下記特許文献１〜５参照）。
例えば特許文献１には、電極間に固体電解質を用いた電気２重層キャパシタについて、基本的な構造や特性が開示されている。

特許文献２には、固体電解質の薄層化により、従来の電解液を利用した電気２重層キャパシタと比較して、静電容量が向上した固体イオンキャパシタが得られることが開示されている。

特許文献３には、Ｌｉイオン伝導性化合物を含む誘電体層の膜厚を薄くする事により、周波数特性に優れたコンデンサが得られることが開示されている。
特許文献４、５には、電極間の誘電体に、金属粒子を含有させて高容量化する技術が開示されている。この特許文献４、５には、金属含有量や粒径に関する記載はあるが、電極間の厚みに対する金属粒径の比率についての記載はない。なお、一般的に、誘電体に金属粒子を含有させても、キャパシタの低損失化（即ち誘電損失の低減）は起こらないことが知られている。

特開２００８−１３０８４４号公報 国際公開第２０１３／１１１８０４号 特開２０１３−２２５５３４号公報 特開２０１５−４３３８９号公報 特開２００６−２８７２０３号公報

しかしながら、上述した従来技術では、下記のような問題があり、その改善が望まれている。
具体的には、固体キャパシタの電極間に固体電解質を配置した場合には、一般的に、粒界の緩和周波数（即ち誘電損失が大きくなる周波数）が、例えば４０Ｈｚ〜１１０ＭＨｚのような実用周波数帯にあるので、固体キャパシタの誘電損失が大きくなるという問題がある。

そのため、上述した実用周波数帯で固体キャパシタを使用する場合に、例えば十分な性能が得られない等の制約が出る恐れがある。
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、例えば実用周波数帯における誘電損失を低減できるキャパシタを提供することにある。

（１）本発明の第１局面は、一対の主面を有し、リチウムイオン伝導性を有する固体電解質を主成分とする固体電解質層と、一対の主面に配置された一対の電極層と、備えたキャパシタであって、固体電解質層が金属粒子を含んでいる。

このように、本第１局面では、固体電解質層が金属粒子を含んでいるので、後述する実験例からも明らかなように、例えば４０Ｈｚ〜１１０ＭＨｚのような実用周波数帯において、キャパシタの誘電損失を低減できるという効果がある。

つまり、金属粒子を固体電解質層に含有させることにより、誘電損失は固体電解質のみで構成したものより低くなるという効果を有する。
なお、本発明者等の研究により、実際に実用周波数帯で低損失のキャパシタが得られていることから、固体電解質層に金属粒子を含ませることが低損失化に寄与していると考えられるが、その詳細な原理等については、明らかではない。

（２）本発明の第２局面では、固体電解質層中における金属粒子の含有量が、１体積％以上、３０体積％以下であり、一対の電極層の間における固体電解質層の厚みＴ１に対する金属粒子の平均粒径Ｄ１の比率（Ｄ１／Ｔ１）が０．５以下である。

本第２局面では、金属粒子の含有量及び前記比率（Ｄ１／Ｔ１）が、上述した範囲であるので、後述する実験例からも明らかなように、例えば実用周波数帯において、キャパシタの誘電損失を大きく低減できるという効果がある。

（３）本発明の第３局面では、固体電解質層中における金属粒子の含有量が、１０体積％以上、３０体積％以下である。
本第３局面では、金属粒子の含有量が、上述した範囲であるので、後述する実験例からも明らかなように、例えば実用周波数帯において、キャパシタの誘電損失を大きく低減できるという効果がある。

（４）本発明の第４局面では、比率（Ｄ１／Ｔ１）が、０．０５以上、０．５以下である。
本第４局面では、前記比率（Ｄ１／Ｔ１）が、上述した範囲であるので、後述する実験例からも明らかなように、例えば実用周波数帯において、キャパシタの誘電損失を大きく低減できるという効果がある。

（５）本発明の第５局面では、固体電解質は、Ｌｉ_７Ｌａ_３Ｚｒ_２Ｏ_１２である。
本第５局面は、固体電解質の好ましい例を示している。
具体的には、Ｌｉ_７Ｌａ_３Ｚｒ_２Ｏ_１２（ＬＬＺ）は、例えばＮｉ電極と同時に還元焼成を行うことができ、イオン伝導度が高いという利点がある。

＜以下、本発明の各構成について説明する＞
・「固体電解質層」とは、固体電解質としての特性、即ち、外部から加えられた電場によってイオン（ここではリチウムイオン）を移動させることができる特性（イオン伝導性）を有する層である。

・「主成分」とは、該当する成分が最も多い成分（例えば５０体積％以上）であることを示している。
・「一対の主面」とは、固体電解質層の厚み方向の端部に形成された一方の表面及び他方の表面を示している。

・「金属粒子」は、単体の金属又は合金の金属からなり、電極層と接しておらず、電気的に独立している。この金属粒子の形状については、何ら限定されるものではなく、種々の形状を採用することができる。

第１実施形態のキャパシタを示す斜視図である。 第１実施形態のキャパシタを各層の積層方向（Ｚ方向）に破断しその破断面を示す断面図（Ａ―Ａ断面図）である。 （ａ）は図２のＢ−Ｂ断面図、（ｂ）は図２のＣ−Ｃ断面図である。 第１実施形態のキャパシタの製造工程を１個のキャパシタについて説明する説明図である。 第２実施形態のキャパシタを各層の積層方向（Ｚ方向）に破断しその破断面を示す断面図である。

［１．第１実施形態］
［１−１．キャパシタの構成］
まず、本第１実施形態のキャパシタの構成について説明する。

なお、以下の説明では、図の上下左右の各方向を利用して説明を行うが、各方向は、各部の相対的な位置関係を簡潔に説明するために規定した方向にすぎず、実際にキャパシタがどのような方向に向けられるかは任意である。例えば、以下の記載で方向を示す「上、下、左、右」とは、図２における「上、下、左、右」の各方向と同じである。

図１に示すように、本第１実施形態のキャパシタ１は、直方体形状の積層セラミックチップコンデンサである。
具体的には、図２に模式的に示すように、キャパシタ１は、その積層方向（図２の上下方向：Ｚ方向）の中央部分に、１層の固体電解質層（即ち中央固体電解質層）３が配置されている。

また、中央固体電解質層３の一方の主面（第１主面５）、即ち前記積層方向の一方の側（図２の上側：以下上側と称する）の表面には、内部電極層（即ち第１内部電極層）７が配置されている。

更に、第１内部電極層７の上側の表面及び中央固体電解質層３の上側の露出表面（即ち第１内部電極層７で覆われていない部分）には、他の固体電解質層（即ち第１外側固体電解質層）９が配置されている。

一方、中央固体電解質層３の他方の主面（第２主面１１）、即ち前記積層方向の他方の側（図２の下側：以下下側と称する）の表面には、前記第１内部電極層７と同様な他の内部電極層（即ち第２内部電極層）１３が配置されている。

更に、第２内部電極層１３の下側の表面及び中央固体電解質層３の下側の露出表面（即ち第２内部電極層１３で覆われていない部分）には、前記第１外側固体電解質層９と同様な他の固体電解質層（即ち第２外側固体電解質層）１５が配置されている。

そして、これらの各層３、７、９、１３、１５が積層されることにより、直方体形状の基体１７が構成されている。
また、キャパシタ１の左右方向（図２の左右方向：Ｘ方向）の両側、即ち基体１７の左右方向の両側を覆うように、それぞれ外部電極１９が全面にわたり形成されている。つまり、図２の左側には、第１外部電極１９ａが形成されるとともに、図２の右側には、第２外部電極１９ｂが形成されている。

以下、各構成について更に詳しく説明する。
中央固体電解質層３は、例えばＬｉ_７Ｌａ_３Ｚｒ_２Ｏ_１２（以下ＬＬＺと記すこともある）を主成分とし、その内部に例えばニッケル（Ｎｉ）等の金属粒子が分散している。

また、中央固体電解質層３の厚みＴ１は、例えば１〜３０μｍの範囲の例えば２０μｍである。
中央固体電解質層３における金属粒子の含有量は、１体積％〜３０体積％（好ましくは１０体積％〜３０体積％）の範囲（例えば１０体積％）である。

この金属粒子の平均粒径Ｄ１は、例えば０．１〜１０μｍの範囲の例えば４μｍである。
さらに、中央固体電解質層３の厚みＴ１に対する金属粒子の平均粒径Ｄ１の比率（Ｄ１／Ｔ１）は、０．５以下（好ましくは０．０５〜０．５）の範囲の例えば０．２である。

図３（ａ）に示すように、前記第１内部電極層７は、例えばニッケルからなる矩形状の導電層である。
この第１内部電極層７は、第１外部電極１９ａに接続されるとともに、第２外部電極１９ｂ側に延びて、中央固体電解質層３の上面の大部分（例えば表面積の７０％）を覆っている。但し、第１内部電極層７は、第２外部電極１９ｂとは接続されておらず、第１内部電極層７と基体１７の外周との間には隙間２１があり、この隙間２１にて中央固体電解質層３と第１外側固体電解質層９とが接合している。

同様に、図３（ｂ）に示すように、前記第２内部電極層１３は、例えばニッケルからなる矩形状の導電層である。
この第２内部電極層１３は、第２外部電極１９ｂに接続されるとともに、第１外部電極１９ａ側に延びて、中央固体電解質層１３の下面の大部分（例えば表面積の７０％）を覆っている。但し、第２内部電極層１３は、第１外部電極１９ａとは接続されておらず、第２内部電極層１３と基体１７の外周との間には隙間２３があり、この隙間２３にて中央固体電解質層３と第２外側固体電解質層１５とが接合している。

図２に戻り、前記第１外側固体電解質層９は、第１内部電極層７及び中央固体電解質層３の上面の露出部分の全面を覆うように形成されている。
この第１外側固体電解質層９は、中央固体電解質層３と同様な固体電解質の材料、即ち、ＬＬＺからなるが、金属粒子は含まれていない。なお、第１外側固体電解質層９の厚みは、例えば１４０μｍである。

同様に、前記第２外側固体電解質層１５は、第２内部電極層１３及び中央固体電解質層３の下面の露出部分の全面を覆うように形成されている。
この第２外側固体電解質層１５は、中央固体電解質層３と同様な固体電解質の材料、即ち、ＬＬＺからなるが、金属粒子は含まれていない。なお、第２外側固体電解質層１５の厚みは、例えば１４０μｍである。
［１−２．キャパシタの製造方法］
次に、本第１実施形態のキャパシタ１の製造方法について説明する。

なお、ここでは、複数のキャパシタ１を一括して作製するために、平板形状の母材を用いる場合を例に挙げて説明するが、これに限るものではない。例えば単独にキャパシタ１を作製してもよい。

＜仮焼粉末作製工程＞
まず、固体電解質体であるＬｉ_７Ｌａ_３Ｚｒ_２Ｏ_１２（ＬＬＺ）を製造するために、ＬＬＺのモル比となる様に、出発原料として、炭酸リチウム、水酸化ランタン、酸化ジルコニウムを、所定量秤量し、混合して混合材料を作製した。

その混合材料を、エチルアルコールと共に、ナイロンポットとジルコニア球石を用いて混合した。その混合物を乾燥した後に、アルミナ製のルツボを用いて、大気雰囲気中にて、１１００℃で１０時間保持して仮焼を行い、ＬＬＺの仮焼粉末を作製した。

＜粉砕粉末作製工程＞
次に、ＬＬＺの仮焼粉末を、メチルエチルケトンと共に、ナイロンポットとジルコニア球石を用いて、３６時間粉砕を行い、乾燥して、ＬＬＺの粉砕粉末を作製した。

＜スラリー作製工程＞
次に、ＬＬＺの粉砕粉末と、バインダ（ブチラール樹脂）と、可塑剤（フタル酸ジオクチル）とを、メチルエチルケトン／トルエン混合溶剤と共に混合して、ＬＬＺのスラリーを作製した。

＜シート作製工程＞
次に、ＬＬＺのスラリーを、ドクターブレード法で、片面にシリコン（Ｓｉ）処理されたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製のキャリアフィルムに塗布して、厚さ約３０μｍのシート（即ち初期シート）を作製した。

＜内部電極印刷工程＞
次に、この初期シートを、所定のサイズ（例えば所定寸法の矩形状）に打ち抜いて、後に積層するシート（以下このシートを単にシートと記す）とした。

次に、図４（ａ）に１つのキャパシタ１に対応する部分を示すように、あるシート３１の一方の表面に、Ｎｉ電極の材料を用いたスクリーン印刷によって、例えば第１内部電極層７となる第１電極パターン３３を形成した。

同様に、図４（ｂ）に示すように、他のシート３５の一方の表面に、Ｎｉ電極の材料を用いたスクリーン印刷によって、例えば第２内部電極層１３となる第２電極パターン３７を形成した。

なお、多数のキャパシタ１を一括して作製するために、各シート３１、３５上には、各電極パターン３３、３７をそれぞれ多数形成した。また、Ｎｉ電極の材料は、周知のように、Ｎｉ粉末にバインダと溶剤を加えてペースト状にしたものである。

＜固体電解質層形成工程＞
次に、図４（ｃ）に示すように、一方の電極パターン（例えば第１電極パターン３３）が印刷されたシート３１の表面を覆うように、中央固体電解質層３となる中央ＬＬＺ層３９の材料を、焼成後の中央固体電解質層３の厚みが２０μｍとなる様にスクリーン印刷し、その後乾燥した。

ここで、中央ＬＬＺ層３９の材料とは、ＬＬＺ粉砕粉末とＮｉ粉末に、周知のバインダ（例えばエチルセルロース）と溶剤（例えばターピネオール）を加えてペースト状にしたものである。

詳しくは、後述する評価に用いる実施例１〜１０とするために、実施例１〜１０の中央固体電解質層３の材料として、Ｎｉ粉末の粒径と添加量を変えた中央ＬＬＺ層３９の材料を用いた。また、比較例の中央固体電解質層３の材料は、Ｎｉ粉末を添加せずに中央ＬＬＺ層３９の材料を作製したものである。

＜積層体作製工程＞
次に、図４（ｄ）に示すように、例えば第１電極パターン３３上に中央ＬＬＺ層３９の材料がスクリーン印刷された１枚のシート３１と、例えば第２電極パターン３７のみが形成された１枚のシート３５とを、シート面同士で貼り合わせて積層した。即ち、印刷された中央ＬＬＺ層３９と例えば第２電極パターン３７とが面するようにして貼り合わせて積層した。

その後、図示しないが、貼り合わされた一方のシート３１の露出側の表面のＰＥＴ製のキャリアフィルムを剥がした後、打抜いただけのシートを所定枚数（例えば６枚）順次積層した。同様に、貼り合わされた他方のシート３５の露出側の表面のＰＥＴ製のキャリアフィルムを剥がした後、打抜いただけのシートを所定枚数（例えば６枚）順次積層した。

このようにして、焼成後に図２に示す構造（積層構造）となるように、ＬＬＺの積層体を作製した。
そして、作製した積層体（母材）を、ＷＩＰ（Warm Isostatic Press）により８０℃に加熱しながら、１９６ＭＰａにて１０００秒保持して高圧プレスをした。

その後、高圧プレスした積層体に対して、ＣＯ_２レーザ加工機を用いて、製品形状に沿ってブレーク加工をして、ブレーク溝に沿って破断し個片化した。
次に、個片化した部材（素子）に対して、第１、第２内部電極層７、１３が露出している各側面に、それぞれ第１、第２外部電極１９ａ、１９ｂとなるＮｉ電極の材料を塗布した。

＜焼成工程＞
次に、各側面にＮｉ電極の材料を塗布した焼成前の素子を、大気雰囲気で３００℃に加熱して、脱バインダ処理をした。その後、水素−窒素混合雰囲気にて、最高温度１２００℃で２時間保持して焼成して、上述した寸法の平板形状のキャパシタ１を作製した。
［１−３．キャパシタの評価］
次に、キャパシタの性能を確認するための評価（実験例）について説明する。

まず、上述した製造方法によって得られた各試料（実施例１〜１０、比較例）について、Ａｇｉｌｅｎｔ製４２９４Ａを用いて、測定電圧０．１Ｖ、測定周波数４０Ｈｚ〜１１０ＭＨｚにて、交流インピーダンス測定等を行った。

また、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によるＳＥＭ観察等を行った。詳しくは、焼結体断面（即ちキャパシタを厚み方向に沿って破断した断面）に対して、クロスセクションポリシャ（ＣＰ）加工もしくはそれに準ずる鏡面研磨加工を行った。そして、その研磨面に対して、ＳＥＭの５００倍の拡大視野にて、元素分析マッピングもしくは反射電子像撮影を行い、固体電解質とＮｉの境界が区別できる画像を取得した。

その後、前記画像の画像解析を行い、ニッケル粒子（Ｎｉ粒子）のカウント数が５０以上となる範囲を指定し、粒子径（粒径）を計測し、その平均値をＮｉ粒子径とした。また、中央固体電解質層を構成するＬＬＺの材料に添加したＮｉ粉末量から、中央固体電解質層における体積当たりのＮｉ含有量［体積％］を計算した。

また、Ｎｉ粒子径（Ｄ１）と中央固体電解質層の厚み（Ｔ１）との比（Ｎｉ粒子径／中央固体電解質層の厚み＝Ｄ１／Ｔ１）を求めた。
さらに、低損失化の評価として、比較例（固体電解質層にＮｉを含んでいない場合）のｔａｎδに対する実施例１〜１０各試料のｔａｎδの改善の程度を調べるために、ｔａｎδの低下率を求めた。このｔａｎδの低下率は、測定周波数１００ｋＨｚにおいて、｛１−（各試料のｔａｎδ）／（比較例のｔａｎδ）｝×１００として計算した。

ここで、ｔａｎδとは、誘電損失のことを表しており、特定の周波数におけるインピーダンスの（実数部）／（虚数部）の絶対値である。
さらに、見かけの比誘電率（εｒ）（表１では単に比誘電率と記す）は、測定周波数１００ｋＨｚにおける電気容量Ｃと対向する一対の内部電極層の重なり部分の面積Ｓと中央固体電解質層の厚みｄを用いて、εｒ＝Ｃｄ／Ｓε_０にて計算した。なお、ε_０は真空の誘電率である。

これらの結果を、下記表１に記す。なお、表１の「低損失化の効果」においては、△が「ｔａｎδの低下率が５％未満」、○が「ｔａｎδの低下率が５０％未満」、◎が「ｔａｎδの低下率が５０％以上」を示している。

この表１から明らかなように、実施例１は、低損失化の効果が５％未満であり、低損失化の効果が僅かに見られた。実施例２〜３と実施例７〜９より、Ｎｉ含有量が同じでも、Ｎｉ粒子径／固体電解質層の厚みを小さくすると、ｔａｎδの低下率が大きくなる傾向にあることが分かる。また、実施例３〜７と実施例１０より、Ｎｉ粒子径／固体電解質層の厚みが同じでも、Ｎｉ含有量が多くなるとｔａｎδの低下率が大きくなる傾向にあることが分かる。これは、Ｎｉ粒子径／固体電解質層の厚み（Ｄ１／Ｔ１）が小さく、Ｎｉ含有量が多いほど、低損失化の効果が大きくなることを示唆している。

これらの結果より、Ｎｉ含有量が１体積％未満でも低損失化の効果が見られ、Ｎｉ粒子径／固体電解質層の厚み（Ｄ１／Ｔ１）が０．５以下で、Ｎｉの含有量が１体積％以上であれば、ｔａｎδの低下率が５％以上となり低損失化の効果が現れることが分かる。

特にＮｉの含有量が１０体積％以上であれば、ｔａｎδの低下率が５０％以上となり、より大きな効果が得られることが分かる。
また、キャパシタの見かけの比誘電率は、Ｂ特性を満足する一般的なＭＬＣＣ材料であるチタン酸バリウム（ＢＴ）の比誘電率（３０００）以上であった。
［１−４．効果］
次に、本第１実施形態のキャパシタ１の効果について説明する。

本第１実施形態のキャパシタ１は、一対の主面５、１１を有し、リチウムイオン伝導性を有する固体電解質（ここではＬＬＺ）を主成分とする中央固体電解質層３と、一対の主面５、１１に配置された一対の内部電極層７、１３と備えており、特に、中央固体電解質層３は、ニッケルからなる金属粒子を含んでいる。

従って、上述した実験例からも明らかなように、例えば４０Ｈｚ〜１１０ＭＨｚのような実用周波数帯において、キャパシタ１の誘電損失を低減できるという効果がある。
つまり、ニッケルからなる金属粒子を中央固体電解質層３に含有させることにより、誘電損失は固体電解質のみで構成したものより低くなるという効果を有する。さらに、比誘電率は、一般的なＭＬＣＣ材料であるチタン酸バリウム以上となる。

また、本第１実施形態では、中央固体電解質層３中における金属粒子の含有量を、１体積％以上（好ましくは１０体積％以上）、３０体積％以下とし、一対の内部電極層７、１３の間における中央固体電解質層３の厚みＴ１に対する金属粒子の平均粒径Ｄ１の比率（Ｄ１／Ｔ１）を０．５以下（好ましくは０．０５以上）とすることができる。

これにより、上述した実験例からも明らかなように、例えば実用周波数帯において、キャパシタ１の誘電損失を大きく低減できるという効果がある。
なお、固体電解質としてＬＬＺを用いることにより、ニッケルからなる内部電極層７、１３と還元焼成を行うことができるので、イオン伝導度を高めることができるという利点がある。
［１−５．特許請求の範囲との対応関係］
本第１実施形態の、中央固体電解質層３、内部電極層７、１３は、それぞれ、本発明の、固体電解質層、電極層の一例に相当する。
［２．第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明するが、第１実施形態と同様な内容の説明は省略又は簡略化する。

図５に示すように、第２実施形態のキャパシタ５１は、その厚み方向の中央側に、（第１実施形態と同様な）Ｎｉ粒子を含む固体電解質体からなる複数の中央固体電解質層５３を備えている。さらに、各中央固体電解質層５３の厚み方向の両側には、それぞれ（第１実施形態と同様な）内部電極層５５が形成されている。なお、一対の中央固体電解質層５３に挟まれた内部電極層５５は共有されている。

また、その他の構成は、第１実施形態と同様であり、キャパシタ５１の厚み方向の一方には、Ｎｉ粒子を含まない固体電解質体からなる第１外側固体電極層５９が形成され、他方には、Ｎｉ粒子を含まない固体電解質体からなる第２外側固体電極層５９が形成されている。

なお、キャパシタ５１の側面（図５の左右の側面）には、（第１実施形態と同様な）外部電極６１が形成されている。
本第２実施形態は、第１実施形態と同様な効果を奏する。

なお、複数の中央固体電解質層の数や配置は、第２実施形態の構成に限定されるものではない。
［３．他の実施形態］
本発明は前記実施形態になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。

（１）例えば、固体電解質としては、Ｌｉ_７Ｌａ_３Ｚｒ_２Ｏ_１２（ＬＬＺ）を用いることができるが、他のリチウムイオン伝導体を用いることができる。
例えば、Ｌｉ_１＋ｘＡｌ_ｘＧｅ_２−ｘ（ＰＯ_４）_３、Ｌｉ_１．３Ａｌ_０．３Ｔｉ_１．７（ＰＯ_４）_３（ＬＡＴＰ）、Ｌｉ_ｘＺｒ_ｙＮｂ_ｚ（ＰＯ_４）_３（ＬＺＮＰ）、Ｌｉ_１．２Ｚｒ_１．９Ｃａ_０．１（ＰＯ_４）_３（ＬＺＣＰ）、Ｌｉ_７−ｘＬａ_３Ｚｒ_２−ｘＮｂ_ｘＯ_１２（ＬＬＺＮ）、Ｌｉ_７−ｘＬａ_３Ｚｒ_２−ｘＴａ_ｘＯ_１２（ＬＬＺＴ）、Ｌｉ_３ｘＬａ_{２／３−ｘ}Ｔｉ_{１／３−ｘ}Ｏ_３（ＬＬＴ）、Ｌｉ_６ＢａＬａ_２Ｔａ_２Ｏ_１２（ＬＢＬＴ）、Ｌｉ_３ＢＯ_３、Ｌｉ_３ＰＯ_４−ｘＮ_ｘ（ＬｉＰＯＮ）、ＬｉＳ−Ｐ_２Ｓ_５（ＬＰＳ）、Ｌｉ_１０ＧｅＰ_２Ｓ_１２（ＬＧＰＳ）などのリチウムイオン伝導体を採用できる。

（２）また、固体電解質層としては、上述したリチウムイオン伝導性を有する固体電解質のみからなるものが好ましいが、固体電解質層に固体電解質以外の材料を、５０体積％未満の範囲で含むものも採用できる。

なお、固体電解質層に含まれる固体電解質以外の材料としては、例えばチタン酸バリウム（ＢＴ）などの電気絶縁性（即ち電子伝導性及びイオン伝導性に関する電気絶縁性）を有する材料を採用できる。電気絶縁性を有する材料としては、例えば、チタン酸ストロンチウム、アルミナ、ジルコニア、シリカなどの金属酸化物や、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＡＢＳ、アクリル、エポキシ、ポリイミドなどの樹脂などが挙げられる。

更に、固体電解質体に含まれる固体電解質以外の材料には、固体電解質を構成する元素の酸化物も採用できる。固体電解質を構成する元素の酸化物材料としては、例えば、ＡｌＰＯ_４、ＴｉＯ_２、ＬａＴｉＯ_３などが挙げられる。

（３）固体電解質体層を形成する方法としては、上述した固体電解質の材料を含むスラリー等を用いてグリーンシートを作製し、そのグリーンシートを所定の条件で焼成して固体電解質体層（従って積層体）とする方法など、周知の各種の方法を採用できる。

（４）金属粒子を構成する金属としては、金属単体や合金が挙げられる。例えば、Ｎｉ以外に、例えば、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｕが挙げられる。また、例えば、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕの合金が挙げられる。

（５）内部電極層の材料としては、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ等、周知の各種の導電材料を採用できる。この内部電極層を形成する方法としては、前記導電材料を含むスラリーやペーストを用いたスクリーン印刷法等、周知の各種の方法を採用できる。例えば薄膜法、塗布法、溶射法、スパッタ法、メッキ法等を採用できる。なお、外部電極についても、内部電極層と同様な材料、同様な形成方法を採用できる。

（６）前記各実施形態の構成を適宜組み合わせることができる。

１、５１…キャパシタ
３、５３…中央固体電解質層
５…第１主面
７…第１内部電極層
１１…第２主面
１３…第２内部電極層
１９、６１…外部電極層

Claims (5)

1. 一対の主面を有し、リチウムイオン伝導性を有する固体電解質を主成分とする固体電解質層と、前記一対の主面に配置された一対の電極層と、備えたキャパシタであって、
   前記固体電解質層が金属粒子を含む、キャパシタ。
2. 前記固体電解質層中における前記金属粒子の含有量が、１体積％以上、３０体積％以下であり、
   前記一対の電極層の間における前記固体電解質層の厚みＴ１に対する前記金属粒子の平均粒径Ｄ１の比率（Ｄ１／Ｔ１）が０．５以下である、請求項１に記載のキャパシタ。
3. 前記固体電解質層中における前記金属粒子の含有量が、１０体積％以上、３０体積％以下である、請求項１または２に記載のキャパシタ。
4. 前記比率（Ｄ１／Ｔ１）が、０．０５以上、０．５以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のキャパシタ。
5. 前記固体電解質は、Ｌｉ_７Ｌａ_３Ｚｒ_２Ｏ_１２である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のキャパシタ。
   
   

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