JP2019003757A - All-solid battery and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

To provide an all-solid battery which can suppress the occurrence of an electrical conduction failure and the rise in internal resistance and which enables the achievement of a high capacity and the downsizing of a battery.SOLUTION: An all-solid battery comprises: a substrate 11; current collectors 13-16 disposed so as to be spaced apart from one another in one face of the substrate 11; positive electrode layers 22, 24, 26 each disposed on a surface of the corresponding current collector 13-16 and including a positive electrode active material; negative electrode layers 21, 23, 25 each disposed on the surface of the corresponding current collector 13-16 so as to be spaced apart from the positive electrode layer 22, 24, 26 disposed on the same current collector 13-16, and including a negative electrode active material; and solid electrolytes 31-33 disposed so as to cover the positive electrode layers 22, 24, 26 and the negative electrode layers 21, 23, 25 respectively.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、全固体電池及びその製造方法に関する。   The present invention relates to an all-solid battery and a method for manufacturing the same.

従来のリチウムイオン二次電池では、非水電解液が使用されているため、リチウムイオン二次電池の置かれた環境、温度変化等により漏液の可能性がある。そこで、リチウムイオン二次電池において、電解質を溶解させた非水電解液に代えて、固体電解質を使用した全固体電池が注目されている。全固体電池では、非水電解液が使用されないことから電解質の体積が小さくなる。そのため、全固体電池では、非水電解液を使用したリチウムイオン二次電池（非水電解液二次電池）と比べ、小型化が期待されている。ただ、小型化に伴い、電池容量は低下する。そこで、全固体電池の電池容量を高める試みが為されている。   In a conventional lithium ion secondary battery, since a non-aqueous electrolyte is used, there is a possibility of leakage due to an environment where the lithium ion secondary battery is placed, a temperature change, or the like. Therefore, in a lithium ion secondary battery, an all-solid battery using a solid electrolyte instead of a non-aqueous electrolyte in which an electrolyte is dissolved has attracted attention. In the all-solid-state battery, since no non-aqueous electrolyte is used, the volume of the electrolyte is reduced. Therefore, the all-solid-state battery is expected to be smaller than a lithium ion secondary battery (non-aqueous electrolyte secondary battery) using a non-aqueous electrolyte. However, the battery capacity decreases with downsizing. Thus, attempts have been made to increase the battery capacity of all solid state batteries.

全固体電池の電池容量を増加させる技術として、特許文献１に記載の技術が知られている。特許文献１には、正極層、負極層、固体電解質及び集電体の少なくともいずれかのグリーンシートを作製するグリーンシート作製工程と、前記グリーンシートを積層して積層体を形成する積層体形成工程と、を備え、前記積層体形成工程は、前記グリーンシートの平面方向における前記積層体の伸び率が２．０％以下になるように、前記グリーンシートを積層し、圧力を加えることを含む、全固体電池の製造方法が記載されている。   As a technique for increasing the battery capacity of an all solid state battery, a technique described in Patent Document 1 is known. Patent Document 1 discloses a green sheet production process for producing a green sheet of at least one of a positive electrode layer, a negative electrode layer, a solid electrolyte, and a current collector, and a laminate formation process for laminating the green sheets to form a laminate. And the laminate forming step includes laminating the green sheet and applying pressure so that the elongation percentage of the laminate in the planar direction of the green sheet is 2.0% or less. An all-solid battery manufacturing method is described.

国際公開第２０１３／００８６７６号International Publication No. 2013/008676

特許文献１には、負極層と、固体電解質層と、正極層と、集電体と、固体電解質層と、正極層とがこの順で積層された積層体（全固体電池）が記載されている（特に、図２参照）。従って、特許文献１に記載の技術では、負極層と固体電解質層と正極層とにより構成される単電池が二つ直列に接続されている（特に、明細書段落００３３参照）。そして、単電池が直列に接続されることで、電池容量の増大が図られる。   Patent Document 1 describes a laminate (all-solid battery) in which a negative electrode layer, a solid electrolyte layer, a positive electrode layer, a current collector, a solid electrolyte layer, and a positive electrode layer are laminated in this order. (See especially FIG. 2). Therefore, in the technique described in Patent Document 1, two unit cells each including a negative electrode layer, a solid electrolyte layer, and a positive electrode layer are connected in series (see particularly paragraph 0033 of the specification). And the battery capacity is increased by connecting the cells in series.

しかし、特許文献１に記載の技術では、全固体電池の製造時（特に焼成時）に、各層において平面方向に収縮が生じる。また、全固体電池の使用時（即ち充放電時）には、正極層及び負極層において、活物質へのイオンの出入りに伴って活物質が膨張収縮する結果、特に積層方向の収縮が生じ易い。そうすると、製造時及び使用時のそれぞれにおいて、各層の収縮率の違いから、各層の積層界面等を起点とする割れ、各層の反り等の不具合が発生し易い。   However, in the technique described in Patent Document 1, the shrinkage occurs in the plane direction in each layer when the all-solid battery is manufactured (particularly during firing). Further, when the all-solid-state battery is used (that is, during charge and discharge), the active material expands and contracts as ions enter and exit the active material in the positive electrode layer and the negative electrode layer. . If it does so, it will be easy to generate | occur | produce defects, such as a crack starting from the lamination | stacking interface of each layer, etc., and the curvature of each layer from the difference in the shrinkage | contraction rate of each layer in each time of manufacture and use.

全固体電池は通常は小さな形状であるため、わずかな大きさの割れ、反り等であっても、導通不良、内部抵抗の上昇等が生じ易い。そして、特許文献１に記載の技術のように、単電池が複数積層されれば、全体でみたときに割れ、反り等の影響が大きくなる。特に、割れ、反り等が発生すれば、割れ、反り等が発生した部分、即ち負極層、固体電解質層及び正極層の各層の界面において、イオン又は電子が通流しにくくなる。この結果、導通不良、内部抵抗の上昇等が無視できないものとなる。   Since all solid state batteries are usually small in shape, even a slight crack or warp tends to cause poor conduction or increase in internal resistance. And if the single cell is laminated | stacked like the technique of patent document 1, when it sees as a whole, influences, such as a crack and curvature, will become large. In particular, if cracking, warping, or the like occurs, ions or electrons are less likely to flow at the portion where cracking, warping, or the like has occurred, that is, at the interface between the negative electrode layer, the solid electrolyte layer, and the positive electrode layer. As a result, continuity failure, increase in internal resistance, etc. cannot be ignored.

また、特許文献１に記載の技術では、電池の高容量を確保しようすれば、積層数が増加する。そのため、高さ方向の大きさが大きくなり、電池の高容量化と、薄型化との両立を図ることができない。   Moreover, in the technique described in Patent Document 1, the number of stacked layers is increased if a high battery capacity is to be ensured. For this reason, the size in the height direction becomes large, and it is impossible to achieve both high capacity and thinning of the battery.

本発明はこのような課題に鑑みて為されたものであり、本発明が解決しようとする課題は、導通不良及び内部抵抗の上昇を抑制し、かつ、電池の高容量化及び薄型化を可能な全固体電池及びその製造方法を提供することである。   The present invention has been made in view of such problems, and the problem to be solved by the present invention is to suppress poor conduction and an increase in internal resistance, and to increase the capacity and thickness of a battery. An all-solid-state battery and a manufacturing method thereof are provided.

本発明者らは前記の課題を解決するべく鋭意検討を行った。その結果、本発明者らは、以下のようにすることで前記課題に解決できることを見出し、本発明を完成させた。即ち、本発明の要旨は、基板と、当該基板の同一平面内で、それぞれ離間して配置された複数の集電体と、当該複数の集電体の表面にそれぞれに配置され、正極活物質をそれぞれ含む複数の正極と、前記複数の集電体の表面において、同じ集電体に配置された正極から離間してそれぞれ配置された、負極活物質をそれぞれ含む複数の負極と、前記複数の正極を構成する一つの正極と、当該正極が配置された集電体に隣接する集電体に配置された負極とを、それぞれの少なくとも一部を覆うようにして配置された、複数の固体電解質とを備えることを特徴とする、全固体電池に関する。その他の解決手段は発明を実施するための形態において後記する。   The present inventors have intensively studied to solve the above problems. As a result, the present inventors have found that the above problem can be solved by the following, and have completed the present invention. That is, the gist of the present invention is that a substrate, a plurality of current collectors spaced apart from each other in the same plane of the substrate, and a positive electrode active material disposed on the surface of the current collectors, respectively. A plurality of positive electrodes each including a plurality of negative electrodes each including a negative electrode active material disposed on a surface of the plurality of current collectors and spaced apart from the positive electrodes disposed on the same current collector; A plurality of solid electrolytes arranged so as to cover at least a part of one positive electrode constituting the positive electrode and a negative electrode arranged on a current collector adjacent to the current collector on which the positive electrode is arranged The present invention relates to an all-solid-state battery. The other means for solving will be described later in the mode for carrying out the invention.

本発明によれば、導通不良及び内部抵抗の上昇を抑制し、かつ、電池の高容量化及び薄型化を可能な全固体電池及びその製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the all-solid-state battery which can suppress a conduction defect and a raise of internal resistance, and can raise the capacity | capacitance and thickness of a battery and its manufacturing method can be provided.

第一実施形態の全固体電池の斜視図である。It is a perspective view of the all-solid-state battery of 1st embodiment. 第一実施形態の全固体電池において、封止材を除いた状態の斜視図である。In the all-solid-state battery of 1st embodiment, it is a perspective view of the state which excluded the sealing material. 第一実施形態の全固体電池の上面図である。It is a top view of the all-solid-state battery of 1st embodiment. 第一実施形態の全固体電池の下面図である。It is a bottom view of the all-solid-state battery of 1st embodiment. 図２のＡ−Ａ線断面図である。It is the sectional view on the AA line of FIG. 第一実施形態の全固体電池の製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the all-solid-state battery of 1st embodiment. 第一実施形態の全固体電池の製造方法を示す図であり、（ａ）は基板の様子、（ｂ）は集電体を配置した基板の様子、（ｃ）は集電体上に正極グリーンシート及び負極グリーンシートを配置した様子、（ｄ）は正極グリーンシートと負極グリーンシートとを覆うようにして電解質グリーンシートを配置した様子、（ｅ）は、（ｄ）に示す状態で圧着及び焼成した様子、（ｆ）は焼成後に封止材で封止することで得られた全固体電池の様子を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing method of the all-solid-state battery of 1st embodiment, (a) is a state of a board | substrate, (b) is a state of the board | substrate which has arrange | positioned the electrical power collector, (c) is positive electrode green on an electrical power collector. A state in which the sheet and the negative electrode green sheet are disposed, (d) is a state in which the electrolyte green sheet is disposed so as to cover the positive electrode green sheet and the negative electrode green sheet, and (e) is a pressure bonding and firing in the state illustrated in (d). (F) is a figure which shows the mode of the all-solid-state battery obtained by sealing with a sealing material after baking. 第二実施形態の全固体電池の製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the all-solid-state battery of 2nd embodiment. 第三実施形態の全固体電池において、封止材を除いた状態の斜視図である。In the all-solid-state battery of 3rd embodiment, it is a perspective view of the state which excluded the sealing material. 第三実施形態の全固体電池の上面図である。It is a top view of the all-solid-state battery of 3rd embodiment. 第三実施形態の全固体電池の下面図である。It is a bottom view of the all-solid-state battery of 3rd embodiment. 第四実施形態の全固体電池において、封止材を除いた状態の斜視図である。In the all-solid-state battery of 4th embodiment, it is a perspective view of the state which excluded the sealing material. 第四実施形態の全固体電池の上面図である。It is a top view of the all-solid-state battery of 4th embodiment. 第四実施形態の全固体電池の下面図である。It is a bottom view of the all-solid-state battery of 4th embodiment.

以下、図面を適宜参照しながら、本発明を実施するための形態（本実施形態）を説明する。なお、参照する各図はいずれも模式的なものであり、図示の都合上、一部の部材は適宜拡大又は縮小して示している。従って、参照する各図における各部材の大きさは、実際の部材の大きさとは一致しない場合がある。   Hereinafter, a form for carrying out the present invention (this embodiment) will be described with reference to the drawings as appropriate. Each drawing to be referred to is schematic, and for convenience of illustration, some members are appropriately enlarged or reduced. Therefore, the size of each member in each drawing referred to may not match the actual size of the member.

［１．第一実施形態］
図１は、第一実施形態の全固体電池１００の斜視図である。全固体電池１００は、左右方向に長い直方体状である。全固体電池１００は、下側に基板１１を、上側に封止材１２を備えている。基板１１の上面（図１では図示しない）には、図１では図示しないが正極層２２及び負極層２１等が配置され、これらが封止材１２により封止されている。 [1. First embodiment]
FIG. 1 is a perspective view of the all solid state battery 100 of the first embodiment. The all-solid-state battery 100 has a rectangular parallelepiped shape that is long in the left-right direction. The all solid state battery 100 includes a substrate 11 on the lower side and a sealing material 12 on the upper side. Although not shown in FIG. 1, a positive electrode layer 22, a negative electrode layer 21, and the like are disposed on the upper surface (not shown in FIG. 1) of the substrate 11, and these are sealed with a sealing material 12.

封止材１２は、例えば、発電素子となる材料に対してイオン伝導性が相対的に低くかつ電子伝導性も相対的に低い材料であるため発電素子の機能を阻害せず、正極層２２、負極層２１等の発電素子となる材料に対して反応しにくい安定な材料により構成される。ここでいう「イオン伝導性が低い」及び「電子伝導性も低い」とは、それぞれ、発電素子となる材料に対する相対値として１万分の１以下（１／１００００以下）の性能という意味である。また、封止材１２を構成する材料としては、封止材１２により封止する際の雰囲気、温度等に対しても安定な材料であることが好ましい。このような材料としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリスチレン等の樹脂材料のほか、焼成温度以下の融点を有するガラス材料等が挙げられる。   The sealing material 12 is, for example, a material having a relatively low ion conductivity and a relatively low electron conductivity with respect to a material to be a power generation element, and therefore does not hinder the function of the power generation element. The negative electrode layer 21 and the like are made of a stable material that hardly reacts to a material that becomes a power generation element. Here, “low ion conductivity” and “low electronic conductivity” mean a performance of 1 / 10,000 or less (1/10000 or less) as a relative value with respect to a material to be a power generation element. Moreover, as a material which comprises the sealing material 12, it is preferable that it is a material stable also with respect to the atmosphere at the time of sealing with the sealing material 12, temperature, etc. Examples of such materials include resin materials such as polytetrafluoroethylene, polyethylene, and polystyrene, and glass materials having a melting point equal to or lower than the firing temperature.

なお、全固体電池１００の前後方向の長さＬ１（奥行き）は、例えば１０ｍｍ〜４０ｍｍ程度である。また、左右方向の長さＬ２（幅）は、例えば２０ｍｍ〜８０ｍｍ程度である。さらに、上下方向の長さＬ３（厚さ）は、例えば０．５ｍｍ〜３ｍｍ程度である。そして、基板１１の上下方向Ｌ３１の長さは、例えば０．２ｍｍ〜１ｍｍ程度、封止材１２の上下方向の長さＬ３２は、例えば０．３ｍｍ〜２ｍｍ程度である。   In addition, the length L1 (depth) of the all-solid-state battery 100 in the front-rear direction is, for example, about 10 mm to 40 mm. Moreover, the length L2 (width) in the left-right direction is, for example, about 20 mm to 80 mm. Furthermore, the length L3 (thickness) in the vertical direction is, for example, about 0.5 mm to 3 mm. And the length of the up-down direction L31 of the board | substrate 11 is about 0.2 mm-1 mm, for example, and the length L32 of the up-down direction of the sealing material 12 is about 0.3 mm-2 mm, for example.

図２は、第一実施形態の全固体電池１００において、封止材１２を除いた状態の斜視図である。従って、この図２は、前記の図１では図示していなかった基板１１の上面を示すものである。全固体電池１００では、基板１１の表面に、箔状の集電体１３，１４，１５，１６（１３〜１６）が配置される。集電体１３〜１６は、いずれも、基板１１の同じ表面（同一表面）に配置される。集電体１３〜１６は、例えば金（Ａｕ）等の導電性金属で構成され、その厚さ（上下方向の長さ）は、例えば５μｍ〜１００μｍ程度である。   FIG. 2 is a perspective view of the all solid state battery 100 of the first embodiment with the sealing material 12 removed. Therefore, FIG. 2 shows the upper surface of the substrate 11 which is not shown in FIG. In all solid state battery 100, foil-shaped current collectors 13, 14, 15, 16 (13 to 16) are arranged on the surface of substrate 11. The current collectors 13 to 16 are all disposed on the same surface (same surface) of the substrate 11. The current collectors 13 to 16 are made of a conductive metal such as gold (Au), and the thickness (length in the vertical direction) is, for example, about 5 μm to 100 μm.

集電体１３〜１６のうち、左右両端の集電体１３，１６を除く集電体１４，１５には、それぞれの左右両端に、正極層２２，２４及び負極層２３，２５が配置される。これにより、隣接する正極層２３，２５と負極層２２，２４とが、電気的に接続される。即ち、全固体電池１００には、バイポーラ電極として、一対の正極層２２，２４及び負極層２３，２５を備える集電体１４，１５が二組備えられている。また、集電体１３〜１６のうち、左端の集電体１３には、その右端に負極層２１が配置される。一方で、集電体１３〜１６のうち、右端の集電体１６には、その左端に正極層２６が配置される。   Among the current collectors 13 to 16, the current collectors 14 and 15 excluding the current collectors 13 and 16 at the left and right ends are provided with the positive electrode layers 22 and 24 and the negative electrode layers 23 and 25 at the left and right ends, respectively. . Thereby, the adjacent positive electrode layers 23 and 25 and the negative electrode layers 22 and 24 are electrically connected. That is, the all-solid-state battery 100 includes two sets of current collectors 14 and 15 including a pair of positive electrode layers 22 and 24 and negative electrode layers 23 and 25 as bipolar electrodes. Moreover, the negative electrode layer 21 is arrange | positioned at the right end in the left end collector 13 among the collectors 13-16. On the other hand, the positive electrode layer 26 is disposed at the left end of the current collector 16 at the right end among the current collectors 13 to 16.

これらのように、全固体電池１００では、集電体１３〜１６のそれぞれに、正極層２２，２４，２６と負極層２１，２３，２５とが交互に連なって配置される。従って、全固体電池１００では、正極層２２，２４，２６と負極層２１，２３，２５とは、同一の面に支持されて同一の面に配置される。そして、正極層２２，２４，２６と負極層２１，２３，２５とは、短絡しないように、それぞれ離間して配置される。なお、正極層２２，２４，２６と負極層２１，２３，２５との間には、電解質層３１〜３３が配置される。   As described above, in the all-solid-state battery 100, the positive electrode layers 22, 24, 26 and the negative electrode layers 21, 23, 25 are alternately arranged in the current collectors 13 to 16. Therefore, in the all solid state battery 100, the positive electrode layers 22, 24, and 26 and the negative electrode layers 21, 23, and 25 are supported on the same surface and arranged on the same surface. The positive electrode layers 22, 24, and 26 and the negative electrode layers 21, 23, and 25 are arranged apart from each other so as not to be short-circuited. Electrolyte layers 31 to 33 are disposed between the positive electrode layers 22, 24 and 26 and the negative electrode layers 21, 23 and 25.

正極層２２，２４，２６には、それぞれ、正極活物質が含まれる。ここで含まれる正極活物質は、リチウム二次電池の正極活物質として使用可能なものであれば任意であり、例えばコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）である。また、この正極層２２，２４，２６には、例えばＬｉ２＋ｘＣ１−ｘＢｘＯ３（ただし、０＜ｘ＜１）等の任意の焼成助剤粉が含まれていてもよい。 Each of the positive electrode layers 22, 24, and 26 contains a positive electrode active material. The positive electrode active material contained here is arbitrary as long as it can be used as a positive electrode active material of a lithium secondary battery, for example, lithium cobaltate (LiCoO 2 ). Further, this positive electrode layer 22, 24, 26, for example, Li 2 + x C 1-x B x O 3 ( however, 0 <x <1) may contain any sintering aids powders such.

正極層２２，２４，２６では、電解質層３１〜３３との間でリチウムイオンの授受が行われる。また、正極層２２，２４，２６では、集電体１３〜１６との間で電子の授受が行われる。そこで、正極層２２，２４，２６は薄いことが好ましい。正極層２２，２４，２６を薄くすることで、集電体１３〜１６と電解質層３１〜３３との距離を短くでき、リチウムイオン及び電子の授受が行われ易くなる。正極層２２，２４，２６を薄くすることで、含まれる正極活物質のうち、電解質層３１〜３３及び集電体１３〜１６の近傍に存在する正極活物質の割合を高め、正極活物質の利用効率が向上する。これにより、電池性能が向上する。正極層２２，２４，２６の厚さ（上下方向の長さ）は、具体的には例えば２０μｍ〜８０μｍ程度である。   In the positive electrode layers 22, 24, and 26, lithium ions are exchanged with the electrolyte layers 31 to 33. In the positive electrode layers 22, 24, and 26, electrons are exchanged with the current collectors 13 to 16. Therefore, the positive electrode layers 22, 24, and 26 are preferably thin. By making the positive electrode layers 22, 24, and 26 thinner, the distance between the current collectors 13 to 16 and the electrolyte layers 31 to 33 can be shortened, and lithium ions and electrons can be easily exchanged. By reducing the thickness of the positive electrode layers 22, 24, and 26, the proportion of the positive electrode active material existing in the vicinity of the electrolyte layers 31 to 33 and the current collectors 13 to 16 in the positive electrode active material contained is increased, and the positive electrode active material Use efficiency improves. Thereby, battery performance improves. Specifically, the thickness (length in the vertical direction) of the positive electrode layers 22, 24, and 26 is, for example, about 20 μm to 80 μm.

また、図示はしないが、正極層２２，２４，２６と電解質層３１〜３３との接触面積は広いことが好ましい。これらの接触面積を広く確保することで、リチウムイオンの授受が行われ易くなる。さらには、同じく図示はしないが、正極層２２，２４，２６と集電体１３〜１６との接触面積も広いことが好ましい。これらの接触面積を広く確保することで、電子の授受が行われ易くなる。   Although not shown, it is preferable that the contact area between the positive electrode layers 22, 24 and 26 and the electrolyte layers 31 to 33 is wide. By securing a large contact area, lithium ions can be easily exchanged. Further, although not shown, it is preferable that the contact area between the positive electrode layers 22, 24, and 26 and the current collectors 13 to 16 is also wide. Ensuring these contact areas wide facilitates the transfer of electrons.

負極層２１，２３，２５には、それぞれ、負極活物質が含まれる。ここで含まれる負極活物質は、リチウム二次電池の負極活物質として使用可能なものであれば任意であり、例えばチタン酸リチウム（Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２）である。また、この負極層２１，２３，２５には、例えばＬｉ２＋ｘＣ１−ｘＢｘＯ３（ただし、０＜ｘ＜１）等の任意の焼成助剤粉が含まれていてもよい。 Each of the negative electrode layers 21, 23, and 25 contains a negative electrode active material. The negative electrode active material contained here is arbitrary as long as it can be used as the negative electrode active material of the lithium secondary battery, and is, for example, lithium titanate (Li 4 Ti 5 O 12 ). The negative electrode layers 21, 23, 25 may contain any firing auxiliary powder such as Li 2 + x C 1-x B x O 3 (where 0 <x <1).

負極層２１，２３，２５も、前記の正極層２２，２４，２６と同様に、薄いことが好ましい。負極層２１，２３，２５の厚さ（上下方向の長さ）は、具体的には例えば２０μｍ〜８０μｍ程度である。また、図示はしないが、負極層２１，２３，２５と電解質層３１〜３３との接触面積、及び、負極層２１，２３，２５と集電体１３〜１６との接触面積は、それぞれ、前記の正極層２２，２４，２６の場合と同様に、広いことが好ましい。これらの接触面積を広く確保することで、リチウムイオン及び電子の授受が行われ易くなる。また、負極活物質の利用効率を高め、電池性能が向上する。   The negative electrode layers 21, 23, 25 are also preferably thin like the positive electrode layers 22, 24, 26. Specifically, the thickness (length in the vertical direction) of the negative electrode layers 21, 23, 25 is, for example, about 20 μm to 80 μm. Although not shown, the contact area between the negative electrode layers 21, 23, 25 and the electrolyte layers 31-33, and the contact area between the negative electrode layers 21, 23, 25 and the current collectors 13-16, As in the case of the positive electrode layers 22, 24, and 26, a wide layer is preferable. By ensuring these contact areas widely, it becomes easy to transfer lithium ions and electrons. Moreover, the utilization efficiency of a negative electrode active material is improved and battery performance improves.

隣接する正極層２２，２４，２６及び負極層２１，２３，２５のうち、正極層２２，２４，２６と、電解質層３１〜３３を介した接続の無い負極層２１，２３，２５とが、同じ集電体１３〜１６に配置される。このことを換言すれば、正極層２２，２４，２６と、正極層２２，２４，２６に隣接し、かつ、正極層２２，２４，２６と電気的に接続された負極層２１，２３，２５とは反対側の負極層２１，２３，２５とが、電解質層３１，３２，３３（３１〜３３）によって接続される。ただし、基板１１の左右両端部に配置された正極層２６及び負極層２１には、別の負極層及び正極層は接続されていない。   Among the adjacent positive electrode layers 22, 24, 26 and negative electrode layers 21, 23, 25, the positive electrode layers 22, 24, 26 and the negative electrode layers 21, 23, 25 without connection through the electrolyte layers 31 to 33 are It arrange | positions at the same electrical power collector 13-16. In other words, the positive electrode layers 22, 24, 26 and the negative electrode layers 21, 23, 25 adjacent to the positive electrode layers 22, 24, 26 and electrically connected to the positive electrode layers 22, 24, 26. The negative electrode layers 21, 23, and 25 on the opposite side are connected by the electrolyte layers 31, 32, and 33 (31 to 33). However, another negative electrode layer and a positive electrode layer are not connected to the positive electrode layer 26 and the negative electrode layer 21 disposed on the left and right ends of the substrate 11.

全固体電池１００では、電解質層３１は、正極層２２と、正極層２２に隣接する負極層２１との双方を覆うようにして配置される。これにより、正極層２２の上面と、電解質層３１の右下面とが接触し、正極層２２と電解質層３１との間でリチウムイオンの授受が可能となる。さらに、負極層２１の上面と、電解質層３１の左下面とが接触し、負極層２１と電解質層３１との間でリチウムイオンの授受が可能となる。   In all solid state battery 100, electrolyte layer 31 is disposed so as to cover both positive electrode layer 22 and negative electrode layer 21 adjacent to positive electrode layer 22. As a result, the upper surface of the positive electrode layer 22 and the lower right surface of the electrolyte layer 31 are in contact with each other, and lithium ions can be exchanged between the positive electrode layer 22 and the electrolyte layer 31. Furthermore, the upper surface of the negative electrode layer 21 and the lower left surface of the electrolyte layer 31 are in contact with each other, so that lithium ions can be exchanged between the negative electrode layer 21 and the electrolyte layer 31.

また、正極層２４と、電解質層３２は、正極層２４に隣接する負極層２３との双方を覆うようにして配置される。これにより、正極層２４の上面と、電解質層３２の右下面とが接触し、正極層２４と電解質層３２との間でリチウムイオンの授受が可能となる。さらに、負極層２３の上面と、電解質層３２の左下面とが接触し、負極層２３と電解質層３２との間でリチウムイオンの授受が可能となる。   The positive electrode layer 24 and the electrolyte layer 32 are disposed so as to cover both the negative electrode layer 23 adjacent to the positive electrode layer 24. Thereby, the upper surface of the positive electrode layer 24 and the lower right surface of the electrolyte layer 32 are in contact with each other, so that lithium ions can be exchanged between the positive electrode layer 24 and the electrolyte layer 32. Furthermore, the upper surface of the negative electrode layer 23 and the lower left surface of the electrolyte layer 32 are in contact with each other, so that lithium ions can be exchanged between the negative electrode layer 23 and the electrolyte layer 32.

そして、電解質層３３は、正極層２６と、正極層２６に隣接する負極層２５との双方を覆うようにして配置される。これにより、正極層２６の上面と、電解質層３３の右下面とが接触し、正極層２６と電解質層３３との間でリチウムイオンの授受が可能となる。さらに、負極層２５の上面と、電解質層３３の左下面とが接触し、負極層２５と電解質層３３との間でリチウムイオンの授受が可能となる。   The electrolyte layer 33 is disposed so as to cover both the positive electrode layer 26 and the negative electrode layer 25 adjacent to the positive electrode layer 26. Thereby, the upper surface of the positive electrode layer 26 and the lower right surface of the electrolyte layer 33 are in contact with each other, so that lithium ions can be exchanged between the positive electrode layer 26 and the electrolyte layer 33. Furthermore, the upper surface of the negative electrode layer 25 and the lower left surface of the electrolyte layer 33 are in contact with each other, so that lithium ions can be exchanged between the negative electrode layer 25 and the electrolyte layer 33.

電解質層３１〜３３には、それぞれ、固体電解質が含まれる。ここで含まれる固体電解質は、リチウムを使用した全固体電池を構成する固体電解質として使用可能なものであれば任意であり、例えばリチウムランタンジルコニウムオキサイド（Ｌｉ７Ｌａ３Ｚｒ２Ｏ１２）等である。また、この電解質層３１〜３３には、例えばＬｉ２＋ｘＣ１−ｘＢｘＯ３（ただし、０＜ｘ＜１）等の任意の添加剤が含まれていてもよい。 The electrolyte layers 31 to 33 each contain a solid electrolyte. The solid electrolyte contained here is arbitrary as long as it can be used as a solid electrolyte constituting an all-solid battery using lithium, such as lithium lanthanum zirconium oxide (Li 7 La 3 Zr 2 O 12 ). . The electrolyte layers 31 to 33 may contain any additive such as Li 2 + x C 1-x B x O 3 (where 0 <x <1).

電解質層３１〜３３の厚さ（上下方向の長さ）は、例えば４０μｍ〜２５０μｍ程度である。なお、ここでいう電解質層３１の厚さとは、正極層２２，２４，２６及び負極層２１，２３，２５の上面から電解質層３１〜３３の上面までの長さ（従って、集電体１３〜１６、正極層２２，２４，２６及び負極層２１，２３，３５との重複部分の長さを含まない）をいう。   The thickness (length in the vertical direction) of the electrolyte layers 31 to 33 is, for example, about 40 μm to 250 μm. Here, the thickness of the electrolyte layer 31 is the length from the upper surface of the positive electrode layers 22, 24, 26 and the negative electrode layers 21, 23, 25 to the upper surface of the electrolyte layers 31-33 (accordingly, the current collectors 13- 16, does not include the length of the overlapping portion with the positive electrode layers 22, 24, 26 and the negative electrode layers 21, 23, 35).

図３は、第一実施形態の全固体電池１００の上面図である。この図３においても、前記の図２と同様に、封止材１２が除かれて図示されている。電解質層３１〜３３は、前後方向に長い矩形状である。また、電解質層３１〜３３の前後方向の長さＬ４（奥行き）と、集電体１３〜１６の前後方向の長さＬ４とは同一であり、この長さＬ４は例えば８ｍｍ〜３５ｍｍ程度である。   FIG. 3 is a top view of the all solid state battery 100 of the first embodiment. In FIG. 3 as well, the sealing material 12 is removed as in FIG. The electrolyte layers 31 to 33 have a rectangular shape that is long in the front-rear direction. Further, the length L4 (depth) of the electrolyte layers 31 to 33 in the front-rear direction and the length L4 of the current collectors 13 to 16 in the front-rear direction are the same, and this length L4 is, for example, about 8 mm to 35 mm. .

また、集電体１３のうち、電解質層３１と上面視で重ならない部分の左右方向の長さＬ５（幅）は例えば１ｍｍ〜５ｍｍ程度である。なお、ここでいう「上面視で重ならない部分」とは、「覆われていない」と同義である。従って、ここでは、「電解質層３１と上面視で重ならない部分」は、「電解質層３１で覆われていない部分」と同義である。そして、集電体１６のうち、電解質層３３と上面視で重ならない部分の長さも同じ長さ（Ｌ５）である。さらに、電解質層３１の左右方向の長さＬ６（幅）は例えば３ｍｍ〜２０ｍｍ程度である。なお、電解質層３２，３３の左右方向の長さも同じ長さ（Ｌ６）である。そして、隣接する電解質層３１，３２の間隔Ｌ７（幅）は例えば２ｍｍ〜４ｍｍ程度である。なお、隣接する電解質層３２，３３の間隔Ｌ７も同じ長さ（Ｌ７）である。   Moreover, the length L5 (width) of the left-right direction of the part which does not overlap with the electrolyte layer 31 in the top view among the electrical power collectors 13 is about 1 mm-5 mm, for example. Here, the “portion that does not overlap in the top view” has the same meaning as “not covered”. Therefore, here, “the portion that does not overlap with the electrolyte layer 31 in a top view” is synonymous with “the portion that is not covered with the electrolyte layer 31”. And the length of the part which does not overlap with the electrolyte layer 33 by the top view among the electrical power collectors 16 is also the same length (L5). Furthermore, the length L6 (width) in the left-right direction of the electrolyte layer 31 is, for example, about 3 mm to 20 mm. The lengths in the left-right direction of the electrolyte layers 32 and 33 are also the same length (L6). The distance L7 (width) between the adjacent electrolyte layers 31 and 32 is, for example, about 2 mm to 4 mm. The interval L7 between the adjacent electrolyte layers 32 and 33 is also the same length (L7).

図４は、第一実施形態の全固体電池１００の下面図である。図４では、集電体１３〜１６の大きさ及び位置を把握し易くするために、集電体１３〜１６を破線で示している。集電体１３〜１６は、前後方向に長い矩形状である。また、前記のように、基板１１の上面には正極層２２，２４，２６及び負極層２１，２３，２５が配置されるが、その反対側の面である下面には配置されていない。   FIG. 4 is a bottom view of the all solid state battery 100 of the first embodiment. In FIG. 4, the current collectors 13 to 16 are indicated by broken lines in order to easily grasp the size and position of the current collectors 13 to 16. The current collectors 13 to 16 have a rectangular shape that is long in the front-rear direction. Further, as described above, the positive electrode layers 22, 24, and 26 and the negative electrode layers 21, 23, and 25 are disposed on the upper surface of the substrate 11, but not disposed on the lower surface that is the opposite surface.

基板１１の下面には、左右両端に配置された集電体１３，１６に対して電気的に接続可能な貫通孔４１，４３が形成されている。この貫通孔４１，４３は、基板１１の上面側（図２参照）と下面側（図４参照）とを貫通するものである。そして、この貫通孔４１，４３には、導電性を有する金属（例えば半田等）が充填され、この金属は集電体１３，１６と接合している。そして、金属が充填されて下面側に露出することで、電気接続部４２，４４が形成されている。   On the lower surface of the substrate 11, through holes 41 and 43 are formed that can be electrically connected to the current collectors 13 and 16 disposed at the left and right ends. The through holes 41 and 43 pass through the upper surface side (see FIG. 2) and the lower surface side (see FIG. 4) of the substrate 11. The through holes 41 and 43 are filled with a conductive metal (such as solder), and the metal is joined to the current collectors 13 and 16. And the electrical connection parts 42 and 44 are formed by being filled with a metal and exposed to the lower surface side.

これらのうち、電気接続部４２は、貫通孔４１及び集電体１３を介して、負極層２１に電気的に接続される。また、電気接続部４４は、貫通孔４３及び集電体１６を介して、正極層２６に電気的に接続される。従って、これらの電気接続部４２，４４によって、全固体電池１００は、電源を必要とする回路基板（図示しない）等に接続可能である。これにより、全固体電池１００と回路基板等とが、基板１１の下面において接続される。   Among these, the electrical connection portion 42 is electrically connected to the negative electrode layer 21 through the through hole 41 and the current collector 13. Further, the electrical connection portion 44 is electrically connected to the positive electrode layer 26 via the through hole 43 and the current collector 16. Therefore, the all-solid-state battery 100 can be connected to a circuit board (not shown) or the like that requires a power source by these electrical connection portions 42 and 44. Thereby, the all-solid-state battery 100 and the circuit board etc. are connected in the lower surface of the board | substrate 11. FIG.

貫通孔４１，４３は例えば同じ大きさを有する。具体的には、貫通孔４１，４３は、いずれも円形状であり、その内径として例えば２ｍｍ〜４ｍｍである。   The through holes 41 and 43 have the same size, for example. Specifically, each of the through holes 41 and 43 has a circular shape, and has an inner diameter of, for example, 2 mm to 4 mm.

集電体１３の左右方向の長さＬ８（幅）は例えば３ｍｍ〜１４ｍｍ程度である。なお、集電体１６の左右方向の長さも同じ長さ（Ｌ８）である。また、隣接する集電体１３，１４の間隔Ｌ９（幅）は１００μｍ〜１０００μｍ程度である。なお、隣接する集電体１４，１５の間、及び、隣接する集電体１５，１６の間隔も同じ長さ（Ｌ９である）。さらに、集電体１４の左右方向の長さＬ１０（幅）は例えば５ｍｍ〜２３ｍｍ程度である。なお、集電体１５の左右方向の長さも同じ長さ（Ｌ１０）である。   The length L8 (width) in the left-right direction of the current collector 13 is, for example, about 3 mm to 14 mm. The length of the current collector 16 in the left-right direction is the same length (L8). Moreover, the space | interval L9 (width | variety) of the adjacent electrical power collectors 13 and 14 is about 100 micrometers-1000 micrometers. Note that the distance between adjacent current collectors 14 and 15 and the distance between adjacent current collectors 15 and 16 are also the same length (L9). Furthermore, the length L10 (width) in the left-right direction of the current collector 14 is, for example, about 5 mm to 23 mm. The length of the current collector 15 in the left-right direction is also the same length (L10).

図５は、図２のＡ−Ａ線断面図である。図５において太線矢印は、電流の流れる向きを示している。全固体電池１００では、左端に配置された集電体１３と、右端に配置された集電体１６との間には、正極層と電解質層と負極層とにより構成される単電池１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが三つ直列に接続されている。具体的には、正極層２２と電解質層３１と負極層２１とにより構成される単電池１０Ａが、集電体１３，１４に配置されている。また、正極層２４と電解質層３２と負極層２３とにより構成される単電池１０Ｂが、集電体１４，１５に配置されている。さらに、正極層２６と電解質層３３と負極層２５とにより構成される単電池１０Ｃが、集電体１５，１６に配置されている。   5 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. In FIG. 5, the thick line arrow indicates the direction of current flow. In the all-solid-state battery 100, between the current collector 13 disposed at the left end and the current collector 16 disposed at the right end, the unit cells 10A and 10B configured by a positive electrode layer, an electrolyte layer, and a negative electrode layer. , 10C are connected in series. Specifically, a unit cell 10 </ b> A composed of the positive electrode layer 22, the electrolyte layer 31, and the negative electrode layer 21 is disposed on the current collectors 13 and 14. A unit cell 10 </ b> B composed of the positive electrode layer 24, the electrolyte layer 32, and the negative electrode layer 23 is disposed on the current collectors 14 and 15. Further, a unit cell 10 </ b> C composed of the positive electrode layer 26, the electrolyte layer 33, and the negative electrode layer 25 is disposed on the current collectors 15 and 16.

このように、全固体電池１００では、正極層２２，２４，２６は、負極層２１，２３，２５が配置された基板１１の面と同じ面に支持されることで、負極層２１，２３，２５が配置された基板１１の面と同じ面に配置される。そして、この面において、正極層２２，２４，２６と負極層２１，２３，２５とは、交互に連なるようにして配置される。このようにすることで、同一面内に単電池１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ（１０Ａ〜１０Ｃ）が平面上に配置される。そして、このように平面状かつ直列に配置された単電池１０Ａ〜１０Ｃには、図５において太線矢印で示すように「みかけの電流」が流れる。ここで、全固体電池１００の内部に電流が流れるわけではないが、正極層２２，２４，２６及び負極層２１，２３，２５の内部をそれぞれ電子が移動する現象、かつ、電解質層３１〜３３の内部をそれぞれリチウムイオンが移動する現象を総称して「みかけの電流」という。   Thus, in the all-solid-state battery 100, the positive electrode layers 22, 24, and 26 are supported on the same surface as the surface of the substrate 11 on which the negative electrode layers 21, 23, and 25 are disposed. 25 is disposed on the same surface as the surface of the substrate 11 on which 25 is disposed. On this surface, the positive electrode layers 22, 24, and 26 and the negative electrode layers 21, 23, and 25 are arranged so as to be alternately arranged. By doing in this way, unit cell 10A, 10B, 10C (10A-10C) is arrange | positioned on a plane in the same surface. In addition, an “apparent current” flows through the cells 10A to 10C arranged in a plane and in series in this manner, as indicated by a thick arrow in FIG. Here, the current does not flow inside the all solid state battery 100, but the phenomenon that electrons move inside the positive electrode layers 22, 24, 26 and the negative electrode layers 21, 23, 25, respectively, and the electrolyte layers 31-33. The phenomenon in which lithium ions move inside each is called “apparent current”.

そして、単電池１０Ａ，１０Ｃが接続される集電体１３，１６には、前記のように電気接続部４２，４４が導通している。そのため、電気接続部４２，４４を通じて、基板１１の下面から外部の回路基板等に電力を供給可能である。また、基板１１の下面から単電池１０Ａ〜１０Ｃに充電も可能である。   And as above-mentioned, the electrical connection parts 42 and 44 have conduct | electrically_connected to the collectors 13 and 16 to which unit cell 10A, 10C is connected. Therefore, electric power can be supplied from the lower surface of the substrate 11 to an external circuit board or the like through the electrical connection portions 42 and 44. Further, the cells 10A to 10C can be charged from the lower surface of the substrate 11.

単電池１０Ａ〜１０Ｃの使用時には、いずれも図示しないが、正極活物質及び負極活物質におけるリチウムイオンの吸蔵又は放出により、正極活物質及び負極活物質が膨張収縮する。そして、これに伴い、正極層２２，２４，２６及び負極層２１，２３，２５も膨張収縮する。しかし、全固体電池１００では、正極層２２，２４，２６及び負極層２１，２３，２５と電解質層３１〜３３とが全面で積層（配置）された場合と異なり、電解質層３１〜３３の大きさ（左右方向の長さ）が、正極層２２，２４，２６及び負極層２１，２３，２５よりも大きい。そのため、正極層２２，２４，２６及び負極層２１，２３，２５の膨張収縮が、電解質層３１〜３３に吸収される。これにより、正極層２２，２４，２６及び負極層２１，２３，２５と電解質層３１〜３３との間での剥離が防止される。また、各層における膨張収縮率の違いによる反りが防止される。この結果、剥離、反り等の起因する導通不良及び内部抵抗の増大が防止される。   When the unit cells 10A to 10C are used, although not shown, the positive electrode active material and the negative electrode active material expand and contract due to occlusion or release of lithium ions in the positive electrode active material and the negative electrode active material. Along with this, the positive electrode layers 22, 24, 26 and the negative electrode layers 21, 23, 25 also expand and contract. However, in the all-solid-state battery 100, the size of the electrolyte layers 31 to 33 is different from the case where the positive electrode layers 22, 24, 26 and the negative electrode layers 21, 23, 25 and the electrolyte layers 31 to 33 are laminated (arranged) on the entire surface. The length (the length in the left-right direction) is larger than that of the positive electrode layers 22, 24, 26 and the negative electrode layers 21, 23, 25. Therefore, the expansion and contraction of the positive electrode layers 22, 24, 26 and the negative electrode layers 21, 23, 25 are absorbed by the electrolyte layers 31-33. Thereby, peeling between the positive electrode layers 22, 24, 26 and the negative electrode layers 21, 23, 25 and the electrolyte layers 31-33 is prevented. Moreover, the curvature by the difference in the expansion / contraction rate in each layer is prevented. As a result, conduction failure and internal resistance increase due to peeling, warping, and the like are prevented.

また、正極層２２，２４，２６及び負極層２１，２３，２５は、前記のように電解質層３１〜３３よりも小さい。そのため、正極層２２，２４，２６及び負極層２１，２３，２５の膨張収縮によって電解質層３１〜３３に与える影響は、正極層２２，２４，２６及び負極層２１，２３，２５と電解質層３１〜３３とが全面で積層（配置）された場合と異なり、小さくなる。これにより、正極層２２，２４，２６及び負極層２１，２３，２５の膨張収縮に伴って生じ得る電解質層３１〜３３における割れが防止される。また、各層における膨張収縮率の違いによる反りが防止される。そして、これらの理由によっても、剥離、反り等に起因する導通不良及び内部抵抗の増大が防止される。   Moreover, the positive electrode layers 22, 24, 26 and the negative electrode layers 21, 23, 25 are smaller than the electrolyte layers 31-33 as described above. Therefore, the influence exerted on the electrolyte layers 31 to 33 by the expansion and contraction of the positive electrode layers 22, 24, 26 and the negative electrode layers 21, 23, 25 is that the positive electrode layers 22, 24, 26, the negative electrode layers 21, 23, 25 and the electrolyte layer 31 are affected. Unlike the case where ˜33 are stacked (arranged) on the entire surface, it becomes smaller. Thereby, the cracks in the electrolyte layers 31 to 33 that can be caused by the expansion and contraction of the positive electrode layers 22, 24, 26 and the negative electrode layers 21, 23, 25 are prevented. Moreover, the curvature by the difference in the expansion / contraction rate in each layer is prevented. Also for these reasons, conduction failure and increase in internal resistance due to peeling, warping, and the like are prevented.

さらに、単電池１０Ａ〜１０Ｃが同一平面内に直列に配置されることで、全固体電池１００の上下方向の長さを小さくすることができる。即ち、単電池１０Ａ〜１０Ｃが同一の面に支持されて同一の面に配置されることで、全固体電池１００の厚さ（上下方向の長さ）を薄くすることができる。そして、基板１１上に配置される単電池の数を増やすことで電池容量の増加が図られることから、そのような薄さが維持されたまま電池容量の増加が図られる。   Furthermore, the unit cell 10A-10C is arrange | positioned in series in the same plane, and the length of the up-down direction of the all-solid-state battery 100 can be made small. That is, the unit cells 10A to 10C are supported on the same surface and arranged on the same surface, whereby the thickness (length in the vertical direction) of the all-solid-state battery 100 can be reduced. Since the battery capacity is increased by increasing the number of single cells arranged on the substrate 11, the battery capacity can be increased while maintaining such a thinness.

そして、全固体電池１００が同一平面内に平坦状に配置されることで、左右に配置された集電体１３，１６の高さが同一となる。これにより、単電池１０Ａ〜１０Ｃによる電流を同一面内で取り出すことができる。特に、全固体電池１００では、貫通孔４１に充填された金属、及び、貫通孔４３に充填された金属を通じて、基板１１の下面から電流を取り出すことができる。特に、基板１１の下面に形成された電気接続部４２，４４は、同一面内に存在する。そのため、電流の取り出しに際し、立体的な配線が不要となり、電流の取り出しが容易である。   And since the all-solid-state battery 100 is arrange | positioned flatly in the same plane, the height of the collectors 13 and 16 arrange | positioned at right and left becomes the same. Thereby, the electric current by unit cell 10A-10C can be taken out within the same surface. In particular, in the all solid state battery 100, current can be taken out from the lower surface of the substrate 11 through the metal filled in the through hole 41 and the metal filled in the through hole 43. In particular, the electrical connection portions 42 and 44 formed on the lower surface of the substrate 11 exist in the same plane. Therefore, when taking out the current, a three-dimensional wiring is not necessary, and the taking out of the current is easy.

また、隣接する集電体１３，１４、集電体１４，１５、集電体１５，１６の間では、電解質層３１〜３３が基板１１の上面にまで到達している。そのため、リーク電流が流れにくくなり、集電体１３〜１６同士の短絡がより確実に防止される。さらには、正極層２２，２４，２６と負極層２１，２３，２５との短絡も確実に防止される。また、電解質層３１〜３３が基板１１の上面にまで到達していることで、電解質層３１〜３３の安定性が高められる。   In addition, the electrolyte layers 31 to 33 reach the upper surface of the substrate 11 between the adjacent current collectors 13 and 14, current collectors 14 and 15, and current collectors 15 and 16. Therefore, it becomes difficult for a leak current to flow, and the short circuit between the current collectors 13 to 16 is more reliably prevented. Furthermore, a short circuit between the positive electrode layers 22, 24, and 26 and the negative electrode layers 21, 23, and 25 is reliably prevented. Moreover, the stability of the electrolyte layers 31-33 is improved because the electrolyte layers 31-33 reach | attain to the upper surface of the board | substrate 11. FIG.

図６は、第一実施形態の全固体電池１００の製造方法を示すフローチャートである。また、図７は、第一実施形態の全固体電池１００の製造方法を示す図であり、（ａ）は基板１１の様子、（ｂ）は集電体１３〜１６を配置した基板１１の様子、（ｃ）は集電体１３〜１６上に正極グリーンシート５２，５４，５６及び負極グリーンシート５１，５３，５５を配置した様子、（ｄ）は正極グリーンシート５２，５４，５６と負極グリーンシート５１，５３，５５とを覆うようにして電解質グリーンシート６１，６２，６３を配置した様子、（ｅ）は、（ｄ）に示す状態で圧着及び焼成した後に封止材１２で封止することで得られた全固体電池１００の様子を示す図である。以下、グリーンシートを使用して全固体電池１００を製造する工程について、図６に加えて適宜図７を参照しながら説明する。   FIG. 6 is a flowchart showing a method for manufacturing the all solid state battery 100 of the first embodiment. FIGS. 7A and 7B are diagrams showing a method of manufacturing the all solid state battery 100 of the first embodiment. FIG. 7A shows the state of the substrate 11 and FIG. 7B shows the state of the substrate 11 on which the current collectors 13 to 16 are arranged. (C) shows that the positive electrode green sheets 52, 54, and 56 and the negative electrode green sheets 51, 53, and 55 are arranged on the current collectors 13 to 16, and (d) shows the positive electrode green sheets 52, 54, and 56 and the negative electrode green. The state in which the electrolyte green sheets 61, 62, 63 are arranged so as to cover the sheets 51, 53, 55, (e) is sealed with the sealing material 12 after being pressed and baked in the state shown in (d). It is a figure which shows the mode of the all-solid-state battery 100 obtained by this. Hereinafter, the process of manufacturing the all-solid battery 100 using the green sheet will be described with reference to FIG. 7 as appropriate in addition to FIG.

まず、全固体電池１００の製造材料となる、集電体グリーンシート、正極グリーンシート、負極グリーンシート及び電解質グリーンシートが作製される（グリーンシート作製工程、ステップＳ１０１）。これらのうち、集電体グリーンシートは、基板１１に配置されることで、集電体１３〜１６になるものである。従って、ここで使用される集電体グリーンシートのことを、便宜的に「集電体グリーンシート１３〜１６」というものとする。   First, a current collector green sheet, a positive electrode green sheet, a negative electrode green sheet, and an electrolyte green sheet, which are manufacturing materials for the all-solid-state battery 100, are manufactured (green sheet manufacturing process, step S101). Among these, the current collector green sheet becomes the current collectors 13 to 16 by being disposed on the substrate 11. Therefore, the current collector green sheets used here are referred to as “current collector green sheets 13 to 16” for convenience.

集電体グリーンシート１３〜１６は、取り扱い性の向上の観点から、単一の（一枚の）ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム；樹脂フィルムの一例）の表面に保持される。従って、後記する基板１１への配置に際しては、ＰＥＴフィルムに保持された状態で集電体グリーンシート１３〜１６が使用される。そして、配置後にＰＥＴフィルムが剥がされることで、基板１１への集電体１３〜１６の配置が完了する。   The current collector green sheets 13 to 16 are held on the surface of a single (one piece) polyethylene terephthalate film (PET film; an example of a resin film) from the viewpoint of improving the handleability. Therefore, the current collector green sheets 13 to 16 are used while being held on the PET film when placed on the substrate 11 described later. And arrangement | positioning of the collectors 13-16 to the board | substrate 11 is completed because a PET film is peeled after arrangement | positioning.

また、正極グリーンシート、負極グリーンシート及び電解質グリーンシートは、基板１１に配置された後で焼成されることで全固体電池１００の構成部材の一つとなるものである。具体的には、正極グリーンシート５２，５４，５６（図７（ｃ）参照）は、焼成により、正極層２２，２４，２６となる。さらに、負極グリーンシート５１，５３，５５（図７（ｃ）参照）は、焼成により、負極層２１，２３，２５となる。また、電解質グリーンシート６１，６２，６３（図７（ｃ）参照）は、焼成により、電解質層３１，３２，３３となる。   Further, the positive electrode green sheet, the negative electrode green sheet, and the electrolyte green sheet are one of the constituent members of the all-solid-state battery 100 by being fired after being placed on the substrate 11. Specifically, the positive electrode green sheets 52, 54, and 56 (see FIG. 7C) become the positive electrode layers 22, 24, and 26 by firing. Furthermore, the negative electrode green sheets 51, 53, and 55 (see FIG. 7C) become the negative electrode layers 21, 23, and 25 by firing. The electrolyte green sheets 61, 62, 63 (see FIG. 7C) become the electrolyte layers 31, 32, 33 by firing.

正極グリーンシート５２，５４，５６は、例えば、正極活物質をシート状に成型することで作製することができる。具体的には例えば、正極グリーンシート５２，５４，５６は、正極活物質を含むスラリーがＰＥＴフィルムに塗布された後、塗布されたスラリーが乾燥されることで得られる。正極グリーンシート５２，５４，５６の厚さは、乾燥後の厚さとして、例えば１０μｍ〜５０μｍである。この厚さは、例えば、スラリーの塗布量を変更することで変更可能である。   The positive electrode green sheets 52, 54, and 56 can be produced, for example, by molding a positive electrode active material into a sheet shape. Specifically, for example, the positive electrode green sheets 52, 54, and 56 are obtained by applying a slurry containing a positive electrode active material to a PET film and then drying the applied slurry. The thickness of the positive electrode green sheets 52, 54, and 56 is, for example, 10 μm to 50 μm as the thickness after drying. This thickness can be changed, for example, by changing the amount of slurry applied.

この正極グリーンシート５２，５４，５６は、正極活物質のほかにも、通常は、焼成助剤粉（ホウ酸リチウム等）、バインダ（ポリビニルブチラール等）、可塑剤（ジオクチルフタレート等）及び溶媒（トルエン等）等を使用して作製される。従って、ＰＥＴフィルムに塗布されるスラリーは、前記の正極活物質、焼成助剤粉、バインダ、可塑剤及び溶媒を含む。   In addition to the positive electrode active material, the positive electrode green sheets 52, 54, and 56 usually include a firing aid powder (such as lithium borate), a binder (such as polyvinyl butyral), a plasticizer (such as dioctyl phthalate), and a solvent ( For example, toluene). Therefore, the slurry applied to the PET film contains the positive electrode active material, the firing aid powder, the binder, the plasticizer, and the solvent.

これらの正極活物質、焼成助剤粉、バインダ、可塑剤及び溶媒を同一の容器に入れ、例えばボールミルを使用して十分に混合及び分散が行われることで、前記のスラリーが得られる。ただし、通常は、ここで得られたスラリーに対して減圧下で脱泡とトルエンの一部揮発とが行われ、約１００００ｍＰａ・ｓの粘度となるように粘度が調整される。そして、この粘度調整後に、正極グリーンシート用のスラリーが得られる。   These positive electrode active materials, firing aid powder, binder, plasticizer and solvent are put in the same container, and the slurry is obtained by sufficiently mixing and dispersing using, for example, a ball mill. However, usually, the slurry obtained here is subjected to defoaming and partial volatilization of toluene under reduced pressure, and the viscosity is adjusted so as to have a viscosity of about 10,000 mPa · s. And the slurry for positive electrode green sheets is obtained after this viscosity adjustment.

粘度が調整された後のスラリーは、ブレード法によりＰＥＴフィルムに塗工し、その全体が充分に乾燥される。ＰＥＴフィルムとしては、取り扱いの容易さの観点から、単一の（一枚の）ＰＥＴフィルムが好適である。そして、このＰＥＴフィルムには、前記の図２を参照しながら説明した正極層２２，２４，２６の間隔と同じ間隔になるように離間して、スラリーが塗工される。乾燥後、ＰＥＴフィルムに保持された正極グリーンシート５２，５４，５６が得られる。   The slurry after the viscosity is adjusted is applied to a PET film by a blade method, and the whole is sufficiently dried. As the PET film, a single (single) PET film is preferable from the viewpoint of ease of handling. Then, the PET film is coated with slurry so as to have the same spacing as the spacing of the positive electrode layers 22, 24, 26 described with reference to FIG. After drying, positive electrode green sheets 52, 54, and 56 held on a PET film are obtained.

乾燥の具体的に方法は特に制限されないが、通常はスラリーに含まれる溶媒を十分に揮発可能な条件（例えば溶媒の沸点温度以上の温度、減圧下等）に設定することが好ましい。具体的には、溶媒の種類にもよるため一概にはいえないが例えばトルエンの場合は大気雰囲気で４０℃１時間とすることができるほか、局所排気設備を使用することで溶媒の揮発を好ましく促進させることができる。   The specific method of drying is not particularly limited, but it is usually preferable to set the solvent contained in the slurry under conditions that allow sufficient volatilization (for example, a temperature equal to or higher than the boiling point of the solvent, reduced pressure, etc.). Specifically, since it depends on the type of solvent, it cannot be generally stated. For example, in the case of toluene, it can be set to 40 ° C. for 1 hour in the air atmosphere, and it is preferable to volatilize the solvent by using a local exhaust equipment. Can be promoted.

また、負極グリーンシート５１，５３，５５は、前記の正極活物質に代えて負極活物質を使用すること以外は前記の正極グリーンシート５２，５４，５６と同様にして作製することができる。ここで使用される負極活物質は、前記の負極層２１，２３，２５の説明において例示した負極活物質と同じものである。また、負極グリーンシート５１，５３，５５の厚さは、乾燥後の厚さとして、例えば１０μｍ〜５０μｍである。   The negative electrode green sheets 51, 53, and 55 can be produced in the same manner as the positive electrode green sheets 52, 54, and 56 except that a negative electrode active material is used instead of the positive electrode active material. The negative electrode active material used here is the same as the negative electrode active material exemplified in the description of the negative electrode layers 21, 23, 25. Moreover, the thickness of the negative electrode green sheets 51, 53, and 55 is, for example, 10 μm to 50 μm as the thickness after drying.

さらに、電解質グリーンシート６１，６２，６３は、前記の正極活物質に代えて固体電解質を使用すること以外は前記の正極グリーンシート５２，５４，５６と同様にして、作製することができる。ここで使用される固体電解質は、前記の電解質層３１〜３３の説明において例示した固体電解質と同じものである。また、電解質グリーンシート６１，６２，６３の厚さは、乾燥後の厚さとして、例えば１０μｍ〜５０μｍである。   Further, the electrolyte green sheets 61, 62, 63 can be produced in the same manner as the positive electrode green sheets 52, 54, 56 except that a solid electrolyte is used instead of the positive electrode active material. The solid electrolyte used here is the same as the solid electrolyte exemplified in the description of the electrolyte layers 31 to 33 described above. Moreover, the thickness of the electrolyte green sheets 61, 62, 63 is, for example, 10 μm to 50 μm as the thickness after drying.

そして、基板１１の表面に、集電体グリーンシート１３〜１６が位置合わせしながら置かれる（集電体配置工程、ステップＳ１０２）。これにより、集電体グリーンシート１３〜１６は、いずれも、基板１１の同じ表面（同一平面内）に配置される。また、ここで使用される基板１１には、図５（ａ）に示すように、予め貫通孔４１，４３が形成されている。そして、これらの貫通孔４１，４３を覆うように、集電体１３，１６が配置され、さらに、これらの間に集電体１４，１５が配置される。   And the collector green sheets 13-16 are set | placed on the surface of the board | substrate 11, aligning (current collector arrangement | positioning process, step S102). As a result, the current collector green sheets 13 to 16 are all disposed on the same surface (in the same plane) of the substrate 11. Further, as shown in FIG. 5A, through holes 41 and 43 are formed in advance in the substrate 11 used here. Then, current collectors 13 and 16 are arranged so as to cover these through holes 41 and 43, and current collectors 14 and 15 are arranged therebetween.

集電体グリーンシート１３〜１６の配置後、ＰＥＴフィルムが付着した状態で押圧することで、集電体グリーンシート１３〜１６が基板１１に対して圧着される（集電体配置工程、ステップＳ１０３）。圧着は、例えば、加温しながら１０００ｋｇ（圧力がかけられる部分の面積として１ｃｍ２あたり）の条件で行うことができる。また、圧着は、ＰＥＴフィルムの全体を基板１１に押しつける観点から、任意のプレス板を使用して行うことができる。このとき、基板１１と集電体グリーンシート１３〜１６との接着性を向上させる観点から、プレス板は加温（例えば５０℃〜９０℃程度）されたものであることが好ましい。その後、ＰＥＴフィルムが剥がされることで集電体グリーンシート１３〜１６が配置され、図７（ｂ）に示すように集電体１３〜１６が配置される（集電体配置工程、ステップＳ１０４）。 After the current collector green sheets 13 to 16 are arranged, the current collector green sheets 13 to 16 are pressure-bonded to the substrate 11 by pressing with the PET film attached (current collector arranging step, step S103). ). The pressure bonding can be performed, for example, under conditions of 1000 kg (per 1 cm 2 as an area of a portion to which pressure is applied) while heating. Moreover, crimping | compression-bonding can be performed using arbitrary press plates from a viewpoint of pressing the whole PET film against the board | substrate 11. FIG. At this time, from the viewpoint of improving the adhesion between the substrate 11 and the current collector green sheets 13 to 16, the press plate is preferably heated (for example, about 50 ° C. to 90 ° C.). Then, the collector green sheets 13-16 are arrange | positioned by peeling PET film, and the collectors 13-16 are arrange | positioned as shown in FIG.7 (b) (current collector arrangement | positioning process, step S104). .

次いで、基板１１上に配置された集電体１４〜１６の端に、正極グリーンシート５２，５４，５６が位置合わせされながら置かれる（電極グリーンシート配置工程、ステップＳ１０５）。そして、前記のステップＳ１０３及びステップＳ１０４と同じようにすることで、集電体１４〜１６のそれぞれに正極グリーンシート５２，５４，５６が配置される（電極グリーンシート配置工程、ステップＳ１０６、ステップＳ１０７）。   Next, the positive green sheets 52, 54, and 56 are placed while being aligned with the ends of the current collectors 14 to 16 arranged on the substrate 11 (electrode green sheet arrangement step, step S105). Then, the positive green sheets 52, 54, and 56 are disposed on the current collectors 14 to 16, respectively, in the same manner as in steps S103 and S104 described above (electrode green sheet disposing step, step S106, step S107). ).

さらに、基板１１上に配置された集電体１３〜１５の端に、負極グリーンシート５１，５３，５５が位置合わせされながら置かれる（電極グリーンシート配置工程、ステップＳ１０８）。そして、前記のステップＳ１０３及びステップＳ１０４と同じようにすることで、集電体１３〜１５のそれぞれに負極グリーンシート５１，５３，５５が配置される（電極グリーンシート配置工程、ステップＳ１０９、ステップＳ１１０）。以上のステップＳ１０２〜ステップＳ１１０を経て得られたものが、図７（ｃ）に示すものである。そして、以上の作業により、集電体１４，１５のそれぞれに、一組の正極グリーンシート２２，２４及び負極グリーンシート２３，２５が配置される。   Further, the negative electrode green sheets 51, 53, and 55 are placed while being aligned with the ends of the current collectors 13 to 15 arranged on the substrate 11 (electrode green sheet arrangement step, step S108). Then, negative electrode green sheets 51, 53, and 55 are arranged on the current collectors 13 to 15, respectively, in the same manner as in Steps S103 and S104 described above (electrode green sheet arrangement step, Step S109, Step S110). ). What was obtained through the above steps S102 to S110 is shown in FIG. Through the above operation, a pair of positive green sheets 22 and 24 and negative green sheets 23 and 25 are arranged on the current collectors 14 and 15, respectively.

次いで、集電体１３〜１６の両端に配置された負極グリーンシート５１，５３，５５及び正極グリーンシート５２，５４，５６を覆うように位置合わせをしながら、電解質グリーンシート６１，６２，６３が置かれる（電解質グリーンシート配置工程、ステップＳ１１１）。そして、前記のステップＳ１０３及びステップＳ１０４と同じようにすることで、負極グリーンシート５１，５３，５５及び正極グリーンシート５２，５４，５６を覆うように、電解質グリーンシート６１，６２，６３が配置される（電解質グリーンシート配置工程、ステップＳ１１２、ステップＳ１１３）。   Next, while aligning so as to cover the negative electrode green sheets 51, 53, 55 and the positive electrode green sheets 52, 54, 56 disposed at both ends of the current collectors 13 to 16, the electrolyte green sheets 61, 62, 63 are formed. (Electrolyte green sheet arrangement process, step S111). Then, the electrolyte green sheets 61, 62, 63 are arranged so as to cover the negative electrode green sheets 51, 53, 55 and the positive electrode green sheets 52, 54, 56 in the same manner as the above-described Step S103 and Step S104. (Electrolyte green sheet arrangement process, step S112, step S113).

なお、圧着される電解質グリーンシート６１，６２，６３は柔らかい。そのため、圧着により電解質グリーンシート６１，６２，６３が押しつけられ、電解質グリーンシート６１，６２，６３は変形する。この結果、図７（ｄ）に示すように、電解質グリーンシート６１，６２，６３は、正極グリーンシート５２，５４，５６と負極グリーンシート５１，５３，５５との間、及び、隣接する集電体１３〜１６の間にそれぞれ入り込む。   In addition, the electrolyte green sheets 61, 62, and 63 to be crimped are soft. Therefore, the electrolyte green sheets 61, 62, 63 are pressed by pressure bonding, and the electrolyte green sheets 61, 62, 63 are deformed. As a result, as shown in FIG. 7D, the electrolyte green sheets 61, 62, 63 are current collectors between and adjacent to the positive green sheets 52, 54, 56 and the negative green sheets 51, 53, 55. It enters between each of the bodies 13-16.

その後、圧着が行われ（ステップＳ１１４）、次いで、基板１１の全体について焼成が行われる（焼成工程（熱処理工程）、ステップＳ１１５）。これにより、正極グリーンシート５２，５４，５６は正極層２２，２４，２６に変化する。また、負極グリーンシート５１，５３，５５は、負極層２１，２３，２５に変化する。さらに、電解質グリーンシート６１，６２，６３は、電解質層３１，３２，３３に変化する。これらの結果、図７（ｅ）に示されるものが得られる。   Thereafter, pressure bonding is performed (step S114), and then the entire substrate 11 is fired (firing process (heat treatment process), step S115). Thereby, the positive electrode green sheets 52, 54, and 56 are changed to the positive electrode layers 22, 24, and 26. Further, the negative electrode green sheets 51, 53, and 55 are changed into negative electrode layers 21, 23, and 25. Further, the electrolyte green sheets 61, 62, 63 are changed into electrolyte layers 31, 32, 33. As a result, what is shown in FIG. 7E is obtained.

焼成条件としては、特に制限されない。例えば、焼成は、大気雰囲気、還元性雰囲気（例えば水素雰囲気）、不活性雰囲気（例えば窒素雰囲気）のいずれでも行うことができる。ただし、焼成条件は、各グリーンシート及び基板１１に含まれる元素の種類及びその性質に応じて、決定することが好ましい。また、焼成に際して行われる昇温及び降温の速度は、熱衝撃を緩和して全固体電池１００への割れ等の発生を抑制する観点から、一定速度で昇温することが好ましく、一定速度で降温することが好ましい。また、昇温及び降温時の時間も特に制限されないが、例えば、１時間あたり１００〜３００℃程度ずつ昇温させることができ、１時間あたり１００〜３００℃程度ずつ降温させることができる。   The firing conditions are not particularly limited. For example, the firing can be performed in any of an air atmosphere, a reducing atmosphere (for example, a hydrogen atmosphere), and an inert atmosphere (for example, a nitrogen atmosphere). However, the firing conditions are preferably determined according to the types and properties of the elements contained in each green sheet and substrate 11. The rate of temperature increase and temperature decrease performed during firing is preferably increased at a constant rate from the viewpoint of alleviating thermal shock and suppressing the occurrence of cracks and the like in the all-solid-state battery 100. It is preferable to do. Further, the temperature raising and lowering time is not particularly limited. For example, the temperature can be raised by about 100 to 300 ° C. per hour, and the temperature can be lowered by about 100 to 300 ° C. per hour.

さらには、焼成時の保持温度（即ち熱処理温度）も特に制限されないが、例えば５００℃以上、好ましくは６００℃以上、より好ましくは６５０℃以上、また、その上限として、例えば１０００℃以下、好ましくは９００℃以下、より好ましくは８００℃以下とすることができる。なお、ここでいう保持温度とは、以下の保持時間保持する（熱処理する）温度のことをいう。   Further, the holding temperature during firing (that is, the heat treatment temperature) is not particularly limited, but is, for example, 500 ° C. or higher, preferably 600 ° C. or higher, more preferably 650 ° C. or higher, and the upper limit thereof is, for example, 1000 ° C. or lower, preferably It can be 900 degrees C or less, More preferably, it can be 800 degrees C or less. The holding temperature here means a temperature for holding (heat treatment) for the following holding time.

また、焼成時の保持時間（即ち熱処理時間）も特に制限されないが、例えば３０分以上、好ましくは４５分以上、より好ましくは１時間以上、また、その上限として、例えば５時間以下、好ましくは３時間以下、より好ましくは２時間以下とすることができる。なお、ここでいう保持時間とは、前記の保持温度で保持する（熱処理する）時間のことをいう。   Also, the holding time (namely, heat treatment time) at the time of firing is not particularly limited, but is, for example, 30 minutes or more, preferably 45 minutes or more, more preferably 1 hour or more, and the upper limit thereof is, for example, 5 hours or less, preferably 3 It can be set to not more than time, more preferably not more than 2 hours. The holding time here means the time for holding (heat treatment) at the holding temperature.

そして、焼成後、基板１１の下面がフロー半田に浸される（半田浸し工程（電極接続部形成工程）、ステップＳ１１６）。これにより、基板１１に形成された貫通孔４１，４３（図７（ａ）参照）の内部に半田が流れ込み（導電性を有する金属が充填され）、電気接続部４２，４４が形成する（図５参照）。そして、最後に、封止材１２によって基板１１の上面全体が封止され、全固体電池１００が得られる（封止工程、ステップＳ１１７、図７（ｆ））。   And after baking, the lower surface of the board | substrate 11 is immersed in the flow solder (solder immersion process (electrode connection part formation process), step S116). As a result, the solder flows into the through holes 41 and 43 (see FIG. 7A) formed in the substrate 11 (filled with conductive metal), and the electrical connection portions 42 and 44 are formed (FIG. 7). 5). Finally, the entire upper surface of the substrate 11 is sealed with the sealing material 12, and the all-solid battery 100 is obtained (sealing step, step S117, FIG. 7F).

以上の製造方法では、グリーンシートが使用される。そのため、大がかりな装置を必要とせずに基板１１に各グリーンシートを配置することができる。これにより、簡便な方法で全固体電池１００を製造することができる。   In the above manufacturing method, a green sheet is used. Therefore, each green sheet can be arranged on the substrate 11 without requiring a large-scale apparatus. Thereby, the all-solid-state battery 100 can be manufactured by a simple method.

また、正極グリーンシート５２，５４，５６と電解質グリーンシート６１，６２，６３とは、その全体同士が接触する場合と比較して、接触面積が小さい。そのため、前記のステップＳ１１５（焼成工程）において全体に熱を与える結果生じる正極グリーンシート５２，５４，５６の熱収縮による影響が、電解質グリーンシート６１，６２，６３に及びにくい。このため、焼成時、例えば正極グリーンシート５２，５４，５６と電解質グリーンシート６１，６２，６３との界面を起点とする割れが防止される。また、各層における熱収縮の違いによる反りが防止される。この結果、最終製品である全固体電池１００における、割れ、反り等に起因する導通不良及び内部抵抗の増大が防止される。   Further, the positive electrode green sheets 52, 54, and 56 and the electrolyte green sheets 61, 62, and 63 have a small contact area as compared with the case where the whole contacts with each other. For this reason, the electrolyte green sheets 61, 62, and 63 are less likely to be affected by the thermal contraction of the positive electrode green sheets 52, 54, and 56, which is generated as a result of applying heat to the whole in step S 115 (firing process). For this reason, at the time of baking, for example, cracks starting from the interfaces between the positive electrode green sheets 52, 54, and 56 and the electrolyte green sheets 61, 62, and 63 are prevented. Moreover, the curvature by the difference in heat shrink in each layer is prevented. As a result, in the all-solid-state battery 100 as the final product, conduction failure and increase in internal resistance due to cracks, warpage, and the like are prevented.

［２．第二実施形態］
次に、第二実施形態の全固体電池２００の製造方法について説明する。なお、前記の第一実施形態の全固体電池１００と同じものについては同じ符号を付すものとし、その詳細な説明は省略する。また、前記の図６に示したフローチャートと同じステップについては同じステップ番号を付すものとし、その詳細な説明は省略する。 [2. Second embodiment]
Next, the manufacturing method of the all-solid-state battery 200 of 2nd embodiment is demonstrated. In addition, the same code | symbol shall be attached | subjected about the same thing as the said all-solid-state battery 100 of said 1st embodiment, and the detailed description is abbreviate | omitted. The same steps as those in the flowchart shown in FIG. 6 are denoted by the same step numbers, and detailed description thereof is omitted.

図８は、第二実施形態の全固体電池２００の製造方法を示すフローチャートである。なお、ここでいう全固体電池２００は、前記の全固体電池１００と同じ構造を有するが、その製造方法が異なるため、便宜的に、全固体電池１００とは異なる符号を付している。図８に示す製造方法では、前記の図６に示した第一実施形態の製造方法とは異なり、前記のグリーンシートではなく、正極層ペースト（正極合剤）、負極層ペースト（負極合剤）及び電解質層ペースト（電解質合剤）の印刷により、正極層２２，２４，２６、負極層２１，２３，２５及び電解質層３１，３２，３３が形成される。   FIG. 8 is a flowchart showing a method for manufacturing the all solid state battery 200 of the second embodiment. The all-solid battery 200 here has the same structure as the all-solid battery 100 described above, but has a different reference from the all-solid battery 100 for convenience because the manufacturing method is different. In the manufacturing method shown in FIG. 8, unlike the manufacturing method of the first embodiment shown in FIG. 6, the positive electrode layer paste (positive electrode mixture) and the negative electrode layer paste (negative electrode mixture) are used instead of the green sheet. The positive electrode layers 22, 24, 26, the negative electrode layers 21, 23, 25, and the electrolyte layers 31, 32, 33 are formed by printing the electrolyte layer paste (electrolyte mixture).

まず、全固体電池２００の製造材料となるペーストが作製される（ペースト作製工程、ステップＳ２０１）。ペーストは、基板１１に印刷された後で焼成されることで全固体電池２００の構成部材の一つとなるものである。具体的には、正極ペースト（正極合剤）は、印刷及び焼成により、正極層２２，２４，２６となる。さらに、負極ペースト（負極合剤）は、印刷及び焼成により、負極層２１，２３，２５となる。また、電解質ペースト（電解質合剤）は、焼成により、電解質層３１，３２，３３となる。   First, a paste that is a manufacturing material of the all-solid battery 200 is produced (paste production process, step S201). The paste becomes one of the constituent members of the all-solid-state battery 200 by being baked after being printed on the substrate 11. Specifically, the positive electrode paste (positive electrode mixture) becomes the positive electrode layers 22, 24, and 26 by printing and baking. Further, the negative electrode paste (negative electrode mixture) becomes the negative electrode layers 21, 23, 25 by printing and baking. Further, the electrolyte paste (electrolyte mixture) becomes the electrolyte layers 31, 32, 33 by firing.

正極ペーストは、前記の正極グリーンシート５２，５４，５６（図７参照）を作製する際に使用したスラリーと同様の方法で作製することができる。従って、正極ペーストにも、正極活物質、焼成助剤粉、バインダ、溶媒が含まれる。ただし、バインダ及び溶媒としては、前記のポリビニルブチラール及びトルエンに代えて、エチルセルロース及びブチルカルビトールアセテートを使用することができる。これにより、スクリーン印刷に好適なペースト粘度及び安定なペースト状態が保持される。また、溶媒（ブチルカルビトールアセテート）におけるバインダ（エチルセルロース）の含有量は例えば５質量％とすることができる。さらには、正極ペーストには、含まれる正極活物質及び焼成助剤粉の総含有量と同じ質量のバインダ溶液（エチルセルロースのブチルカルビトールアセテート溶液）が含まれる。   The positive electrode paste can be produced by the same method as the slurry used in producing the positive electrode green sheets 52, 54, and 56 (see FIG. 7). Accordingly, the positive electrode paste also contains a positive electrode active material, a firing aid powder, a binder, and a solvent. However, as the binder and the solvent, ethyl cellulose and butyl carbitol acetate can be used instead of the polyvinyl butyral and toluene. Thereby, the paste viscosity suitable for screen printing and the stable paste state are maintained. Moreover, content of the binder (ethylcellulose) in a solvent (butyl carbitol acetate) can be 5 mass%, for example. Furthermore, the positive electrode paste includes a binder solution (ethyl butyl carbitol acetate solution) having the same mass as the total content of the positive electrode active material and the baking aid powder contained therein.

また、負極ペーストは、正極活物質に代えて負極活物質を使用すること以外は前記の正極ペーストと同様にして作製することができる。負極活物質は、前記の負極グリーンシート５１，５３，５３に含まれる負極活物質と同じものを使用することができる。また、電解質ペーストは、前記の正極活物質に代えて固体電解質を使用すること以外は正極ペーストと同様にして、作製することができる。固体電解質は、前記の電解質グリーンシート６１，６２，６３に含まれる固体電解質と同じものを使用することができる。   The negative electrode paste can be produced in the same manner as the positive electrode paste except that a negative electrode active material is used instead of the positive electrode active material. As the negative electrode active material, the same negative electrode active material as that contained in the negative electrode green sheets 51, 53, and 53 can be used. The electrolyte paste can be produced in the same manner as the positive electrode paste except that a solid electrolyte is used instead of the positive electrode active material. As the solid electrolyte, the same solid electrolyte as that contained in the electrolyte green sheets 61, 62, 63 can be used.

次いで、基板１１の表面に集電体１３〜１６が配置される（集電体配置工程、ステップＳ２０２、図７（ｂ）を参照）。そして、基板１１上に配置された集電体１３〜１６の両端に、前記のようにして作製した正極ペースト及び負極ペーストが印刷される（電極印刷工程（電極合剤配置工程）、ステップＳ２０３）。印刷は、集電体１３〜１６の上面に対して、正極ペースト及び負極ペーストが交互に連なるように、かつ、離間するようにして、行われる。   Next, current collectors 13 to 16 are arranged on the surface of the substrate 11 (refer to current collector arranging step, step S202, FIG. 7B). And the positive electrode paste and negative electrode paste which were produced as mentioned above are printed on the both ends of the collectors 13-16 arrange | positioned on the board | substrate 11 (electrode printing process (electrode mixture arrangement | positioning process), step S203). . Printing is performed on the upper surfaces of the current collectors 13 to 16 so that the positive electrode paste and the negative electrode paste are alternately arranged and separated from each other.

印刷の具体的に手法としては、例えばスクリーン印刷、インクジェット印刷等が適用可能であり、任意の印刷機を使用して行うことができる。例えば、スクリーン印刷機を使用してスクリーン印刷を行うことで、厚塗りが可能となる。また、インクジェット印刷機を使用してインクジェット印刷を行うことで、スクリーン印刷のようなスクリーンの作製が不要となり、設計変更が容易となる。   As a specific printing method, for example, screen printing, inkjet printing, and the like can be applied, and any printing machine can be used. For example, thick coating is possible by performing screen printing using a screen printer. Further, by performing ink jet printing using an ink jet printer, it is not necessary to produce a screen like screen printing, and the design can be easily changed.

印刷の幅（前記図７における左右方向の長さ）及び長さ（前記図７における前後方向の長さ）は、前記の図７を参照しながら説明した正極グリーンシート５２，５４，５６及び負極グリーンシート５１，５３，５５の大きさ（前記図７における左右方向及び前後方向の長さ）と同様にすることができる。   The printing width (length in the left-right direction in FIG. 7) and length (length in the front-rear direction in FIG. 7) are the positive green sheets 52, 54, 56 and the negative electrode described with reference to FIG. The size of the green sheets 51, 53, and 55 (the length in the left-right direction and the front-rear direction in FIG. 7) can be the same.

正極ペースト及び負極ペーストを印刷する際、これらの厚さ（図７において上下方向の長さ）は任意であり、例えば５μｍ〜２５μｍである。ただし、前記の図７を参照しながら説明した正極グリーンシート５２，５４，５６及び負極グリーンシート５１，５３，５５の厚さよりも薄くなる。   When printing the positive electrode paste and the negative electrode paste, their thickness (the length in the vertical direction in FIG. 7) is arbitrary, for example, 5 μm to 25 μm. However, it becomes thinner than the thickness of the positive electrode green sheets 52, 54, 56 and the negative electrode green sheets 51, 53, 55 described with reference to FIG.

印刷後、正極ペースト及び負極ペーストは乾燥される（電極ペースト乾燥工程、ステップＳ２０４）。乾燥条件は特に制限されないが、ペースト作製に使用するバインダ溶液の溶媒の揮発性に合わせた乾燥条件が好ましい。前記のペーストではブチルカルビトールアセテートを使用するため、乾燥温度は１００℃〜１４０℃が望ましい。   After printing, the positive electrode paste and the negative electrode paste are dried (electrode paste drying step, step S204). The drying conditions are not particularly limited, but drying conditions that match the volatility of the solvent of the binder solution used for preparing the paste are preferable. Since the butyl carbitol acetate is used in the paste, the drying temperature is preferably 100 ° C to 140 ° C.

次いで、乾燥後の正極ペースト及び負極ペーストを覆うように、電解質ペーストが印刷される（電解質印刷工程（電解質合剤配置工程）、ステップＳ２０５）。印刷の具体的手法は特に制限されないが、例えば前記の正極ペースト及び負極ペーストの印刷に使用した方法と同じ方法を適用し、同じ印刷機を使用して行うことができる。   Next, an electrolyte paste is printed so as to cover the dried positive electrode paste and negative electrode paste (electrolyte printing process (electrolyte mixture arranging process), step S205). Although the specific method of printing is not particularly limited, for example, the same method as that used for printing the positive electrode paste and the negative electrode paste is applied, and the printing can be performed using the same printer.

電解質ペーストを印刷する際、電解質ペーストの厚さ（図７において上下方向の長さ）は任意であり、例えば５μｍ〜２５μｍである。ただし、前記の図７を参照しながら説明した電解質グリーンシート６１〜６３の厚さよりも薄くなる。電解質ペーストの厚さは、例えば、印刷に使用可能な例えばスクリーン印刷機における各種条件（例えばメッシュ開口部の大きさ（メッシュピッチ）、メッシュ厚さ等）を変更することで、変更可能である。   When printing the electrolyte paste, the thickness of the electrolyte paste (the length in the vertical direction in FIG. 7) is arbitrary, for example, 5 μm to 25 μm. However, it becomes thinner than the thickness of the electrolyte green sheets 61 to 63 described with reference to FIG. The thickness of the electrolyte paste can be changed, for example, by changing various conditions (for example, the size of mesh openings (mesh pitch), mesh thickness, etc.) in a screen printer that can be used for printing.

その後、電解質ペーストは乾燥される（電解質ペースト乾燥工程、ステップＳ２０６）。乾燥条件は特に制限されないが、例えば前記のステップＳ２０４と同じ乾燥条件にすることができる。そして、前記のステップＳ１１５と例えば同じ条件で焼成（ステップＳ１１５）、フロー半田に浸し（ステップＳ１１６）、及び封止（ステップＳ１１７）が行われることで、全固体電池２００が製造される。   Thereafter, the electrolyte paste is dried (electrolyte paste drying step, step S206). The drying conditions are not particularly limited, but can be the same drying conditions as in step S204, for example. Then, the all-solid-state battery 200 is manufactured by performing firing (step S115), immersion in flow solder (step S116), and sealing (step S117) under the same conditions as in step S115, for example.

以上の製造方法では、ペーストを使用した印刷により、全固体電池２００が製造される。ペーストを使用した印刷では、印刷される層（焼成後に正極層２２，２４，２６、負極層２１，２３，２５及び、電解質層３１，３２，３３になるもの）の厚さを薄くすることができる。特に、前記の図６及び図７を参照しながら説明した、グリーンシートを使用しながら説明した方法よりも、さらに薄くすることができる。そのため、全固体電池２００の製造方法によれば、前記の全固体電池１００よりもさらに薄い全固体電池２００を製造することができる。   In the above manufacturing method, the all-solid battery 200 is manufactured by printing using a paste. In printing using paste, the thickness of printed layers (those that become positive electrode layers 22, 24, 26, negative electrode layers 21, 23, 25 and electrolyte layers 31, 32, 33 after firing) may be reduced. it can. In particular, it can be made thinner than the method described with reference to FIGS. 6 and 7 described above using the green sheet. Therefore, according to the method for manufacturing all-solid battery 200, it is possible to manufacture all-solid battery 200 that is thinner than all-solid battery 100 described above.

［３．第三実施形態］
次に、第三実施形態の全固体電池３００の製造方法について説明する。なお、前記の第一実施形態の全固体電池１００と同じものについては同じ符号を付すものとし、その詳細な説明は省略する。 [3. Third embodiment]
Next, the manufacturing method of the all-solid-state battery 300 of 3rd embodiment is demonstrated. In addition, the same code | symbol shall be attached | subjected about the same thing as the said all-solid-state battery 100 of said 1st embodiment, and the detailed description is abbreviate | omitted.

図９は、第三実施形態の全固体電池３００において、封止材１２（図９では図示しない）を除いた状態の斜視図である。従って、図９に示す状態において、基板１１の上面に封止材１２が配置されることで、全固体電池３００が得られる。   FIG. 9 is a perspective view of the all-solid-state battery 300 according to the third embodiment with the sealing material 12 (not shown in FIG. 9) removed. Therefore, in the state shown in FIG. 9, the all-solid-state battery 300 is obtained by disposing the sealing material 12 on the upper surface of the substrate 11.

前記の図２等に示す全固体電池１００では、単電池１０Ａ〜１０Ｃが直列に接続されていた。しかし、図９に示す全固体電池３００では、単電池１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ（１０Ｄ〜１０Ｆ）が直接に接続されるとともに、さらに、単電池１０Ｇ，１０Ｈ，１０Ｊが直接に接続される。そして、直接に接続された単電池１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆと、直列に接続された単電池１０Ｇ，１０Ｈ，１０Ｊとは、並列に接続される。従って、全固体電池３００では、六つの単電池１０Ａ〜１０Ｈ，１０Ｊにより、直列と並列とが組み合わされている。   In the all solid state battery 100 shown in FIG. 2 and the like, the single cells 10A to 10C are connected in series. However, in the all solid state battery 300 shown in FIG. 9, the single cells 10D, 10E, and 10F (10D to 10F) are directly connected, and the single cells 10G, 10H, and 10J are directly connected. The unit cells 10D, 10E, and 10F that are directly connected to the unit cells 10G, 10H, and 10J that are connected in series are connected in parallel. Therefore, in the all-solid-state battery 300, series and parallel are combined by the six single cells 10A to 10H, 10J.

単電池１０Ｄは、負極層２１ａと、正極層２２ａと、電解質層３１ａとを備える。負極層２１ａは、前後方向の長さが異なること以外は、前記の全固体電池１００を構成する負極層２１と同じ構成を有するものである。また、正極層２２ａは、前後方向の長さが異なること以外は、前記の全固体電池１００を構成する正極層２２と同じ構成を有するものである。さらに、電解質層３１ａは、前後方向の長さが異なること以外は、前記の全固体電池１００を構成する電解質層３１と同じ構成を有するものである。   The unit cell 10D includes a negative electrode layer 21a, a positive electrode layer 22a, and an electrolyte layer 31a. The negative electrode layer 21a has the same configuration as that of the negative electrode layer 21 constituting the all-solid battery 100 except that the lengths in the front-rear direction are different. The positive electrode layer 22a has the same configuration as that of the positive electrode layer 22 constituting the all-solid-state battery 100 except that the length in the front-rear direction is different. Furthermore, the electrolyte layer 31a has the same configuration as the electrolyte layer 31 constituting the all-solid battery 100 except that the length in the front-rear direction is different.

また、単電池１０Ｅを構成する負極層２３ａ、正極層２４ａ及び電解質層３２ａ、単電池１０Ｆを構成する負極層２５ａ、正極層２６ａ及び電解質層３３ａ、単電池１０Ｇを構成する負極層２１ｂ、正極層２２ｂ及び電解質層３１ｂ、単電池１０Ｈを構成する負極層２３ｂ、正極層２４ｂ及び電解質層３２ｂ、単電池１０Ｊを構成する負極層２５ｂ、正極層２６ｂ及び電解質層３３ｂについても、前記の単電池１０Ｄと同様である。   Further, the negative electrode layer 23a, the positive electrode layer 24a and the electrolyte layer 32a constituting the single battery 10E, the negative electrode layer 25a, the positive electrode layer 26a and the electrolyte layer 33a constituting the single battery 10F, the negative electrode layer 21b constituting the single battery 10G, and the positive electrode layer 22b and the electrolyte layer 31b, the negative electrode layer 23b constituting the single battery 10H, the positive electrode layer 24b and the electrolyte layer 32b, the negative electrode layer 25b constituting the single battery 10J, the positive electrode layer 26b and the electrolyte layer 33b are also the same as the single battery 10D. It is the same.

全固体電池３００では、単電池１０Ｄの正極層２２ａと、単電池１０Ｅの負極層２３ａとは、集電体１４ａに配置される。この集電体１４ａは、前後方向の長さが異なること以外は、前記の全固体電池１００を構成する集電体１４と同じ構成を有するものである。さらに、単電池１０Ｄの正極層２４ａと、単電池１０Ｆの負極層２５ａとは、集電体１５ａに配置される。この集電体１５ａは、前後方向の長さが異なること以外は、前記の全固体電池１００を構成する集電体１５と同じ構成を有するものである。   In the all-solid-state battery 300, the positive electrode layer 22a of the single battery 10D and the negative electrode layer 23a of the single battery 10E are disposed on the current collector 14a. The current collector 14a has the same configuration as the current collector 14 constituting the all-solid-state battery 100 except that the lengths in the front-rear direction are different. Further, the positive electrode layer 24a of the unit cell 10D and the negative electrode layer 25a of the unit cell 10F are disposed on the current collector 15a. The current collector 15a has the same configuration as the current collector 15 constituting the all-solid-state battery 100 except that the length in the front-rear direction is different.

また、単電池１０Ｇの正極層２２ｂと、単電池１０Ｈの負極層２３ｂとは、集電体１４ｂに配置される。この集電体１４ｂは、前後方向の長さが異なること以外は、前記の全固体電池１００を構成する集電体１４と同じ構成を有するものである。さらに、単電池１０Ｈの正極層２４ｂと、単電池１０Ｊの負極層２５ｂとは、集電体１５ｂに配置される。この集電体１５ｂは、前後方向の長さが異なること以外は、前記の全固体電池１００を構成する集電体１５と同じ構成を有するものである。   Further, the positive electrode layer 22b of the single battery 10G and the negative electrode layer 23b of the single battery 10H are disposed on the current collector 14b. The current collector 14b has the same configuration as the current collector 14 constituting the all-solid-state battery 100 except that the lengths in the front-rear direction are different. Furthermore, the positive electrode layer 24b of the single battery 10H and the negative electrode layer 25b of the single battery 10J are disposed on the current collector 15b. The current collector 15b has the same configuration as that of the current collector 15 constituting the all-solid battery 100 except that the lengths in the front-rear direction are different.

ただし、単電池１０Ｄの負極層２１ａと、単電池１０Ｇの負極層２１ｂとは、同じ集電体１３に配置される。また、単電池１０Ｆの正極層２６ａと、単電池１０Ｊの正極層２６ｂとは、同じ集電体１６に配置される。これらの点については、図１０を参照しながら以下で説明する。   However, the negative electrode layer 21a of the unit cell 10D and the negative electrode layer 21b of the unit cell 10G are disposed on the same current collector 13. Further, the positive electrode layer 26a of the single battery 10F and the positive electrode layer 26b of the single battery 10J are disposed on the same current collector 16. These points will be described below with reference to FIG.

図１０は、第三実施形態の全固体電池３００の上面図である。直接に接続された単電池１０Ｄ〜１０Ｆ、及び、単電池１０Ｇ，１０Ｈ，１０Ｊのうち、それぞれ、左右両端の単電池１０Ｄ，１０Ｆ，１０Ｇ，１０Ｊは、隣接する１０Ｄ，１０Ｆ，１０Ｇ，１０Ｊと集電体を共通にしている。具体的には、単電池１０Ｄの負極層２１ａ（図９参照、図１０では図示しない）が配置された集電体１３には、単電池１０Ｇの負極層２１ｂ（図９参照、図１０では図示しない）も配置されている。従って、図１０では図示しないが、集電体１３の裏側（下面側）に形成された貫通孔４１及び電気接続部４２（いずれも図１１参照）は、単電池１０Ｄ,１０Ｇの双方に接続される。   FIG. 10 is a top view of the all solid state battery 300 of the third embodiment. Among the directly connected unit cells 10D to 10F and the unit cells 10G, 10H, and 10J, the unit cells 10D, 10F, 10G, and 10J on the left and right ends are respectively collected with the adjacent 10D, 10F, 10G, and 10J. Electricity is common. Specifically, the current collector 13 on which the negative electrode layer 21a (see FIG. 9; not shown in FIG. 10) of the unit cell 10D is disposed is connected to the negative electrode layer 21b (see FIG. 9 and shown in FIG. 10) of the unit cell 10G. Not) is also arranged. Therefore, although not shown in FIG. 10, the through-hole 41 and the electrical connection portion 42 (both see FIG. 11) formed on the back side (lower surface side) of the current collector 13 are connected to both the unit cells 10D and 10G. The

また、単電池１０Ｆの正極層２６ａ（図９参照、図１０では図示しない）が配置された集電体１６には、単電池１０Ｊの正極層２６ｂ（図９参照、図１０では図示しない）も配置されている。従って、図１１では図示しないが、集電体１６の裏側（下面側）に形成された貫通孔４３及び電気接続部４４（いずれも図１１参照）は、単電池１０Ｆ，１０Ｊの双方に接続される。   Further, the current collector 16 on which the positive electrode layer 26a (see FIG. 9, not shown in FIG. 10) of the unit cell 10F is disposed also includes the positive electrode layer 26b (see FIG. 9 and not shown in FIG. 10) of the unit cell 10J. Has been placed. Therefore, although not shown in FIG. 11, the through-hole 43 and the electrical connection portion 44 (both see FIG. 11) formed on the back side (lower surface side) of the current collector 16 are connected to both the unit cells 10F and 10J. The

単電池１０Ｄ〜１０Ｈ，１０Ｊは、前記の単電池１０Ａ〜１０Ｃと同じ構造及び性能を有し、いずれも同じ大きさ（左右、前後、上下方向の長さ）を有する。前後方向に隣接する単電池１０Ｄ〜１０Ｈ，１０Ｊ同士の間隔（前後方向の長さ）Ｌ１１は、例えば０．５ｍｍ〜２ｍｍである。   The unit cells 10D to 10H and 10J have the same structure and performance as the unit cells 10A to 10C, and all have the same size (length in the left and right, front and rear, and up and down directions). An interval (length in the front-rear direction) L11 between the unit cells 10D to 10H, 10J adjacent in the front-rear direction is, for example, 0.5 mm to 2 mm.

図１１は、第三実施形態の全固体電池３００の下面図である。図１１に示す全固体電池３００においても、基板１１の下面には、前記の全固体電池１００と同様に貫通孔４１，４３が形成され、上面に形成された集電体１３，１６と導通する電気接続部４２，４４が形成される。   FIG. 11 is a bottom view of the all solid state battery 300 of the third embodiment. Also in the all-solid-state battery 300 shown in FIG. 11, through holes 41 and 43 are formed on the lower surface of the substrate 11 in the same manner as the all-solid-state battery 100, and are connected to the current collectors 13 and 16 formed on the upper surface. Electrical connections 42, 44 are formed.

全固体電池３００において、前記の全固体電池１００と同様に割れ等の発生防止が図られているものの、ある程度の時間がたてば寿命により割れ等は発生し、故障する恐れがある。具体的には、例えば単電池１０Ｄにおいて、負極層２１ａと電解質層３１ａとが剥離してしまう可能性がある。そうすると、負極層２１ａと電解質層３１ａとの間でリチウムイオンの授受ができなくなり、単電池１０Ｄと、単電池１０Ｄに直接に接続された単電池１０Ｅ，１０Ｆへの通電が不可能になる。   In the all solid state battery 300, cracks and the like are prevented from being generated as in the case of the all solid state battery 100. Specifically, for example, in the unit cell 10D, the negative electrode layer 21a and the electrolyte layer 31a may be separated. Then, lithium ions cannot be exchanged between the negative electrode layer 21a and the electrolyte layer 31a, and it becomes impossible to energize the unit cell 10D and the unit cells 10E and 10F directly connected to the unit cell 10D.

しかし、全固体電池３００では、このような場合が生じた場合でも、単電池１０Ｇ，１０Ｈ，１０Ｊが正常に接続されていれば、単電池１０Ｇ，１０Ｈ，１０Ｊを通じて、正常な通電が継続される。そのため、いずれか一つの単電池１０Ｄ〜１０Ｈ，１０Ｊに不具合が生じた場合でも無電源状態が生じることが回避される。これにより、信頼性の高い全固体電池３００が製造される。   However, in the all solid state battery 300, even when such a case occurs, if the unit cells 10G, 10H, and 10J are normally connected, normal energization is continued through the unit cells 10G, 10H, and 10J. . Therefore, even when any one of the single cells 10D to 10H and 10J has a problem, it is avoided that a no power supply state occurs. Thereby, the all-solid-state battery 300 with high reliability is manufactured.

［４．第四実施形態］
次に、第四実施形態の全固体電池４００の製造方法について説明する。なお、前記の第一実施形態の全固体電池１００と同じものについては同じ符号を付すものとし、その詳細な説明は省略する。 [4. Fourth embodiment]
Next, the manufacturing method of the all-solid-state battery 400 of 4th embodiment is demonstrated. In addition, the same code | symbol shall be attached | subjected about the same thing as the said all-solid-state battery 100 of said 1st embodiment, and the detailed description is abbreviate | omitted.

図１２は、第四実施形態の全固体電池４００において、封止材１２（図１２では図示しない）を除いた状態の斜視図である。従って、図１２に示す状態において、基板１１の上面に封止材１２が配置されることで、全固体電池４００が得られる。全固体電池４００では、単電池１０Ａ〜１０Ｃが直列に接続される。これらの単電池１０Ａ〜１０Ｃのうち、左右両端の単電池１０Ａ，１０Ｃは、集電体１３，１６と電気的導通が図られている。   FIG. 12 is a perspective view of the all-solid battery 400 according to the fourth embodiment in a state where the sealing material 12 (not shown in FIG. 12) is removed. Therefore, in the state shown in FIG. 12, the all-solid-state battery 400 is obtained by disposing the sealing material 12 on the upper surface of the substrate 11. In all solid state battery 400, unit cells 10A to 10C are connected in series. Among these unit cells 10A to 10C, the unit cells 10A and 10C at the left and right ends are electrically connected to the current collectors 13 and 16, respectively.

しかし、これらの集電体１３，１６の前側には、左右方向に延びる細長の導通路１３１，１６１が配置される。これらの導通路１３１，１６１のうち、導通路１３１は、集電体１３の一部を為すものである。導通路１３１は、集電体１３の前側端部から、基板１１の前縁に沿って基板１１の左右方向の中央近傍にまで、右方向に延びる。また、導通路１６１は、集電体１６の一部を為すものである。導通路１６１は、集電体１６の前側端部から、基板１１の前縁に沿って基板１１の左右方向の中央近傍にまで、左方向に延びる。   However, elongate conductive paths 131 and 161 extending in the left-right direction are arranged on the front side of the current collectors 13 and 16. Of these conducting paths 131 and 161, the conducting path 131 is a part of the current collector 13. The conduction path 131 extends in the right direction from the front end of the current collector 13 to the vicinity of the center in the left-right direction of the substrate 11 along the front edge of the substrate 11. The conduction path 161 is a part of the current collector 16. The conduction path 161 extends in the left direction from the front end portion of the current collector 16 to the vicinity of the center in the left-right direction of the substrate 11 along the front edge of the substrate 11.

図１３は、第四実施形態の全固体電池４００の上面図である。導通路１３１，１６１は、左右方向に亘って同じ長さＬ１２（即ち幅。前後方向の長さ）を有するものである。具体的には、この長さＬ１２は、例えば３ｍｍ〜１０ｍｍである。また、導通路１３１，１６１において、前後方向に延びる集電体１３，１６の付け根から端部までの長さＬ１３は、導通路１３１，１６１のいずれでも同じ長さであり、具体的には、長さＬ１３は例えば３ｍｍ〜２０ｍｍである。さらに、導通路１３１，１６１の後側端部と、集電体１４，１５との間の長さＬ１４は、例えば２ｍｍ〜５ｍｍである。また、導通路１３１の右側端部と、導通路１６１の左側端部との間の長さＬ１５は例えば２ｍｍ〜５ｍｍである。   FIG. 13 is a top view of the all solid state battery 400 of the fourth embodiment. The conduction paths 131 and 161 have the same length L12 (that is, the width, the length in the front-rear direction) in the left-right direction. Specifically, the length L12 is, for example, 3 mm to 10 mm. Further, in the conduction paths 131 and 161, the length L13 from the base to the end of the current collectors 13 and 16 extending in the front-rear direction is the same length in both the conduction paths 131 and 161. Specifically, The length L13 is 3 mm to 20 mm, for example. Furthermore, the length L14 between the rear side ends of the conduction paths 131 and 161 and the current collectors 14 and 15 is, for example, 2 mm to 5 mm. The length L15 between the right end portion of the conduction path 131 and the left end portion of the conduction path 161 is, for example, 2 mm to 5 mm.

図１４は、第四実施形態の全固体電池４００の下面図である。全固体電池４００の下面には、前記の全固体電池１００と同様に、集電体１３，１６と導通するように、貫通孔４１，４３が形成されている。従って、全固体電池４００では、貫通孔４１，４３は、基板１１の左右両端に配置されていた前記の全固体電池１００とは異なり、基板１１において左右方向の中央近傍に配置される。   FIG. 14 is a bottom view of the all solid state battery 400 of the fourth embodiment. Through holes 41 and 43 are formed on the lower surface of the all-solid battery 400 so as to be electrically connected to the current collectors 13 and 16, similarly to the all-solid battery 100 described above. Accordingly, in the all solid state battery 400, the through holes 41 and 43 are arranged in the vicinity of the center in the left and right direction on the substrate 11, unlike the all solid state battery 100 arranged at the left and right ends of the substrate 11.

全固体電池４００が例えば回路基板（図示しない）に実装される場合、当該回路基板に電力を供給するための電池端子が回路基板上で近接する場合がある。そこで、このような場合には、電気接続部４２，４４が近接して配置された全固体電池４００が好適である。   When the all solid state battery 400 is mounted on, for example, a circuit board (not shown), battery terminals for supplying power to the circuit board may be close to each other on the circuit board. Therefore, in such a case, the all solid state battery 400 in which the electrical connection portions 42 and 44 are arranged close to each other is preferable.

［５．第五実施形態］
第五実施形態として、前記の各実施形態に対して以下のような変更を加えて本発明を実施することができる。 [5. Fifth embodiment]
As a fifth embodiment, the present invention can be implemented by adding the following modifications to the above embodiments.

基板１１の材料として例えばセラミックを使用することができる。そして、セラミック製の基板（セラミック基板）には、その内部に、例えば銅、銀等の配線を行って所謂「部品内蔵基板」とすることもできる。この場合、部品内蔵基板の表面に全固体電池が実装されているといえる。   For example, ceramic can be used as the material of the substrate 11. Then, a ceramic substrate (ceramic substrate) can be formed into a so-called “component built-in substrate” by wiring, for example, copper, silver or the like. In this case, it can be said that the all solid state battery is mounted on the surface of the component built-in substrate.

また、電解質層３１〜３３は、前記の実施形態では正極層２２，２４，２６及び負極層２１，２３，２５のそれぞれ全てを覆うように配置されたが、電解質層３１〜３３は、必ずしもこのように配置される必要はない。例えば、電解質層３１〜３３は、正極層２２，２４，２６の上面のうちの、それぞれ独立して、一部のみを覆うようにしてもよい。また、例えば、電解質層３１〜３３は、負極層２１，２３，２５の上面のうちの、それぞれ独立して、一部のみを覆うようにしてもよい。   The electrolyte layers 31 to 33 are arranged so as to cover all of the positive electrode layers 22, 24, and 26 and the negative electrode layers 21, 23, and 25 in the above-described embodiment. Need not be arranged as such. For example, the electrolyte layers 31 to 33 may independently cover only a part of the upper surfaces of the positive electrode layers 22, 24, and 26. Further, for example, the electrolyte layers 31 to 33 may be configured to cover only a part of the upper surfaces of the negative electrode layers 21, 23, 25 independently.

また、電解質層３１〜３３により、前記の実施形態では正極層２２，２４，２６及び負極層２１，２３，２５のそれぞれ全てが覆われる場合において、正極層２２，２４，２６及び負極層２１，２３，２５の上面から電解質層３１〜３３がはみ出すようにして、電解質層３１〜３３が配置されてもよい。このようにすることで、正極層２２，２４，２６及び負極層２１，２３，２５と電解質層３１〜３３との接触面積を特に広く確保することができる。   Further, in the case where the electrolyte layers 31 to 33 cover all of the positive electrode layers 22, 24, 26 and the negative electrode layers 21, 23, 25 in the above embodiment, the positive electrode layers 22, 24, 26 and the negative electrode layer 21, The electrolyte layers 31 to 33 may be arranged such that the electrolyte layers 31 to 33 protrude from the upper surfaces of the layers 23 and 25. By doing in this way, the contact area of the positive electrode layers 22, 24, 26 and the negative electrode layers 21, 23, 25 and the electrolyte layers 31-33 can be secured particularly wide.

さらに、例えば前記の図２では、集電体１３の表面の右端に負極層２１が配置されるようにしたが、集電体１３の表面であれば負極層２１は図示の例に限られず、例えば中央近傍等であってもよい。他の負極層２３，２５及び正極層２２，２４，２６についても同様である。   Further, for example, in FIG. 2 described above, the negative electrode layer 21 is arranged at the right end of the surface of the current collector 13, but the negative electrode layer 21 is not limited to the illustrated example as long as it is the surface of the current collector 13. For example, it may be near the center. The same applies to the other negative electrode layers 23, 25 and the positive electrode layers 22, 24, 26.

また、この図２において、集電体１３〜１６と正極層２２，２４，２６及び負極層２１，２３，２５との相対的な長さ（左右方向の長さ）として、集電体１３〜１６が正極層２２，２４，２６及び負極層２１，２３，２５よりも長くなるようにしたが、正極層２２，２４，２６及び負極層２１，２３，２５が集電体１３〜１６よりも長くなるようにしてもよい。ただし、この場合においても、集電体１３〜１６同士は離間して配置されるものとする。   In FIG. 2, the current collectors 13 to 16 are the relative lengths (lengths in the left-right direction) of the positive electrode layers 22, 24 and 26 and the negative electrode layers 21, 23 and 25. 16 is longer than the positive electrode layers 22, 24, 26 and the negative electrode layers 21, 23, 25. However, the positive electrode layers 22, 24, 26 and the negative electrode layers 21, 23, 25 are longer than the current collectors 13-16. It may be made longer. However, even in this case, the current collectors 13 to 16 are arranged apart from each other.

さらに、電解質３１〜３３は、前記の実施形態では、隣接する集電体１３〜１６の間に入り込むようにして基板１１に接触するようにしたが、電解質３１〜３３は基板１１に接触しないようにしてもよい。このようにすることで、電解質３１〜３３による基板１１への影響を十分に抑制することができる。   Furthermore, in the above-described embodiment, the electrolytes 31 to 33 are placed between the adjacent current collectors 13 to 16 so as to contact the substrate 11, but the electrolytes 31 to 33 do not contact the substrate 11. It may be. By doing in this way, the influence on the board | substrate 11 by electrolyte 31-33 can fully be suppressed.

また、集電体１３〜１６の形状は、図示の例（上面視で矩形状）に限定されず、例えば円形上、楕円形状、角が面取りされた略矩形状、三角形状等、任意の形状とすることができる。また、正極層２２，２４，２６及び負極層２１，２３，２５の形状も図示の例（上面視で矩形状）に限定されず、円形上、楕円形状、角が面取りされた略矩形状、三角形状等、任意の形状とすることができる。従って、正極層２２，２４，２６及び負極層２１，２３，２５を基板１１の同一面に支持して同一面に配置でき、かつ、電解質層３１〜３３がこれらを覆うように配置されれば、これらの具体的な形状は任意である。   The shape of the current collectors 13 to 16 is not limited to the illustrated example (rectangular shape when viewed from the top), and may be any shape such as a circular shape, an elliptical shape, a substantially rectangular shape with chamfered corners, a triangular shape, or the like. It can be. Further, the shapes of the positive electrode layers 22, 24, and 26 and the negative electrode layers 21, 23, and 25 are not limited to the illustrated example (rectangular shape in a top view), and are circular, elliptical, and substantially rectangular with chamfered corners, An arbitrary shape such as a triangular shape can be used. Therefore, if the positive electrode layers 22, 24, 26 and the negative electrode layers 21, 23, 25 can be supported on the same surface of the substrate 11 and disposed on the same surface, and the electrolyte layers 31-33 are disposed so as to cover them. These specific shapes are arbitrary.

さらに、貫通孔４１，４３の形成は必須ではないが、もし形成する場合、貫通孔４１，４３の形状は任意であり、図示のような円形状のほか、楕円形状、前後方向に長くなる角丸長方形等、どのような形状であってもよい。貫通孔４１，４３の形成位置についても任意であり、図示のような基板１１の左右両端及び前側端部のほか、後ろ側端部、基板１１の四角のうちの任意の二角の近傍等、どこでもよい。また、貫通孔４１，４３は、前記のように集電体１３，１６の下側に形成されるほか、集電体１３，１６の下側以外の部分に形成されてもよい。さらには、集電体１３，１６が配置されない場合には、貫通孔４１，４３は、例えば、それぞれ、負極層２１及び正極層２６の下側に形成することができる。   Furthermore, the formation of the through holes 41 and 43 is not essential. However, if formed, the shape of the through holes 41 and 43 is arbitrary. Any shape such as a round rectangle may be used. The formation positions of the through holes 41 and 43 are also arbitrary, in addition to the left and right ends and the front end of the substrate 11 as shown, the rear end, the vicinity of any square of the squares of the substrate 11, etc. Anywhere. Further, the through holes 41 and 43 may be formed on the lower side of the current collectors 13 and 16 as described above, and may be formed on a portion other than the lower side of the current collectors 13 and 16. Furthermore, when the current collectors 13 and 16 are not disposed, the through holes 41 and 43 can be formed, for example, below the negative electrode layer 21 and the positive electrode layer 26, respectively.

また、前記の実施形態では、集電体１３〜１６、正極層２２，２４，２６、負極層２１，２３，２５及び電解質層３１〜３３は対称的に配置したが（例えば図２参照）、全固体電池の製造の際、例えば各層の潰れや収縮等により、変形することもあり得る。従って、本発明の要旨に含まれていれば前記の図２の形態に限られないことは勿論のこと、図２に示す形態において、本発明の効果を著しく損なわない範囲で、適宜変形したものでもよい。   In the above embodiment, the current collectors 13 to 16, the positive electrode layers 22, 24 and 26, the negative electrode layers 21, 23 and 25, and the electrolyte layers 31 to 33 are arranged symmetrically (see, for example, FIG. 2). When the all-solid battery is manufactured, it may be deformed due to, for example, collapse or shrinkage of each layer. Therefore, as long as it is included in the gist of the present invention, it is not limited to the form of FIG. 2 described above, and the form shown in FIG. 2 is appropriately modified within a range that does not significantly impair the effects of the present invention. But you can.

また、全固体電池の製造方法に関して、前記の例では、グリーンシートを用いたり、ペーストを用いたりしたが、その他の方法によって本発明の全固体電池が製造されてもよい。また、ペースト使用して全固体電池を製造する際、前記の例ではペーストを印刷したが、例えば任意の方法でペーストを塗布してもよい。   Moreover, regarding the manufacturing method of an all-solid-state battery, in the said example, although the green sheet was used or the paste was used, the all-solid-state battery of this invention may be manufactured by another method. Moreover, when manufacturing an all-solid-state battery using paste, in the said example, the paste was printed, but you may apply | coat a paste by arbitrary methods, for example.

さらに、前記の第一実施形態において、全固体電池１００を製造する際、単一の（一枚の）樹脂フィルム（ＰＥＴフィルム）に複数のグリーンシートを保持したものを使用して、基板１１に各グリーンシートを配置した。しかし、例えば、グリーンシートごとに樹脂フィルムを用意し、単一の樹脂フィルムには単一の（一枚の）グリーンシートが保持されたものを使用するようにしてもよい。例えば、この場合において、前記の図７（ｄ）に示すような、電解質グリーンシート６１〜６３を基板１１に配置する際には、電解質グリーンシート６１〜６３を一枚ずつ保持した三枚の樹脂フィルムを用意し、これらを使用して基板１１に電解質グリーンシート６１〜６３を配置するようにしてもよい。   Furthermore, in manufacturing the all-solid battery 100 in the first embodiment, a single (single) resin film (PET film) holding a plurality of green sheets is used for the substrate 11. Each green sheet was placed. However, for example, a resin film may be prepared for each green sheet, and a single resin film holding a single (one) green sheet may be used. For example, in this case, when the electrolyte green sheets 61 to 63 are arranged on the substrate 11 as shown in FIG. 7D, three resins holding the electrolyte green sheets 61 to 63 one by one. A film may be prepared and the electrolyte green sheets 61 to 63 may be arranged on the substrate 11 using these films.

三枚の電解質グリーンシート６１〜６３は、例えば、単一の樹脂フィルムに固体電解質のスラリー（電解質スラリー）を塗工した後、例えば、樹脂フィルムの側又は電解質スラリーの側から切断刃で切断することで、作製することができる。ただし、電解質スラリーの側から切断する場合には、切断刃に電解質スラリーが付着することを防止する観点から、電解質スラリーは十分に乾燥していることが好ましい。そして、作製された三枚の電解質グリーンシート６１〜６３は、それぞれ位置合わせをしながら正極グリーンシート５２，５４，５６及び負極グリーンシート５１，５３，５５に置くことで、基板１１に配置することができる。   The three electrolyte green sheets 61 to 63 are, for example, coated with a solid electrolyte slurry (electrolyte slurry) on a single resin film, and then cut with a cutting blade from the resin film side or the electrolyte slurry side, for example. Thus, it can be manufactured. However, when cutting from the electrolyte slurry side, the electrolyte slurry is preferably sufficiently dried from the viewpoint of preventing the electrolyte slurry from adhering to the cutting blade. Then, the three produced electrolyte green sheets 61 to 63 are placed on the substrate 11 by being placed on the positive electrode green sheets 52, 54, and 56 and the negative electrode green sheets 51, 53, and 55 while being aligned with each other. Can do.

また、単一の樹脂フィルムに複数のグリーンシートを保持させる際、前記の第一実施形態では、グリーンシート同士を離間させて樹脂フィルムに保持させることで、単一の樹脂フィルムに複数のグリーンシートを保持させていた。ただし、例えば、単一の樹脂フィルムに単一のグリーンシートを保持させた後、所望の大きさ及び形状になるようにグリーンシートの一部を切除して、複数（例えば三枚）のグリーンシートが単一の樹脂フィルムに保持されるようにしてもよい。このようにして、切断刃による切断を行わないようにすることで、連続的な全固体電池の製造装置を得ることができる。   In addition, when holding a plurality of green sheets on a single resin film, in the first embodiment, the green sheets are separated from each other and held on the resin film, whereby a plurality of green sheets are formed on a single resin film. Was held. However, for example, after holding a single green sheet on a single resin film, a part of the green sheet is cut out to have a desired size and shape, and a plurality of (for example, three) green sheets May be held by a single resin film. In this way, a continuous all-solid battery manufacturing apparatus can be obtained by avoiding cutting with a cutting blade.

さらに、全固体電池を製造する際、前記の例ではフロー半田に基板１１の下面を浸すことで貫通孔４１，４３に金属を充填したが、貫通孔４１，４３の内部に金属を流し込むことができれば、充電、放電の際に必要な電流を流すことが可能な構造であるならば、その他の方法を使用してもよい。また、「貫通孔４１，４３に金属を充填」との意味について、必ずしも貫通孔４１，４３の内部が金属で完全に満たされる必要はなく、さらには、金属が密に満たされる必要もない。従って、正極層２２，２４，２６又は負極層２１，２３，２５に対して基板１１の下面から電気的に接続される程度に貫通孔４１，４３に金属が充填されて（流し込まれて）いればよい。   Furthermore, when manufacturing the all-solid-state battery, in the above example, the through holes 41 and 43 are filled with metal by immersing the lower surface of the substrate 11 in flow solder. However, the metal may be poured into the through holes 41 and 43. If possible, other methods may be used as long as the current can be supplied during charging and discharging. Further, regarding the meaning of “filling the through holes 41, 43 with metal”, the inside of the through holes 41, 43 need not be completely filled with metal, and further, the metal need not be filled densely. Therefore, the through holes 41 and 43 are filled (poured) with metal to such an extent that they are electrically connected to the positive electrode layers 22, 24 and 26 or the negative electrode layers 21, 23 and 25 from the lower surface of the substrate 11. That's fine.

ここで使用される金属としては、前記のような半田のほか、電気伝導性の良い金属、具体的には例えば金、銀、銅、アルミニウム等の導電性金属の単体、さらには、導電性を有する金属化合物、導電性を有する合金であってもよい。また、使用する金属として、二種以上の金属が併用されてもよい。例えば、正極層２２，２４，２６及び負極層２１，２３，２５との接合部分に金を使用し、かつ、基板１１の下面側からの電気的接続は、安価で電気伝導性の良い金属を用いるようにしてもよい。金が介在することで、正極層２２，２４，２６及び負極層２１，２３，２５と、基板１１の下面側からの電気的接続に使用される安価で電気電装製の良い金属との意図しない化学反応が抑制される。   As the metal used here, in addition to the solder as described above, a metal having good electrical conductivity, specifically, a simple metal such as gold, silver, copper, aluminum, etc. It may be a metal compound or a conductive alloy. Moreover, as a metal to be used, two or more kinds of metals may be used in combination. For example, gold is used for the joining portions of the positive electrode layers 22, 24, 26 and the negative electrode layers 21, 23, 25, and the electrical connection from the lower surface side of the substrate 11 is made of an inexpensive and highly conductive metal. You may make it use. By interposing gold, the positive electrode layers 22, 24, and 26 and the negative electrode layers 21, 23, and 25 are not intended to be inexpensive and good electrical and electrical metal used for electrical connection from the lower surface side of the substrate 11. Chemical reaction is suppressed.

また、貫通孔４１，４３を介して集電体１３，１６と基板１１の下面側とが電気的に接続可能であれば、貫通孔４１，４３に金属を充填される方法でなくてもよい。例えば、貫通孔４１，４３の内壁に金属を配置し、その金属製の内壁を介して、集電体１３，１６と基板１１の下面側とが電気的に接続されるようにしてもよい。   In addition, as long as the current collectors 13 and 16 and the lower surface side of the substrate 11 can be electrically connected via the through holes 41 and 43, the method of filling the through holes 41 and 43 with metal is not necessary. . For example, metal may be disposed on the inner walls of the through holes 41 and 43, and the current collectors 13 and 16 and the lower surface side of the substrate 11 may be electrically connected via the metal inner walls.

以上、複数の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記の例に何ら限られるものではない。即ち、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲内で、前記の各実施形態に適宜変形を加えて実施することができる。また、各部材の大きさ又は長さを示す数値はあくまで例示に過ぎず、各部材の大きさは適宜変更可能である。さらには、各実施形態同士を組み合わせて実施することもできる。   Although the present invention has been described with reference to a plurality of embodiments, the present invention is not limited to the above examples. That is, the present invention can be carried out by appropriately modifying the above-described embodiments without departing from the scope of the invention. Moreover, the numerical value which shows the magnitude | size or length of each member is only an illustration to the last, and the magnitude | size of each member can be changed suitably. Furthermore, it can also implement combining each embodiment.

１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 単電池
１１ 基板
１３，１４，１５，１６ 集電体
２１，２３，２５ 負極層（負極）
２２，２４，２６ 正極層（正極）
３１，３２，３３ 電解質層（固体電解質）
４１，４３ 貫通孔
４２ 電気接続部（負極電気接続部）
４４ 電気接続部（正極電気接続部）
５１，５３，５５ 負極グリーンシート（電極合剤、負極合剤）
５２，５４，５６ 正極グリーンシート（電極合剤、正極合剤）
６１，６２，６３ 電解質グリーンシート（電解質合剤）
１００ 全固体電池
２００ 全固体電池
３００ 全固体電池
４００ 全固体電池 10A, 10B, 10C Single cell 11 Substrate 13, 14, 15, 16 Current collector 21, 23, 25 Negative electrode layer (negative electrode)
22, 24, 26 Positive electrode layer (positive electrode)
31, 32, 33 Electrolyte layer (solid electrolyte)
41, 43 Through hole 42 Electrical connection (negative electrical connection)
44 Electrical connection (positive electrical connection)
51, 53, 55 Negative electrode green sheet (electrode mixture, negative electrode mixture)
52, 54, 56 Positive electrode green sheet (electrode mixture, cathode mixture)
61, 62, 63 Electrolyte green sheet (electrolyte mixture)
100 all solid state battery 200 all solid state battery 300 all solid state battery 400 all solid state battery

Claims (8)

基板と、
当該基板の同一平面内で、それぞれ離間して配置された複数の集電体と、
当該複数の集電体の表面にそれぞれに配置され、正極活物質をそれぞれ含む複数の正極と、
前記複数の集電体の表面において、同じ集電体に配置された正極から離間してそれぞれ配置された、負極活物質をそれぞれ含む複数の負極と、
前記複数の正極を構成する一つの正極と、当該正極が配置された集電体に隣接する集電体に配置された負極とを、それぞれの少なくとも一部を覆うようにして配置された、複数の固体電解質とを備えることを特徴とする、全固体電池。 A substrate,
A plurality of current collectors spaced apart from each other in the same plane of the substrate;
A plurality of positive electrodes disposed on the surfaces of the current collectors, each including a positive electrode active material;
A plurality of negative electrodes each including a negative electrode active material, spaced from a positive electrode disposed on the same current collector, on the surfaces of the plurality of current collectors;
A plurality of positive electrodes constituting the plurality of positive electrodes and a negative electrode disposed on a current collector adjacent to a current collector on which the positive electrodes are disposed so as to cover at least a part of each. An all-solid-state battery. 前記基板には、前記複数の正極及び前記複数の負極が配置された面の側と、当該面とは反対の側とを貫通する貫通孔が少なくとも二つ形成され、
前記複数の集電体のうちの一つの集電体に対し、前記貫通孔を介して、前記複数の正極が配置された面の側とは反対の側から電気的に接続された正極電気接続部と、
前記複数の集電体のうち、当該正極電気接続部と電気的に接続された集電体以外の一つの集電体に対し、前記正極と繋がる貫通孔とは別の貫通孔を介して、前記複数の負極が配置された面の側とは反対の側から電気的に接続された負極電気接続部と、を備えることを特徴する、請求項１に記載の全固体電池。 The substrate is formed with at least two through holes penetrating the side of the surface on which the plurality of positive electrodes and the plurality of negative electrodes are disposed, and the side opposite to the surface,
Positive electrode electrical connection electrically connected to one current collector of the plurality of current collectors from the side opposite to the surface side on which the plurality of positive electrodes are disposed, through the through hole. And
Among the plurality of current collectors, with respect to one current collector other than the current collector electrically connected to the positive electrode electrical connection portion, through a through hole different from the through hole connected to the positive electrode, 2. The all-solid-state battery according to claim 1, further comprising: a negative electrode electrical connection portion electrically connected from a side opposite to a surface side on which the plurality of negative electrodes are disposed. 請求項１又は２に記載の全固体電池を製造する方法であって、
前記基板の同一平面内において、複数の集電体を離間して配置する集電体配置工程と、
正極活物質を含む正極合剤と、負極活物質を含む負極合剤とを、交互に連なるようにかつ離間して、前記複数の集電体を構成するそれぞれの集電体の表面に一組ずつ配置する電極合剤配置工程と、
当該電極合剤配置工程において配置された正極合剤と当該正極合剤に隣接する一つの負極合剤とを、それぞれ少なくとも一部を覆うようにして、固体電解質を含む複数の電解質合剤をそれぞれ配置する電解質合剤配置工程と、
当該電解質合剤配置工程を経て得られた、集電体、正極合剤、負極合剤及び電解質合剤を配置した基板を熱処理する熱処理工程と、を含むことを特徴とする、全固体電池の製造方法。 A method for producing the all-solid-state battery according to claim 1 or 2,
A current collector arranging step of arranging a plurality of current collectors apart from each other in the same plane of the substrate;
A pair of positive electrode mixture containing a positive electrode active material and a negative electrode mixture containing a negative electrode active material are arranged on the surface of each of the current collectors constituting the plurality of current collectors so as to be alternately connected and separated. An electrode mixture placement step of placing each one;
A plurality of electrolyte mixtures including a solid electrolyte are respectively provided so as to cover at least a part of the positive electrode mixture arranged in the electrode mixture arrangement step and one negative electrode mixture adjacent to the positive electrode mixture, respectively. An electrolyte mixture placement step to be placed;
A heat treatment step of heat-treating a substrate on which a current collector, a positive electrode mixture, a negative electrode mixture and an electrolyte mixture are disposed, obtained through the electrolyte mixture arrangement step. Production method. 前記正極合剤は、前記正極活物質を含む正極グリーンシートであり、
前記負極合剤は、前記負極活物質を含む負極グリーンシートであり、
前記電解質合剤は、前記固体電解質を含む電解質グリーンシートであることを特徴とする、請求項３に記載の全固体電池の製造方法。 The positive electrode mixture is a positive electrode green sheet containing the positive electrode active material,
The negative electrode mixture is a negative electrode green sheet containing the negative electrode active material,
The method for producing an all-solid battery according to claim 3, wherein the electrolyte mixture is an electrolyte green sheet containing the solid electrolyte. 前記正極合剤は、前記正極活物質を含む正極ペーストであり、前記負極合剤は、前記負極活物質を含む負極ペーストであり、前記電解質合剤は、前記固体電解質を含む電解質ペーストであり、
前記電極合剤配置工程では、前記基板上に、スクリーン印刷機によって前記正極ペースト及び負極ペーストを、交互に連なるように、かつ離間してそれぞれ複数をスクリーン印刷し、
前記電解質合剤配置工程では、印刷された前記正極ペーストと、当該正極ペーストに隣接する一つの負極ペーストとを、それぞれ少なくとも一部を覆うようにして、前記スクリーン印刷機によって、前記電解質ペーストをそれぞれスクリーン印刷することを特徴とする、請求項３に記載の全固体電池の製造方法。 The positive electrode mixture is a positive electrode paste containing the positive electrode active material, the negative electrode mixture is a negative electrode paste containing the negative electrode active material, and the electrolyte mixture is an electrolyte paste containing the solid electrolyte,
In the electrode mixture arranging step, the positive electrode paste and the negative electrode paste are screen-printed on the substrate by a screen printer so as to be alternately connected and spaced apart from each other,
In the electrolyte mixture arranging step, the printed positive electrode paste and one negative electrode paste adjacent to the positive electrode paste are each covered at least partially, and the electrolyte paste is respectively applied by the screen printer. The method for producing an all-solid-state battery according to claim 3, wherein screen printing is performed. 前記正極合剤は、前記正極活物質を含む正極ペーストであり、前記負極合剤は、前記負極活物質を含む負極ペーストであり、前記電解質合剤は、前記固体電解質を含む電解質ペーストであり、
前記電極合剤配置工程では、前記基板上に、インクジェット印刷機によって前記正極ペースト及び負極ペーストを、交互に連なるように、かつ離間してそれぞれ複数をインクジェット印刷し、
前記電解質合剤配置工程では、印刷された前記正極ペーストと、当該正極ペーストに隣接する一つの負極ペーストとを、それぞれ少なくとも一部を覆うようにして、前記インクジェット印刷機によって、前記電解質ペーストをそれぞれインクジェット印刷することを特徴とする、請求項３に記載の全固体電池の製造方法。 The positive electrode mixture is a positive electrode paste containing the positive electrode active material, the negative electrode mixture is a negative electrode paste containing the negative electrode active material, and the electrolyte mixture is an electrolyte paste containing the solid electrolyte,
In the electrode mixture arranging step, the positive electrode paste and the negative electrode paste are alternately printed on the substrate by an ink jet printer so as to be alternately arranged and separated from each other by ink jet printing.
In the electrolyte mixture arranging step, the printed positive electrode paste and one negative electrode paste adjacent to the positive electrode paste are each covered at least partially, and the electrolyte paste is respectively applied by the ink jet printer. 4. The method for producing an all-solid battery according to claim 3, wherein ink jet printing is performed. 前記基板のうち、前記複数の正極、前記複数の負極及び前記複数の固体電解質が配置される表面と同じ表面に複数の集電体が配置され、
前記電極合剤配置工程では、当該複数の集電体のうちのそれぞれの集電体に、一つの正極合剤と、当該一つの正極合剤から離間して一つの負極合剤が配置され、
前記電解質合剤配置工程では、前記複数の集電体のうちの一つの集電体に配置された正極合剤と、当該一つの集電体に隣接する集電体に配置された負極合剤とを、それぞれ少なくとも一部を覆うようにして、前記電解質合剤が配置されることを特徴とする、請求項３〜６の何れか１項に記載の全固体電池の製造方法。 Among the substrates, a plurality of current collectors are disposed on the same surface as the surface on which the plurality of positive electrodes, the plurality of negative electrodes, and the plurality of solid electrolytes are disposed,
In the electrode mixture arranging step, one positive electrode mixture and one negative electrode mixture are arranged apart from the one positive electrode mixture on each of the current collectors.
In the electrolyte mixture disposing step, a positive electrode mixture disposed on one current collector of the plurality of current collectors and a negative electrode mixture disposed on a current collector adjacent to the one current collector The method of manufacturing an all-solid-state battery according to any one of claims 3 to 6, wherein the electrolyte mixture is disposed so as to cover at least a part thereof. 当該基板には、前記複数の正極及び前記複数の負極が配置された面の側と、当該面とは反対の側とを貫通する貫通孔が少なくとも二つ形成され、
前記熱処理工程の後、前記基板の、前記複数の正極及び前記複数の負極が配置された側とは反対側の面から、当該少なくとも二つの貫通孔の内部に導電性を有する金属を充填することで、前記複数の集電体のうちの一つの集電体に対し、前記貫通孔を介して、前記複数の正極が配置された面の側とは反対の側から電気的に接続された正極電気接続部と、前記複数の集電体のうち、当該正極電気接続部と電気的に接続された集電体以外の一つの集電体に対し、前記正極と繋がる貫通孔とは別の貫通孔を介して、前記複数の負極が配置された面の側とは反対の側から電気的に接続された負極電気接続部とを形成する電極接続部形成工程を有することを特徴する、請求項３〜７の何れか１項に記載の全固体電池の製造方法。 The substrate is formed with at least two through holes penetrating the side of the surface on which the plurality of positive electrodes and the plurality of negative electrodes are disposed, and the side opposite to the surface,
After the heat treatment step, filling the inside of the at least two through holes with a conductive metal from the surface of the substrate opposite to the side where the plurality of positive electrodes and the plurality of negative electrodes are disposed. Then, a positive electrode electrically connected to one current collector of the plurality of current collectors from the side opposite to the side of the surface on which the plurality of positive electrodes are arranged, through the through hole. A through hole different from the through hole connected to the positive electrode with respect to one current collector other than the current collector electrically connected to the positive electrode electric connection part among the plurality of current collectors The electrode connection part forming step of forming a negative electrode electrical connection part electrically connected from a side opposite to the side on which the plurality of negative electrodes are arranged through a hole, The manufacturing method of the all-solid-state battery of any one of 3-7.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2021516653A (en) * 2019-04-09 2021-07-08 ティーディーケイ・エレクトロニクス・アクチェンゲゼルシャフトＴｄｋ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ａｇ Ceramic parts and manufacturing method of ceramic parts
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