WO2012141231A1

WO2012141231A1 - Solid state battery

Info

Publication number: WO2012141231A1
Application number: PCT/JP2012/059954
Authority: WO
Inventors: 山田　和弘
Original assignee: 株式会社村田製作所
Priority date: 2011-04-15
Filing date: 2012-04-12
Publication date: 2012-10-18
Also published as: JPWO2012141231A1; JP5804053B2

Abstract

Provided is a configuration of a solid state battery, which is capable of maintaining good electrical connection between a battery element and an electrode layer and is also capable of suppressing deterioration of the battery performance. A solid state battery (1) is provided with a battery element (10), a container member (20), a positive electrode terminal (110), a negative electrode terminal (120) and a collector member (111). The battery element (10) comprises a positive electrode layer (11), a solid electrolyte layer (13) and a negative electrode layer (12). The container member (20) houses the battery element (10). The positive electrode terminal (110) and the negative electrode terminal (120) are arranged on the outer surface of the container member (20). The container member (20) comprises a positive electrode connection part (112) and a negative electrode connection part (122) as conductor parts that are respectively connected to the positive electrode terminal (110) and the negative electrode terminal (120). The collector member (111) is arranged between the container member (20) and the positive electrode layer (11) and/or the negative electrode layer (12) so as to be connected to the conductor parts of the container member (20). The collector member (111) is elastic and contains a conductive substance.

Description

固体電池Solid battery

　本発明は、一般的には固体電池に関し、特定的には、積層された正極層と固体電解質層と負極層とを有する固体電池に関する。 The present invention generally relates to a solid state battery, and more particularly to a solid state battery having a stacked positive electrode layer, solid electrolyte layer, and negative electrode layer.

　小型電子機器用電源、メモリーバックアップ用補助電源等に、非水電解液を使用したリチウムイオン二次電池等が使用されている。しかしながら、上記の構成のリチウムイオン二次電池では、電解液が漏出するという危険性がある。このため、上記の構成のリチウムイオン二次電池をメモリーバックアップ用補助電源等に使用すると、漏出した電解液で周辺の電子回路が濡れた場合に、電子回路の故障、誤作動等の問題が生じる可能性がある。この問題を回避するために、従来から、リチウムイオン二次電池と電子回路とを別の場所に実装することがなされてきた。 Lithium ion secondary batteries using non-aqueous electrolyte are used for power supplies for small electronic devices and auxiliary power supplies for memory backup. However, in the lithium ion secondary battery having the above configuration, there is a risk that the electrolyte solution leaks. For this reason, if the lithium ion secondary battery having the above configuration is used as an auxiliary power source for memory backup, etc., when the surrounding electronic circuit is wetted by the leaked electrolyte, problems such as malfunction or malfunction of the electronic circuit occur. there is a possibility. In order to avoid this problem, the lithium ion secondary battery and the electronic circuit have been conventionally mounted in different places.

　しかし、近年、さらなる小型化が要求される電子機器において、電池と電子回路とを別の場所に実装することは小型化の障害要因となっている。そこで、近年、基板に実装可能な電池が考案されている。 However, in recent years, in electronic devices that require further miniaturization, mounting the battery and the electronic circuit in different locations is an obstacle to miniaturization. Therefore, in recent years, a battery that can be mounted on a substrate has been devised.

　たとえば、特開２０１０‐１１８１５９号公報（以下、特許文献１という）には、電子回路部品とともに基板に実装可能な電池の構成が提案されている。 For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2010-118159 (hereinafter referred to as Patent Document 1) proposes a configuration of a battery that can be mounted on a substrate together with electronic circuit components.

　この電池では、正極層と、負極層と、これらの層間に配置された固体電解質層とを有する電池積層体が基板に実装可能な密閉ケース（外装体）に収容されている。電池積層体から電力を外部に取り出すために、電池積層体の各電極層に接続するように形成された集電部に積層体接続電極部が設けられている。また、密閉ケースには、各電極層に対応して外部端子部を含むケース接続電極部が設けられている。さらに、積層体接続電極部とケース接続電極部とは、密閉ケース内でリード線をワイヤボンディングすることによって接続されている。 In this battery, a battery laminate having a positive electrode layer, a negative electrode layer, and a solid electrolyte layer disposed between these layers is housed in a sealed case (exterior body) that can be mounted on a substrate. In order to extract electric power from the battery stack, a stack connection electrode portion is provided in a current collector formed so as to be connected to each electrode layer of the battery stack. The sealed case is provided with a case connection electrode portion including an external terminal portion corresponding to each electrode layer. Furthermore, the laminated body connection electrode part and the case connection electrode part are connected by wire bonding of lead wires in the sealed case.

特開２０１０‐１１８１５９号公報JP 2010-118159 A

　しかしながら、固体電池の製造時また運搬時等に、振動等によって密閉ケース内において電池積層体（電池素体）の位置ずれが生じた場合、積層体接続電極部とケース接続電極部との電気的接続を良好に保つことができないことがある。特に、特許文献１に記載されているような実装可能な小型の固体電池では、位置ずれによる接続不良が顕著である。 However, if the battery stack (battery body) is displaced in the sealed case due to vibration or the like during manufacture or transportation of the solid battery, electrical connection between the stack connection electrode portion and the case connection electrode portion is caused. The connection may not be kept good. In particular, in a small solid battery that can be mounted as described in Patent Document 1, poor connection due to misalignment is significant.

　また、密閉ケース内でリード線をワイヤボンディングしているため、密閉ケース本体を小さくするには限界がある。このため、特許文献１に記載の電池の構成では、電池の小型化を図るには限界がある。 Also, since lead wires are wire-bonded in the sealed case, there is a limit to reducing the size of the sealed case body. For this reason, the configuration of the battery described in Patent Document 1 has a limit in reducing the size of the battery.

　さらには、特許文献１に具体的には記載されていないが、積層体接続電極部の材料として導電性ペースト等を用いることがある。硫化物系の固体電解質を使用した電池では、電池積層体の各電極層を構成する固体電解質と、積層体接続電極部を形成する導電性ペーストとが直接接触して反応してしまう等の問題がある。このため、電池の性能が劣化する可能性がある。 Furthermore, although not specifically described in Patent Document 1, a conductive paste or the like may be used as a material for the laminated body connection electrode portion. In a battery using a sulfide-based solid electrolyte, the solid electrolyte constituting each electrode layer of the battery laminate and the conductive paste forming the laminate connection electrode portion are in direct contact and react. There is. For this reason, the performance of a battery may deteriorate.

　そこで、本発明の目的は、電池素体の電極層との電気的接続を良好に保つことができ、電池性能の劣化を抑制することが可能な固体電池の構成を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a configuration of a solid state battery that can maintain good electrical connection with the electrode layer of the battery body and can suppress deterioration in battery performance.

　本発明に従った固体電池は、電池素体と、収容部材と、正極端子および負極端子と、集電部材とを備える。電池素体は、正極層、固体電解質層および負極層を含む。収容部材は、電池素体を収容する。正極端子および負極端子は、収容部材の外表面に配置されている。収容部材が、正極端子および負極端子に接続される導体部を含む。集電部材は、収容部材の導体部に接続されるように正極層または負極層の少なくともいずれか一方と収容部材との間に配置され、弾性を有しかつ導電性物質を含む。 The solid battery according to the present invention includes a battery body, a housing member, a positive terminal and a negative terminal, and a current collecting member. The battery body includes a positive electrode layer, a solid electrolyte layer, and a negative electrode layer. The housing member houses the battery body. The positive electrode terminal and the negative electrode terminal are disposed on the outer surface of the housing member. The housing member includes a conductor portion connected to the positive terminal and the negative terminal. The current collecting member is disposed between at least one of the positive electrode layer or the negative electrode layer and the housing member so as to be connected to the conductor portion of the housing member, has elasticity, and includes a conductive substance.

　本発明の固体電池では、弾性を有する集電部材が、正極層または負極層の少なくともいずれか一方と収容部材との間に配置されている。このため、集電部材の弾性に対抗する付勢力が電池素体に作用した状態で、電池素体の正極層または負極層の少なくともいずれか一方が収容部材の導体部に接続されるように、電池素体が収容部材内に配置される。したがって、電池素体が収容部材内で容易に移動することがないので、電池素体の電極層と収容部材の導体部との電気的接続を良好に保つことができる。 In the solid state battery of the present invention, the current collecting member having elasticity is disposed between at least one of the positive electrode layer or the negative electrode layer and the housing member. For this reason, in a state where an urging force that opposes the elasticity of the current collecting member is applied to the battery body, at least one of the positive electrode layer or the negative electrode layer of the battery body is connected to the conductor portion of the housing member. The battery body is disposed in the housing member. Therefore, since the battery body does not easily move in the housing member, the electrical connection between the electrode layer of the battery body and the conductor portion of the housing member can be kept good.

　また、本発明の固体電池では、ワイヤボンディングする必要がなく、正極層または負極層の少なくともいずれか一方と収容部材との間に弾性を有する集電部材を介在させるだけで、電池素体の電極層と収容部材の導体部との電気的接続を行うことができる。このため、製造工程を簡略化することができるとともに、収容部材を小さくすることができる。したがって、実装型の固体電池を容易に小型化することが可能になる。 Further, in the solid state battery of the present invention, it is not necessary to perform wire bonding, and an electrode of the battery element body can be obtained simply by interposing an elastic current collecting member between at least one of the positive electrode layer or the negative electrode layer and the housing member. Electrical connection between the layer and the conductor portion of the housing member can be made. For this reason, while being able to simplify a manufacturing process, an accommodating member can be made small. Therefore, it is possible to easily reduce the size of the mounting type solid battery.

　本発明の固体電池において、集電部材が炭素材料または導電性ゴムの少なくともいずれか一方を含むことが好ましい。 In the solid state battery of the present invention, it is preferable that the current collecting member contains at least one of a carbon material and a conductive rubber.

　さらに、本発明の固体電池において、集電部材がカーボンシートまたは異方性導電性ゴムシートの少なくともいずれか一方を含むことが好ましい。この場合、正極層または負極層の少なくともいずれか一方と収容部材との間に弾性を有する集電部材を介在させても、炭素材料または導電性ゴムが硫化物系の固体電解質等と反応しないので、電池性能の劣化を抑制することができる。 Furthermore, in the solid state battery of the present invention, it is preferable that the current collecting member includes at least one of a carbon sheet and an anisotropic conductive rubber sheet. In this case, even if an elastic current collecting member is interposed between at least one of the positive electrode layer or the negative electrode layer and the housing member, the carbon material or the conductive rubber does not react with the sulfide-based solid electrolyte or the like. , Deterioration of battery performance can be suppressed.

　本発明の固体電池において、収容部材は、電池素体が載置される表面を有する絶縁基材と、絶縁基材の表面上に載置された電池素体を覆うように絶縁基材に接合された蓋部材とを含むことが好ましい。さらに、絶縁基材または蓋部材の少なくともいずれか一方が、電池素体の少なくとも一部を収容する凹部を有することが好ましい。 In the solid battery of the present invention, the housing member is bonded to the insulating base so as to cover the insulating base having a surface on which the battery base is placed and the battery base placed on the surface of the insulating base. It is preferable that the cover member is included. Furthermore, it is preferable that at least one of the insulating base material and the lid member has a recess that accommodates at least a part of the battery body.

　本発明の固体電池において、収容部材が、電池素体が載置される表面を有する絶縁基材を含む場合に、絶縁基材には、絶縁基材の内側面と外側面とを導通させる電極接続部が形成されており、電極接続部が、正極層に接続される正極接続部と、負極層に接続される負極接続部とを含むことが好ましい。 In the solid state battery of the present invention, when the housing member includes an insulating base material having a surface on which the battery body is placed, the insulating base material has an electrode for electrically connecting the inner side surface and the outer side surface of the insulating base material. It is preferable that the connection part is formed, and the electrode connection part includes a positive electrode connection part connected to the positive electrode layer and a negative electrode connection part connected to the negative electrode layer.

　本発明の固体電池において、集電部材が、電池素体の外表面の少なくとも一部を囲むように形成された周側壁部を有することが好ましい。この場合、集電部材の周側壁部が電池素体の移動に対してストッパの役割を果たすので、収容部材内での電池素体の位置ずれを防止することができる。 In the solid state battery of the present invention, it is preferable that the current collecting member has a peripheral side wall portion formed so as to surround at least a part of the outer surface of the battery body. In this case, since the peripheral side wall portion of the current collecting member serves as a stopper for the movement of the battery element body, it is possible to prevent the displacement of the battery element body in the housing member.

　なお、本発明の固体電池において、収容部材が、電池素体が載置される表面を有する絶縁基材と、絶縁基材の表面上に載置された電池素体を覆うように絶縁基材に接合された蓋部材とを含む場合には、正極層と負極層とは、絶縁基材と蓋部材とが対向する方向に積層されていてもよく、または、正極層と負極層とは、絶縁基材が延在する方向に積層されていてもよい。 In the solid state battery of the present invention, the housing member covers the insulating base material having the surface on which the battery body is placed and the battery base material placed on the surface of the insulating base material. The positive electrode layer and the negative electrode layer may be laminated in a direction in which the insulating substrate and the cover member face each other, or the positive electrode layer and the negative electrode layer are The insulating base material may be laminated in the extending direction.

　絶縁基材が延在する方向に正極層と負極層とが積層されている場合、絶縁基材を基板の表面上に置いた場合、正極層と負極層とを基板の表面が延びる方向に並べて配置することができる。これにより、正極層と負極層のそれぞれの表面を基板の表面に対向させることができる。したがって、実装面積を増やさないで正極層と負極層のそれぞれを基板上の電子回路配線等に接続することができるので、電池を基板の上に容易に実装することができる。 When the positive electrode layer and the negative electrode layer are laminated in the direction in which the insulating base material extends, when the insulating base material is placed on the surface of the substrate, the positive electrode layer and the negative electrode layer are arranged in the direction in which the surface of the substrate extends. Can be arranged. Thereby, each surface of a positive electrode layer and a negative electrode layer can be made to oppose the surface of a board | substrate. Therefore, since each of the positive electrode layer and the negative electrode layer can be connected to the electronic circuit wiring on the substrate without increasing the mounting area, the battery can be easily mounted on the substrate.

　上記の場合、本発明の固体電池が、蓋部材と電池素体との間に配置された絶縁部材をさらに備えることが好ましい。 In the above case, it is preferable that the solid state battery of the present invention further includes an insulating member disposed between the lid member and the battery body.

　本発明のもう一つの局面に従った固体電池は、電池素体と、収容部材と、正極端子および負極端子と、集電部材とを備える。電池素体は、正極層、固体電解質層および負極層を含む。収容部材は、電池素体を収容する。正極端子および負極端子は、収容部材の内側から外側に引き出されるように配置されている。集電部材は、正極端子または負極端子の少なくともいずれか一方に接続されるように正極層または負極層の少なくともいずれか一方と収容部材との間に配置され、弾性を有しかつ導電性物質を含む。 A solid state battery according to another aspect of the present invention includes a battery body, a housing member, a positive terminal and a negative terminal, and a current collecting member. The battery body includes a positive electrode layer, a solid electrolyte layer, and a negative electrode layer. The housing member houses the battery body. The positive electrode terminal and the negative electrode terminal are arranged so as to be drawn out from the inside of the housing member. The current collecting member is disposed between at least one of the positive electrode layer or the negative electrode layer and the housing member so as to be connected to at least one of the positive electrode terminal or the negative electrode terminal, and has an elastic and conductive material. Including.

　本発明の別の局面に従った固体電池は、電池素体と、収容部材と、正極端子および負極端子と、集電部材とを備える。電池素体は、正極層、固体電解質層および負極層を含む。収容部材は、電池素体を収容する。集電部材は、電池素体と収容部材との間に配置され、弾性を有しかつ導電性物質を含む。 A solid state battery according to another aspect of the present invention includes a battery body, a housing member, a positive electrode terminal and a negative electrode terminal, and a current collecting member. The battery body includes a positive electrode layer, a solid electrolyte layer, and a negative electrode layer. The housing member houses the battery body. The current collecting member is disposed between the battery body and the housing member, has elasticity, and includes a conductive substance.

　本発明によれば、電池素体の電極層と収容部材の導体部との電気的接続を良好に保つことができる。また、集電部材が炭素材料または導電性ゴムを含む場合、電池性能の劣化を抑制することができる。 According to the present invention, the electrical connection between the electrode layer of the battery body and the conductor portion of the housing member can be maintained well. Moreover, when a current collection member contains a carbon material or conductive rubber, deterioration of battery performance can be suppressed.

本発明の第１の実施形態として実施例で作製された固体電池の模式的な断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the typical cross section of the solid battery produced in the Example as the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態としての固体電池の模式的な断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the typical cross section of the solid battery as the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態としての固体電池の模式的な断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the typical cross section of the solid battery as the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施形態としての固体電池の模式的な断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the typical cross section of the solid battery as the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第５の実施形態としての固体電池の模式的な断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the typical cross section of the solid battery as the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第６の実施形態としての固体電池の模式的な断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the typical cross section of the solid battery as the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第７の実施形態としての固体電池の模式的な断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the typical cross section of the solid battery as the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第８の実施形態としての固体電池の模式的な断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the typical cross section of the solid battery as the 8th Embodiment of this invention. 本発明の第９の実施形態としての固体電池を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the solid battery as the 9th Embodiment of this invention. 本発明の第１０の実施形態としての固体電池を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the solid battery as the 10th Embodiment of this invention. 本発明の比較例で作製された固体電池の模式的な断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the typical cross section of the solid battery produced by the comparative example of this invention.

　以下、本発明の固体電池の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the solid state battery of the present invention will be described.

　（第１の実施の形態）
　図１に示すように、本発明の第１の実施形態では、平面実装型の固体電池１は、電池素体１０と、電池素体１０を収容する収容部材２０とから構成される。 (First embodiment)
As shown in FIG. 1, in the first embodiment of the present invention, a planar mounting type solid battery 1 includes a battery body 10 and a housing member 20 that houses the battery body 10.

　電池素体１０として、たとえば、全固体二次電池は、正極層１１と負極層１２との間に挟まれた固体電解質層１３を備える。正極層１１は、たとえば、正極活物質としてのＬｉ₂ＦｅＳ₂、ＬｉＦｅＰＯ₄またはＬｉＣｏＯ₂と、固体電解質としてのＬｉ₂Ｓ－Ｐ₂Ｓ₅系組成物またはＬｉ₃ＰＳ₄とを含む。負極層１２は、たとえば、負極活物質としてのグラファイトと、固体電解質としてのＬｉ₂Ｓ－Ｐ₂Ｓ₅系組成物またはＬｉ₃ＰＳ₄とを含む。正極層１１と負極層１２との間に挟まれた固体電解質層１３はＬｉ₂Ｓ－Ｐ₂Ｓ₅系組成物またはＬｉ₃ＰＳ₄である。 As the battery body 10, for example, an all solid state secondary battery includes a solid electrolyte layer 13 sandwiched between a positive electrode layer 11 and a negative electrode layer 12. The positive electrode layer 11 includes, for example, a Li _₂ FeS _2, LiFePO ₄ or LiCoO ₂ as a positive electrode active _{_{material, Li 2 S-P 2 S}} 5 based composition as a solid electrolyte or a Li ₃ PS _4. The negative electrode layer 12 includes, for example, graphite as a negative electrode active material and Li ₂ SP—S ₂ S ₅ composition or Li ₃ PS ₄ as a solid electrolyte. The solid electrolyte layer 13 sandwiched between the positive electrode layer 11 and the negative electrode layer 12 is a Li ₂ SP—S ₂ S ₅ composition or Li ₃ PS ₄ .

　収容部材２０は、絶縁基材２１と、金属蓋部材２２とから構成される。絶縁基材２１は、電池素体１０が載置される表面を有する。金属蓋部材２２は、絶縁基材２１の表面上に載置された電池素体１０を覆うように絶縁基材２１に接合されている。絶縁基材２１と金属蓋部材２２のそれぞれは、電池素体１０の一部を収容する凹部を有する。絶縁基材２１の凹部の底面には、電池素体１０が集電部材１１１を介在して搭載されている。集電部材１１１は、弾性を有しかつ導電性物質を含む材料からなり、たとえば、炭素材料または導電性ゴムを含む材料から形成されているのが好ましく、カーボンシートまたは異方性導電性ゴムシートからなるのがさらに好ましい。 The housing member 20 includes an insulating base material 21 and a metal lid member 22. The insulating base material 21 has a surface on which the battery body 10 is placed. The metal lid member 22 is joined to the insulating base material 21 so as to cover the battery body 10 placed on the surface of the insulating base material 21. Each of the insulating base material 21 and the metal lid member 22 has a recess for accommodating a part of the battery body 10. The battery body 10 is mounted on the bottom surface of the recess of the insulating base material 21 with the current collecting member 111 interposed. The current collecting member 111 is made of a material having elasticity and containing a conductive substance. For example, the current collecting member 111 is preferably formed of a carbon material or a material containing a conductive rubber, and is a carbon sheet or an anisotropic conductive rubber sheet. More preferably it consists of:

　金属蓋部材２２は、絶縁基材２１の表面上に搭載された電池素体１０を覆うように、絶縁基材２１にメタライズ層（図示せず）を介在して接合されている。メタライズ層は、たとえば、タングステン（Ｗ）等の金属を主成分とする金属ペーストを印刷塗布して焼成することによって形成される。絶縁基材２１は、たとえば、アルミナ等のセラミックスから形成される。金属蓋部材２２は、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）等の金属、または鉄（Ｆｅ）－ニッケル（Ｎｉ）－コバルト（Ｃｏ）合金等の合金から形成される。負極層１２の外表面が金属蓋部材２２の内側表面に接触するように電池素体１０は収容部材２０の内部に配置されている。 The metal lid member 22 is joined to the insulating base material 21 via a metallized layer (not shown) so as to cover the battery body 10 mounted on the surface of the insulating base material 21. The metallized layer is formed, for example, by printing and baking a metal paste whose main component is a metal such as tungsten (W). Insulating base material 21 is formed from ceramics, such as alumina, for example. The metal lid member 22 is made of a metal such as aluminum (Al) or copper (Cu), or an alloy such as iron (Fe) -nickel (Ni) -cobalt (Co) alloy. The battery body 10 is disposed inside the housing member 20 so that the outer surface of the negative electrode layer 12 is in contact with the inner surface of the metal lid member 22.

　なお、この実施の形態では、絶縁基材２１は、セラミックスから形成された例を示したが、リフロー炉内での加熱温度に耐えることが可能な合成樹脂等の絶縁材料で形成されてもよい。この場合、熱変形温度が２７０℃以上の合成樹脂を用いて絶縁基材２１を形成するのが好ましい。 In this embodiment, the insulating base material 21 is formed of ceramics. However, the insulating base material 21 may be formed of an insulating material such as a synthetic resin that can withstand the heating temperature in the reflow furnace. . In this case, it is preferable to form the insulating base material 21 using a synthetic resin having a heat distortion temperature of 270 ° C. or higher.

　絶縁基材２１の内部には、絶縁基材２１の内側面と外側面とを導通させる電極接続部として正極接続部１１２と負極接続部１２２が配置されている。正極接続部１１２と負極接続部１２２の形成は以下のようにして行われる。まず、絶縁基材２１を構成するセラミックスのグリーンシートに、たとえば、タングステン（Ｗ）等の金属を主成分とする金属ペーストを、グリーンシートの表面に印刷塗布して、または、グリーンシートに形成された孔に印刷充填して、正極接続部１１２と負極接続部１２２の導体層となる印刷パターンを形成する。次に、これらの印刷パターンを形成したグリーンシートを積層して焼成することによって、内部に正極接続部１１２と負極接続部１２２を有する絶縁基材２１を作製する。 In the insulating base material 21, a positive electrode connection part 112 and a negative electrode connection part 122 are arranged as electrode connection parts that electrically connect the inner side surface and the outer side surface of the insulating base material 21. Formation of the positive electrode connection part 112 and the negative electrode connection part 122 is performed as follows. First, a ceramic paste constituting the insulating substrate 21 is printed with a metal paste mainly composed of a metal such as tungsten (W) on the surface of the green sheet, or formed on the green sheet. A printed pattern to be a conductive layer of the positive electrode connection portion 112 and the negative electrode connection portion 122 is formed by printing and filling the holes. Next, the green sheets on which these printed patterns are formed are stacked and baked to produce the insulating base material 21 having the positive electrode connection portion 112 and the negative electrode connection portion 122 inside.

　絶縁基材２１の一方側の外表面としての下面には、正極端子１１０と負極端子１２０が配置されている。電池素体１０の正極層１１は、集電部材１１１、正極接続部１１２を通じて正極端子１１０に接続されている。電池素体１０の負極層１２は、金属蓋部材２２、負極接続部１２２を通じて負極端子１２０に接続されている。正極端子１１０と負極端子１２０の形成は以下のようにして行われる。まず、絶縁基材２１を構成するセラミックスのグリーンシートに、タングステン（Ｗ）等の金属を主成分とする金属ペーストを印刷塗布して正極端子１１０と負極端子１２０の導体層となる印刷パターンを形成する。次に、これらの印刷パターンを形成したグリーンシートを焼成することによって、外表面に正極端子１１０と負極端子１２０を有する絶縁基材２１を作製する。正極端子１１０と負極端子１２０の形成は、上記の正極接続部１１２と負極接続部１２２の形成と同じ工程で行われる。半田との濡れ性を良くするために、正極端子１１０と負極端子１２０の表面には、ニッケル（Ｎｉ）層と金（Ａｕ）層がめっき法等により形成されるのが好ましい。なお、絶縁基材２１を構成するセラミックスのグリーンシートを焼成し、その後、導体層を形成して、外表面に正極端子１１０と負極端子１２０を有する絶縁基材２１を作製してもよい。本発明において、絶縁基材２１の作製方法は特に限定されない。 The positive electrode terminal 110 and the negative electrode terminal 120 are arranged on the lower surface as the outer surface on one side of the insulating base material 21. The positive electrode layer 11 of the battery body 10 is connected to the positive electrode terminal 110 through the current collecting member 111 and the positive electrode connecting portion 112. The negative electrode layer 12 of the battery body 10 is connected to the negative electrode terminal 120 through the metal lid member 22 and the negative electrode connection part 122. Formation of the positive electrode terminal 110 and the negative electrode terminal 120 is performed as follows. First, a metal paste mainly composed of a metal such as tungsten (W) is printed on a ceramic green sheet constituting the insulating base material 21 to form a print pattern to be a conductor layer of the positive electrode terminal 110 and the negative electrode terminal 120. To do. Next, the insulating base material 21 which has the positive electrode terminal 110 and the negative electrode terminal 120 on the outer surface is produced by baking the green sheet in which these printing patterns were formed. The positive electrode terminal 110 and the negative electrode terminal 120 are formed in the same process as the formation of the positive electrode connection portion 112 and the negative electrode connection portion 122 described above. In order to improve the wettability with the solder, it is preferable that a nickel (Ni) layer and a gold (Au) layer are formed on the surfaces of the positive electrode terminal 110 and the negative electrode terminal 120 by a plating method or the like. Insulating substrate 21 having positive electrode terminal 110 and negative electrode terminal 120 on the outer surface may be produced by firing a ceramic green sheet constituting insulating substrate 21 and then forming a conductor layer. In the present invention, the method for producing the insulating base material 21 is not particularly limited.

　なお、収容部材２０を構成する絶縁基材２１は、正極端子１１０に接続される導体部として正極接続部１１２を含み、負極端子１２０に接続される導体部として負極接続部１２２を含む。集電部材１１１は、絶縁基材２１の導体部としての正極接続部１１２に接続されるように正極層１１と絶縁基材２１との間に配置されている。集電部材１１１は、正極層１１と絶縁基材２１との間ではなく、負極層１２と金属蓋部材２２との間に配置されていてもよい。 Note that the insulating base material 21 constituting the housing member 20 includes a positive electrode connection portion 112 as a conductor portion connected to the positive electrode terminal 110 and a negative electrode connection portion 122 as a conductor portion connected to the negative electrode terminal 120. The current collecting member 111 is disposed between the positive electrode layer 11 and the insulating base material 21 so as to be connected to the positive electrode connecting part 112 as a conductor part of the insulating base material 21. The current collecting member 111 may be disposed not between the positive electrode layer 11 and the insulating base material 21 but between the negative electrode layer 12 and the metal lid member 22.

　以上のように構成された本発明の一つの実施の形態としての固体電池１においては、弾性を有する集電部材１１１が、正極層１１または負極層１２と収容部材２０との間に配置されている。このため、集電部材１１１の弾性に対抗する付勢力が電池素体１０に作用した状態で、電池素体１０の正極層１１または負極層１２の少なくともいずれか一方が収容部材２０の導体部に接続されるように、電池素体１０が収容部材２０内に配置される。したがって、電池素体１０が収容部材２０内で容易に移動することがないので、電池素体１０の電極層と収容部材２０の導体部との電気的接続を良好に保つことができる。 In the solid state battery 1 according to one embodiment of the present invention configured as described above, the current collecting member 111 having elasticity is disposed between the positive electrode layer 11 or the negative electrode layer 12 and the housing member 20. Yes. Therefore, at least one of the positive electrode layer 11 and the negative electrode layer 12 of the battery body 10 acts as a conductor portion of the housing member 20 in a state where the biasing force that opposes the elasticity of the current collector 111 acts on the battery body 10. The battery body 10 is disposed in the housing member 20 so as to be connected. Therefore, since the battery body 10 does not easily move in the housing member 20, the electrical connection between the electrode layer of the battery body 10 and the conductor portion of the housing member 20 can be kept good.

　また、本発明の固体電池１では、ワイヤボンディングする必要がなく、正極層１１または負極層１２の少なくともいずれか一方と収容部材２０との間に弾性を有する集電部材１１１を介在させるだけで、電池素体１０の電極層と収容部材２０の導体部との電気的接続を行うことができる。このため、製造工程を簡略化することができるとともに、収容部材２０を小さくすることができる。したがって、実装型の固体電池１を容易に小型化することが可能になる。 Further, in the solid state battery 1 of the present invention, there is no need for wire bonding, and only by having a current collecting member 111 having elasticity between at least one of the positive electrode layer 11 or the negative electrode layer 12 and the housing member 20, Electrical connection between the electrode layer of the battery body 10 and the conductor portion of the housing member 20 can be performed. For this reason, while being able to simplify a manufacturing process, the accommodating member 20 can be made small. Therefore, the mounting type solid battery 1 can be easily downsized.

　さらに、本発明の固体電池１において、集電部材１１１が炭素材料または導電性ゴムを含む場合、正極層１１または負極層１２の少なくともいずれか一方と収容部材２０との間に弾性を有する集電部材１１１を介在させても、炭素材料または導電性ゴムが電極材料等と反応しないので、電池性能の劣化を抑制することができる。 Furthermore, in the solid battery 1 of the present invention, when the current collecting member 111 includes a carbon material or conductive rubber, the current collecting member having elasticity between at least one of the positive electrode layer 11 and the negative electrode layer 12 and the housing member 20. Even if the member 111 is interposed, since the carbon material or the conductive rubber does not react with the electrode material or the like, it is possible to suppress the deterioration of the battery performance.

　なお、本発明の固体電池１は、収容部材２０が、液状の電解質ではなく、固体電解質を含む電池素体１０を収容しているので、リフロー炉内の加熱温度に耐えることが可能である。これにより、本発明の固体電池１は、リフローはんだ付けによって基板に表面実装することができる。 The solid battery 1 of the present invention can withstand the heating temperature in the reflow furnace because the housing member 20 houses the battery body 10 containing the solid electrolyte instead of the liquid electrolyte. Thereby, the solid battery 1 of the present invention can be surface-mounted on a substrate by reflow soldering.

　また、本発明の固体電池１において、絶縁基材２１の内部に正極接続部１１２と負極接続部１２２が配置されており、絶縁基材２１の下面には正極端子１１０と負極端子１２０が配置されており、電池素体１０の正極層１１と負極層１２は、それぞれ、正極接続部１１２と負極接続部１２２を通じて正極端子１１０と負極端子１２０に接続されている。 In the solid state battery 1 of the present invention, the positive electrode connection portion 112 and the negative electrode connection portion 122 are disposed inside the insulating base material 21, and the positive electrode terminal 110 and the negative electrode terminal 120 are disposed on the lower surface of the insulating base material 21. The positive electrode layer 11 and the negative electrode layer 12 of the battery body 10 are connected to the positive electrode terminal 110 and the negative electrode terminal 120 through the positive electrode connection portion 112 and the negative electrode connection portion 122, respectively.

　このように構成されていることから、正極端子１１０と負極端子１２０が絶縁基材２１の一方側の外表面である下面に配置されているので、正極端子１１０と負極端子１２０に接続する配線基板上の箇所に予めペースト状のはんだ材料を供給しておいて、リフローはんだ付け工程を行うことができる。 Since the positive electrode terminal 110 and the negative electrode terminal 120 are arranged on the lower surface, which is the outer surface on one side of the insulating base material 21, the wiring board connected to the positive electrode terminal 110 and the negative electrode terminal 120. A reflow soldering process can be performed by supplying a paste-like solder material to the upper portion in advance.

　この場合、金属蓋部材２２に接合される絶縁基材２１にはメタライズ層が形成されており、絶縁基材２１と金属蓋部材２２とはメタライズ層を介在して接合され、絶縁基材２１の内部に配置された負極接続部１２２とメタライズ層とが接続されることにより、金属蓋部材２２が負極接続部１２２に電気的に接続されるとともに、電池素体１０の負極層１２に金属蓋部材２２が負極接続部１２２を通じて電気的に接続されることによって、金属蓋部材２２が導電通路として構成されている。 In this case, a metallized layer is formed on the insulating base material 21 to be joined to the metal lid member 22, and the insulating base material 21 and the metal lid member 22 are joined via the metallized layer. The metal lid member 22 is electrically connected to the negative electrode connection portion 122 by connecting the negative electrode connection portion 122 disposed inside and the metallized layer, and the metal lid member is connected to the negative electrode layer 12 of the battery body 10. 22 is electrically connected through the negative electrode connecting portion 122, so that the metal lid member 22 is configured as a conductive path.

　このように構成することにより、シーム溶接法を用いて、金属蓋部材２２の外表面に所定の電圧を印加することにより、金属蓋部材２２と絶縁基材２１とを溶接によって効率よく接合することができるとともに、気密性が高い接合を実現することができる。その結果、たとえば、電池素体１０の吸湿による劣化を防止することができる。 By comprising in this way, a predetermined voltage is applied to the outer surface of the metal cover member 22 using a seam welding method, and the metal cover member 22 and the insulating base material 21 are efficiently joined by welding. In addition, it is possible to realize bonding with high airtightness. As a result, for example, deterioration of the battery body 10 due to moisture absorption can be prevented.

　（第２の実施の形態）
　図２に示すように、本発明の第２の実施形態として、平面実装型の固体電池２では、絶縁基材２１が電池素体１０を収容する凹部を有し、金属蓋部材２２が平板状である。固体電池２の他の構成は、図１に示す固体電池１と同様である。固体電池２も、前述した固体電池１と同様の作用効果を達成することができる。 (Second Embodiment)
As shown in FIG. 2, as a second embodiment of the present invention, in a flat-mount type solid battery 2, the insulating base 21 has a recess for housing the battery body 10, and the metal lid member 22 is flat. It is. The other structure of the solid battery 2 is the same as that of the solid battery 1 shown in FIG. The solid battery 2 can also achieve the same effects as the solid battery 1 described above.

　（第３の実施の形態）
　図３に示すように、本発明の第３の実施形態として、平面実装型の固体電池３では、集電部材１１１が正極層１１と絶縁基材２１との間に配置されるとともに、集電部材１２１が負極層１２と金属蓋部材２２との間に配置されている。このため、収容部材２０内の電池素体１０をより強固に固定することができるため、強い振動が生じた場合でも、電池素体１０の電極層と収容部材２０の導体部との電気的接続を保つことができる。固体電池３の他の構成は、図１に示す固体電池１と同様である。固体電池３も、前述した固体電池１と同様の作用効果を達成することができる。 (Third embodiment)
As shown in FIG. 3, as a third embodiment of the present invention, in the planar mounting type solid battery 3, the current collecting member 111 is disposed between the positive electrode layer 11 and the insulating base material 21, and The member 121 is disposed between the negative electrode layer 12 and the metal lid member 22. For this reason, since the battery body 10 in the housing member 20 can be more firmly fixed, even when strong vibration occurs, the electrical connection between the electrode layer of the battery body 10 and the conductor portion of the housing member 20 Can keep. The other structure of the solid battery 3 is the same as that of the solid battery 1 shown in FIG. The solid battery 3 can also achieve the same effects as the solid battery 1 described above.

　（第４の実施の形態）
　図４に示すように、本発明の第４の実施形態として、平面実装型の固体電池４では、絶縁基材２１の凹部を形成する内側壁に段差を形成することによって、さらに内側に位置する周側壁部２１１が絶縁基材２１の凹部に設けられている。周側壁部２１１は、集電部材１１１の外表面の一部である外周側面を囲むように形成されている。固体電池４の他の構成は、図１に示す固体電池１と同様である。 (Fourth embodiment)
As shown in FIG. 4, as a fourth embodiment of the present invention, in the flat-mount type solid battery 4, a step is formed on the inner side wall forming the concave portion of the insulating base material 21, thereby being positioned further inside. A peripheral side wall portion 211 is provided in the concave portion of the insulating base material 21. The peripheral side wall portion 211 is formed so as to surround an outer peripheral side surface that is a part of the outer surface of the current collecting member 111. The other structure of the solid battery 4 is the same as that of the solid battery 1 shown in FIG.

　このように構成することにより、絶縁基材２１の凹部の周側壁部２１１が集電部材１１１の移動に対してストッパの役割を果たすので、収容部材２０内での集電部材１１１の位置ずれをさらに効果的に防止することができる。なお、固体電池４も、前述した固体電池１と同様の作用効果を達成することができる。 By configuring in this way, the peripheral side wall portion 211 of the concave portion of the insulating base material 21 serves as a stopper against the movement of the current collecting member 111, so that the position shift of the current collecting member 111 within the housing member 20 is prevented. Further, it can be effectively prevented. The solid battery 4 can also achieve the same effects as the solid battery 1 described above.

　なお、図３に示す固体電池３において、図示されていないが、金属蓋部材２２の凹部を形成する内側壁に段差を形成することによって、さらに内側に位置する周側壁部が金属蓋部材２２の凹部に設けられてもよい。この場合、金属蓋部材２２の凹部に設けられる周側壁部は、集電部材１２１の外表面の一部である外周側面を囲むように形成されることになる。このようにすれば、収容部材２０内での集電部材１２１の位置ずれをいっそう効果的に防止することができる。 In the solid battery 3 shown in FIG. 3, although not shown, by forming a step on the inner side wall that forms the concave portion of the metal lid member 22, the peripheral side wall portion positioned further inside is formed on the metal lid member 22. You may provide in a recessed part. In this case, the peripheral side wall provided in the recess of the metal lid member 22 is formed so as to surround the outer peripheral side surface that is a part of the outer surface of the current collecting member 121. In this way, it is possible to prevent the displacement of the current collecting member 121 in the housing member 20 more effectively.

　（第５の実施の形態）
　図５に示すように、本発明の第５の実施形態として、平面実装型の固体電池５では、金属蓋部材２２の凹部を形成する内側壁に段差を形成することによって、さらに内側に位置する周側壁部２２１が金属蓋部材２２の凹部に設けられている。周側壁部２２１は、電池素体１０の外表面の一部である外周側面を囲むように形成されている。固体電池５の他の構成は、図４に示す固体電池４と同様である。このように構成することにより、金属蓋部材２２の凹部の周側壁部２２１が電池素体１０の移動に対してストッパの役割を果たすので、さらに効果的に、収容部材２０内での電池素体１０の位置ずれを防止することができる。なお、固体電池５も、前述した固体電池４と同様の作用効果を達成することができる。 (Fifth embodiment)
As shown in FIG. 5, as a fifth embodiment of the present invention, in the planar mounting type solid battery 5, a step is formed on the inner side wall forming the concave portion of the metal lid member 22, thereby being positioned further inside. A peripheral side wall portion 221 is provided in the concave portion of the metal lid member 22. The peripheral side wall portion 221 is formed so as to surround an outer peripheral side surface that is a part of the outer surface of the battery body 10. The other structure of the solid battery 5 is the same as that of the solid battery 4 shown in FIG. With such a configuration, the peripheral side wall portion 221 of the concave portion of the metal lid member 22 serves as a stopper against the movement of the battery body 10, so that the battery body within the housing member 20 is more effectively produced. 10 position shifts can be prevented. The solid battery 5 can also achieve the same effects as the solid battery 4 described above.

　（第６の実施の形態）
　図６に示すように、本発明の第６の実施形態として、平面実装型の固体電池６では、電池素体１０の一部である底部を収容するように集電部材１１１に凹部を形成することによって、周側壁部１１１１が集電部材１１１に設けられている。周側壁部１１１１は、電池素体１０の外表面の一部である外周側面を囲むように形成されている。固体電池６の他の構成は、図４に示す固体電池４と同様である。このように構成することにより、集電部材１１１の凹部の周側壁部１１１１が電池素体１０の移動に対してストッパの役割を果たすので、さらに効果的に、収容部材２０内での電池素体１０の位置ずれを防止することができる。なお、固体電池６も、前述した固体電池４と同様の作用効果を達成することができる。 (Sixth embodiment)
As shown in FIG. 6, as the sixth embodiment of the present invention, in the planar mounting type solid battery 6, a recess is formed in the current collecting member 111 so as to accommodate a bottom part that is a part of the battery body 10. Thus, the peripheral side wall portion 1111 is provided on the current collecting member 111. The peripheral side wall portion 1111 is formed so as to surround an outer peripheral side surface that is a part of the outer surface of the battery body 10. The other structure of the solid battery 6 is the same as that of the solid battery 4 shown in FIG. With such a configuration, the peripheral side wall portion 1111 of the concave portion of the current collecting member 111 serves as a stopper against the movement of the battery body 10, so that the battery body in the housing member 20 can be more effectively produced. 10 position shifts can be prevented. The solid battery 6 can also achieve the same effects as the solid battery 4 described above.

　以上の実施の形態の固体電池１～６では、正極層１１と負極層１２とは、絶縁基材２１と金属蓋部材２２とが対向する方向に積層されている。 In the solid batteries 1 to 6 of the above embodiment, the positive electrode layer 11 and the negative electrode layer 12 are laminated in a direction in which the insulating base material 21 and the metal lid member 22 face each other.

　（第７の実施の形態）
　図７に示すように、本発明の第７の実施形態として、平面実装型の固体電池７は、電池素体１０と、電池素体１０を収容する収容部材３０とから構成される。収容部材３０は、絶縁基材３１と、絶縁蓋部材３２とから構成される。絶縁基材３１は、電池素体１０が載置される表面を有する。絶縁蓋部材３２は、絶縁基材３１の表面上に載置された電池素体１０を覆うように絶縁基材３１に接合されている。絶縁基材３１は電池素体１０の一部を収容する凹部を有し、絶縁蓋部材３２は平板状である。電池素体１０は、絶縁基材３１が延在する方向に正極層１１、固体電解質層１３および負極層１２を順に積層することにより形成されている。 (Seventh embodiment)
As shown in FIG. 7, as a seventh embodiment of the present invention, a planar mounting type solid battery 7 includes a battery body 10 and a housing member 30 that houses the battery body 10. The housing member 30 includes an insulating base material 31 and an insulating lid member 32. The insulating base material 31 has a surface on which the battery body 10 is placed. The insulating lid member 32 is bonded to the insulating base material 31 so as to cover the battery body 10 placed on the surface of the insulating base material 31. The insulating base 31 has a recess that accommodates a part of the battery body 10, and the insulating lid member 32 has a flat plate shape. The battery body 10 is formed by sequentially laminating the positive electrode layer 11, the solid electrolyte layer 13, and the negative electrode layer 12 in the direction in which the insulating base material 31 extends.

　絶縁基材３１の凹部を形成する内底壁に段差を形成することによって、周側壁部３１１が絶縁基材３１の凹部に設けられている。周側壁部３１１は、集電部材１１１、１１２のそれぞれの外表面の一部である外周側面を囲むように形成されている。絶縁基材３１の内周側壁部３１２は、電池素体１０の外表面の一部を囲むように形成されている。電池素体１０が、絶縁基材３１の表面としての凹部の内底面に、集電部材１１１、１２１を介在して搭載されている。絶縁基材３１には、絶縁基材３１の内側面と外側面とを導通させる電極接続部として正極接続部１１２と負極接続部１２２とが形成されている。正極接続部１１２が集電部材１１１を通じて正極層１１に接続され、かつ、負極接続部１２２が集電部材１２１を通じて負極層１２に接続されるように、電池素体１０は絶縁基材３１の凹部の底面に配置されている。正極層１１が、集電部材１１１、正極接続部１１２を通じて正極端子１１０に接続される。負極層１２が、集電部材１２１、負極接続部１２２を通じて負極端子１２０に接続される。なお、絶縁基材３１と絶縁蓋部材３２とは、たとえば、エポキシ樹脂からなる接着層４０によって接合されている。絶縁基材３１と絶縁蓋部材３２とは、たとえば、アルミナ等のセラミックスから形成される。 The peripheral side wall part 311 is provided in the recessed part of the insulating base material 31 by forming a level | step difference in the inner bottom wall which forms the recessed part of the insulating base material 31. FIG. The peripheral side wall portion 311 is formed so as to surround the outer peripheral side surface that is a part of the outer surface of each of the current collecting

members

111 and 112. The inner peripheral side wall 312 of the insulating base 31 is formed so as to surround a part of the outer surface of the battery body 10. The battery body 10 is mounted on the inner bottom surface of a recess serving as the surface of the insulating base material 31 with current collecting

members

111 and 121 interposed therebetween. A positive electrode connection portion 112 and a negative electrode connection portion 122 are formed on the insulating base material 31 as electrode connection portions for conducting the inner surface and the outer surface of the insulating base material 31. The battery body 10 is a concave portion of the insulating base material 31 such that the positive electrode connecting portion 112 is connected to the positive electrode layer 11 through the current collecting member 111 and the negative electrode connecting portion 122 is connected to the negative electrode layer 12 through the current collecting member 121. It is arranged on the bottom. The positive electrode layer 11 is connected to the positive electrode terminal 110 through the current collecting member 111 and the positive electrode connecting portion 112. The negative electrode layer 12 is connected to the negative electrode terminal 120 through the current collecting member 121 and the negative electrode connecting portion 122. The insulating base 31 and the insulating lid member 32 are joined together by an adhesive layer 40 made of, for example, an epoxy resin. The insulating base 31 and the insulating lid member 32 are made of ceramics such as alumina, for example.

　なお、固体電池７の他の構成は、図１に示す固体電池１と同様である。 The other configuration of the solid battery 7 is the same as that of the solid battery 1 shown in FIG.

　以上のように、絶縁基材３１が延在する方向に正極層１１と負極層１２とが積層されているので、絶縁基材３１を基板の表面上に置いた場合、正極層１１と負極層１２とを基板の表面が延びる方向に並べて配置することができる。これにより、正極層１１と負極層１２のそれぞれの表面を基板の表面に対向させることができる。したがって、実装面積を増やさないで正極層１１と負極層１２のそれぞれを基板上の電子回路配線等に接続することができるので、電池を基板の上に容易に実装することができる。さらに、電池の低背化が可能となる。なお、図７では絶縁基材３１よりも絶縁蓋部材３２の方が小さく示されているが、収容部材３０が封止されていれば絶縁基材３１と絶縁蓋部材３２が同一の大きさでもよく、絶縁蓋部材３２が絶縁基材３１よりも大きくてもよい。 As described above, since the positive electrode layer 11 and the negative electrode layer 12 are laminated in the direction in which the insulating base material 31 extends, when the insulating base material 31 is placed on the surface of the substrate, the positive electrode layer 11 and the negative electrode layer 12 can be arranged side by side in the direction in which the surface of the substrate extends. Thereby, each surface of the positive electrode layer 11 and the negative electrode layer 12 can be made to oppose the surface of a board | substrate. Therefore, since each of the positive electrode layer 11 and the negative electrode layer 12 can be connected to an electronic circuit wiring or the like on the substrate without increasing the mounting area, the battery can be easily mounted on the substrate. Furthermore, it is possible to reduce the height of the battery. In FIG. 7, the insulating lid member 32 is shown smaller than the insulating base material 31, but the insulating base material 31 and the insulating lid member 32 may be the same size as long as the housing member 30 is sealed. The insulating lid member 32 may be larger than the insulating base material 31.

　また、絶縁基材３１の凹部の二つの周側壁部３１１が集電部材１１１、１２１の移動に対してストッパの役割を果たすので、収容部材２０内での集電部材１１１、１２１の位置ずれを防止することができる。 In addition, since the two peripheral side wall portions 311 of the concave portion of the insulating base material 31 serve as a stopper for the movement of the current collecting

members

111 and 121, the displacement of the current collecting

members

111 and 121 in the housing member 20 is prevented. Can be prevented.

　さらに、絶縁基材３１の内周側壁部３１２が電池素体１０の移動に対してストッパの役割を果たすので、収容部材２０内での電池素体１０の位置ずれを防止することができる。なお、固体電池７も、前述した固体電池１と同様の作用効果を達成することができる。 Furthermore, since the inner peripheral side wall portion 312 of the insulating base material 31 serves as a stopper for the movement of the battery body 10, it is possible to prevent the positional deviation of the battery body 10 within the housing member 20. The solid battery 7 can also achieve the same effects as the solid battery 1 described above.

　（第８の実施の形態）
　図８に示すように、本発明の第８の実施形態として、平面実装型の固体電池８では、絶縁基材３１と絶縁蓋部材３２のそれぞれは、電池素体１０の一部を収容する凹部を有する。絶縁基材３１と絶縁蓋部材３２とは、エポキシ樹脂等によって接合されている。絶縁基材３１と対向する側の電池素体１０の表面と反対側の表面に接触するように絶縁介在部材５０が配置されている。すなわち、電池素体１０と絶縁蓋部材３２との間に絶縁介在部材５０が配置されている。より具体的には、絶縁介在部材５０が絶縁蓋部材３２の凹部の内底面と電池素体１０との間に配置されている。なお、固体電池８の他の構成は、図７に示す固体電池７と同様である。 (Eighth embodiment)
As shown in FIG. 8, according to the eighth embodiment of the present invention, in the planar mounting type solid battery 8, each of the insulating base material 31 and the insulating lid member 32 is a recess that accommodates a part of the battery body 10. Have The insulating base 31 and the insulating lid member 32 are joined by an epoxy resin or the like. An insulating interposition member 50 is disposed so as to contact the surface opposite to the surface of the battery body 10 on the side facing the insulating base 31. That is, the insulating interposed member 50 is disposed between the battery body 10 and the insulating lid member 32. More specifically, the insulating interposition member 50 is disposed between the inner bottom surface of the recess of the insulating lid member 32 and the battery body 10. In addition, the other structure of the solid battery 8 is the same as that of the solid battery 7 shown in FIG.

　以上のように構成された固体電池８では、電池素体１０の上に絶縁介在部材５０が配置されているので、絶縁介在部材５０が電池素体１０を絶縁基材３１に向かって押圧するように作用する。このため、収容部材３０内での電池素体１０の位置ずれを防止することができる。また、蓋部材が金属から形成されている場合、電気的短絡を防止することができる。なお、固体電池８も、前述した固体電池７と同様の作用効果を達成することができる。 In the solid battery 8 configured as described above, since the insulating interposed member 50 is disposed on the battery body 10, the insulating interposed member 50 presses the battery body 10 toward the insulating base 31. Act on. For this reason, it is possible to prevent the displacement of the battery body 10 in the housing member 30. Further, when the lid member is made of metal, an electrical short circuit can be prevented. The solid battery 8 can also achieve the same effects as the solid battery 7 described above.

　（第９の実施の形態）
　図９に示すように、本発明の第９の実施形態として、平面実装型の固体電池８Ａでは、絶縁蓋部材３２は、電池素体１０の一部を収容する凹部を有する。絶縁基材３１は平板状である。絶縁基材３１には、導電材料を充填するためのキャビティが形成されており、そのキャビティに導電材料を充填することによって、絶縁基材３１の内側面と外側面とを導通させる電極接続部として正極接続部１１２と負極接続部１２２とが形成されている。なお、固体電池８Ａの他の構成は、図８に示す固体電池８と同様である。 (Ninth embodiment)
As shown in FIG. 9, as a ninth embodiment of the present invention, in a planar mounting type solid battery 8 </ b> A, the insulating lid member 32 has a recess that accommodates a part of the battery body 10. The insulating substrate 31 has a flat plate shape. A cavity for filling the insulating base material 31 with a conductive material is formed, and by filling the cavity with the conductive material, an electrode connection portion for connecting the inner side surface and the outer side surface of the insulating base material 31 is provided. A positive electrode connection portion 112 and a negative electrode connection portion 122 are formed. The other configuration of the solid battery 8A is the same as that of the solid battery 8 shown in FIG.

　以上のように構成された固体電池８Ａでは、電池素体１０の上に絶縁介在部材５０が配置されているので、絶縁介在部材５０が電池素体１０を絶縁基材３１に向かって押圧するように作用する。このため、収容部材３０内での電池素体１０の位置ずれを防止することができる。また、蓋部材が金属から形成されている場合、電気的短絡を防止することができる。 In the solid battery 8A configured as described above, since the insulating interposed member 50 is disposed on the battery body 10, the insulating interposed member 50 presses the battery body 10 toward the insulating base 31. Act on. For this reason, it is possible to prevent the displacement of the battery body 10 in the housing member 30. Further, when the lid member is made of metal, an electrical short circuit can be prevented.

　また、絶縁介在部材５０は必ずしも配置される必要がなく、弾性を有する集電部材１１１、１２１が、正極層１１、負極層１２と絶縁基材３１との間に配置されている。このため、集電部材１１１、１２１の弾性に対抗する付勢力が電池素体１０に作用した状態で、電池素体１０の正極層１１、負極層１２が絶縁基材３１の導体部に接続されるように、電池素体１０が収容部材３０内に配置される。したがって、電池素体１０が収容部材３０内で容易に移動することがないので、電池素体１０の電極層と絶縁基材３１の導体部との電気的接続を良好に保つことができる。 The insulating interposition member 50 is not necessarily arranged, and the current collecting

members

111 and 121 having elasticity are arranged between the positive electrode layer 11 and the negative electrode layer 12 and the insulating base material 31. For this reason, the positive electrode layer 11 and the negative electrode layer 12 of the battery body 10 are connected to the conductor portion of the insulating base material 31 in a state where the biasing force that opposes the elasticity of the current collecting

members

111 and 121 acts on the battery body 10. Thus, the battery body 10 is disposed in the housing member 30. Therefore, since the battery body 10 does not easily move in the housing member 30, the electrical connection between the electrode layer of the battery body 10 and the conductor portion of the insulating base 31 can be kept good.

　（第１０の実施の形態）
　図１０に示すように、本発明の第１０の実施形態では、固体電池９は、電池素体１０と、電池素体１０を収容する収容部材２０とから構成される。電池素体１０は、正極層１１と負極層１２との間に挟まれた固体電解質層１３を備える。収容部材２０はアルミニウムラミネートフィルムから構成される。正極端子１１０および負極端子１２０は、収容部材２０の内側から外側に引き出されるように配置されている。集電部材１１１は、正極端子１１０に接続されるように、正極層１１と収容部材２０との間に配置されている。集電部材１２１は、負極端子１２０に接続されるように、負極層１２と収容部材２０との間に配置されている。 (Tenth embodiment)
As shown in FIG. 10, in the tenth embodiment of the present invention, the solid battery 9 includes a battery body 10 and a housing member 20 that houses the battery body 10. The battery body 10 includes a solid electrolyte layer 13 sandwiched between a positive electrode layer 11 and a negative electrode layer 12. The housing member 20 is made of an aluminum laminate film. The positive electrode terminal 110 and the negative electrode terminal 120 are arranged so as to be drawn out from the inside of the housing member 20. The current collecting member 111 is disposed between the positive electrode layer 11 and the housing member 20 so as to be connected to the positive electrode terminal 110. The current collecting member 121 is disposed between the negative electrode layer 12 and the housing member 20 so as to be connected to the negative electrode terminal 120.

　正極層１１または負極層１２の少なくともいずれか一方と収容部材２０との間に弾性を有する集電部材１１１、１２１を介在させることによって、均一に電池素体１０に圧力が加えられる。また、集電部材１１１、１２１が弾性を有するので、電池素体１０の割れ等の物理的なダメージを抑制することができる。さらに、電池素体１０の厚みのバラツキ、または、電池素体１０の表面の凹凸を吸収することができるので、良好な電気的接続を行うことができる。 By interposing elastic

current collecting members

111, 121 between at least one of the positive electrode layer 11 or the negative electrode layer 12 and the housing member 20, pressure is uniformly applied to the battery body 10. Moreover, since the current collecting

members

111 and 121 have elasticity, physical damage such as cracking of the battery body 10 can be suppressed. Furthermore, since the variation in the thickness of the battery body 10 or the unevenness on the surface of the battery body 10 can be absorbed, good electrical connection can be performed.

　以上の実施の形態において、絶縁基材または蓋部材の少なくともいずれか一方が、電池素体の少なくとも一部を収容する凹部を有する場合、絶縁基材または蓋部材の少なくともいずれか一方の凹部が、電池素体の外表面の少なくとも一部を囲むように形成された周側壁部を有することが好ましい。この場合、上記凹部の周側壁部が電池素体の移動に対してストッパの役割を果たすので、収容部材内での電池素体の位置ずれを防止することができる。 In the above embodiment, when at least one of the insulating base material or the lid member has a concave portion that accommodates at least a part of the battery element body, at least one concave portion of the insulating base material or the lid member is It is preferable to have a peripheral side wall portion formed so as to surround at least a part of the outer surface of the battery body. In this case, since the peripheral side wall portion of the recess serves as a stopper for the movement of the battery body, it is possible to prevent the displacement of the battery body in the housing member.

　また、上記の場合、集電部材が外表面を有し、絶縁基材または蓋部材の少なくともいずれか一方の凹部が、集電部材の外表面の少なくとも一部を囲むように形成された周側壁部を有することが好ましい。この場合、上記凹部の周側壁部が集電部材の移動に対してストッパの役割を果たすので、収容部材内での集電部材の位置ずれを防止することができる。なお、収容部材は、金属缶、樹脂封止の形態を有していてもよい。 In the above case, the current collecting member has an outer surface, and the peripheral side wall is formed so that at least one of the recesses of the insulating base material or the lid member surrounds at least a part of the outer surface of the current collecting member It is preferable to have a part. In this case, since the peripheral side wall part of the said recessed part plays the role of a stopper with respect to the movement of a current collection member, position shift of the current collection member within an accommodating member can be prevented. The housing member may have a form of a metal can or resin sealing.

　以上の実施の形態では、正極活物質としてＬｉ₂ＦｅＳ₂またはＬｉＣｏＯ₂、固体電解質としてＬｉ₂Ｓ－Ｐ₂Ｓ₅系組成物またはＬｉ₃ＰＳ₄、負極活物質としてグラファイトを用いた例を示したが、以下に示す材料を用いてもよい。 In the above embodiment, Li ₂ FeS ₂ or LiCoO ₂ as a positive electrode active _{_{material, Li 2 S-P 2 S}} 5 based composition or Li ₃ PS ₄ as a solid electrolyte, an example of using the graphite as the negative electrode active material However, the following materials may be used.

　正極活物質としては、Ｌｉ₃Ｖ₂（ＰＯ₄）₃等のナシコン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物、ＬｉＦｅＰＯ₄、ＬｉＭｎＰＯ₄等のオリビン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物、ＬｉＣｏＯ₂、ＬｉＣｏ_1/3Ｎｉ_1/3Ｍｎ_1/3Ｏ₂等の層状化合物、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄、ＬｉＮｉ_0.5Ｍｎ_1.5Ｏ₄等のスピネル型構造を有するリチウム含有化合物を用いることができる。 Examples of the positive electrode active material include a lithium-containing phosphate compound having a NASICON structure such as Li ₃ V ₂ (PO ₄ ) ₃ , a lithium-containing phosphate compound having an olivine structure such as LiFePO ₄ and LiMnPO ₄ , LiCoO ₂ , and LiCo. A layered compound such as _1/3 Ni _1/3 Mn _1/3 O ₂ or a lithium-containing compound having a spinel structure such as LiMn ₂ O ₄ or LiNi _0.5 Mn _1.5 O ₄ can be used.

　負極活物質としては、ＭＯｘ（ＭはＴｉ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｃｒ、ＦｅおよびＭｏからなる群より選ばれた少なくとも１種以上の元素を含み、ｘは０．９≦ｘ≦２．０の範囲内の数値である)で表わされる組成を有する化合物を用いることができる。ＴｉＯ₂とＳｉＯ₂、等の異なる元素Ｍを含むＭＯｘで表わされる組成を有する２つ以上の活物質を混合した混合物を用いてもよい。また、負極活物質としては、黒鉛-リチウム化合物、Ｌｉ‐Ａｌ等のリチウム合金、Ｌｉ₃Ｖ₂（ＰＯ₄）₃、Ｌｉ₃Ｆｅ₂（ＰＯ₄）₃、Ｌｉ₄Ｔｉ₅Ｏ₁₂等の酸化物、等を用いることができる。 As the negative electrode active material, MOx (M includes at least one element selected from the group consisting of Ti, Si, Sn, Cr, Fe and Mo, and x is in the range of 0.9 ≦ x ≦ 2.0. A compound having a composition represented by the following numerical value can be used. TiO ₂ and SiO _2, 2 more than one active material having a composition represented by MOx containing different element M may be a mixture obtained by mixing the like. As the negative electrode active material, graphite-lithium compounds, lithium alloys such as Li-Al, oxidation of Li ₃ V ₂ (PO ₄ ) ₃ , Li ₃ Fe ₂ (PO ₄ ) ₃ , Li ₄ Ti ₅ O _12, etc. Thing, etc. can be used.

　固体電解質としては、ナシコン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物を用いることができる。ナシコン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物は、化学式Ｌｉ_xＭ_y（ＰＯ₄）₃（化学式中、ｘは１≦ｘ≦２、ｙは１≦ｙ≦２の範囲内の数値であり、ＭはＴｉ、Ｇｅ、Ａｌ、ＧａおよびＺｒからなる群より選ばれた１種以上の元素を含む）で表わされる。この場合、上記化学式においてＰの一部をＢ、Ｓｉ等で置換してもよい。また、Ｌｉ_1.5Ａｌ_0.5Ｇｅ_1.5（ＰＯ₄）₃とＬｉ_1.2Ａｌ_0.2Ｔｉ_1.8（ＰＯ₄）₃等の、ナシコン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物の異なる組成を有する２つ以上の化合物を混合した混合物を用いてもよい。 As the solid electrolyte, a lithium-containing phosphate compound having a NASICON structure can be used. Lithium-containing phosphoric acid compound having a NASICON-type structure, the chemical formula _{_{_{Li x M y (PO 4)}}} 3 ( Formula, x 1 ≦ x ≦ 2, y is a number in the range of 1 ≦ y ≦ 2, M Represents one or more elements selected from the group consisting of Ti, Ge, Al, Ga and Zr). In this case, a part of P in the above chemical formula may be substituted with B, Si or the like. In addition, two or more compounds having different compositions of lithium-containing phosphate compounds having a NASICON type structure such as Li _1.5 Al _0.5 Ge _1.5 (PO ₄ ) ₃ and Li _1.2 Al _0.2 Ti _1.8 (PO ₄ ) ₃ are mixed. You may use the mixture.

　また、上記の固体電解質に用いられるナシコン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物としては、ナシコン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物の結晶相を含むもの、または、熱処理によりナシコン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物の結晶相を析出するガラスを用いてもよい。 In addition, the lithium-containing phosphate compound having a NASICON structure used in the above solid electrolyte includes a crystal phase of a lithium-containing phosphate compound having a NASICON structure, or a lithium-containing phosphate having a NASICON structure by heat treatment You may use the glass which precipitates the crystal phase of a phosphoric acid compound.

　なお、上記の固体電解質に用いられる材料としては、ナシコン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物以外に、イオン伝導性を有し、電子伝導性が無視できるほど小さい材料を用いることが可能である。このような材料として、たとえば、ハロゲン化リチウム、窒化リチウム、リチウム酸素酸塩、および、これらの誘導体を挙げることができる。また、リン酸リチウム（Ｌｉ₃ＰＯ₄）などのＬｉ‐Ｐ‐Ｏ系化合物、リン酸リチウムに窒素を混ぜたＬＩＰＯＮ（ＬｉＰＯ_4-xＮ_x）、Ｌｉ₄ＳｉＯ₄等のＬｉ‐Ｓｉ‐Ｏ系化合物、Ｌｉ‐Ｐ‐Ｓｉ‐Ｏ系化合物、Ｌｉ‐Ｖ‐Ｓｉ‐Ｏ系化合物、Ｌａ_0.51Ｌｉ_0.35ＴｉＯ_2.94、Ｌａ_0.55Ｌｉ_0.35ＴｉＯ₃、Ｌｉ_3xＬａ_2/3-xＴｉＯ₃等のぺロブスカイト型構造を有する化合物、Ｌｉ、Ｌａ、Ｚｒを有するガーネット型構造を有する化合物、等を挙げることができる。 In addition, as a material used for said solid electrolyte, it is possible to use the material which has ion conductivity and is so small that electronic conductivity can be disregarded other than the lithium-containing phosphate compound which has a NASICON structure. Examples of such a material include lithium halide, lithium nitride, lithium oxyacid salt, and derivatives thereof. Also, Li-PO system compounds such as lithium phosphate (Li ₃ PO ₄ ), LIPON (LiPO _4−x N _x ) in which nitrogen is mixed with lithium phosphate, and Li—Si—O such as Li ₄ SiO ₄ Compounds such as La-based compounds, Li-P-Si-O based compounds, Li-V-Si-O based compounds, La _0.51 Li _0.35 TiO _2.94 , La _0.55 Li _0.35 TiO ₃ , Li _3x La _{2 / 3-x} TiO _3, etc. Examples thereof include compounds having a lobskite structure, compounds having a garnet structure having Li, La, and Zr.

　以上の実施の形態では、集電部材１１１、１２１として炭素含有材料またはカーボンシートを用いた例について説明したが、集電部材の材料として、シリコーン樹脂に金属、カーボンブラック等を含ませた導電性エラストマーを用いてもよい。なお、集電部材は、ヤング率が１０ＧＰａ以下で導電率が１×１０^-3Ｓ以上のものが好ましい。集電部材の導電率が１×１０^-3Ｓより低い場合、電気的接続が悪くなる。また、集電部材のヤング率が１０ＧＰａよりも大きい場合、電池素体１０に適度な圧力がかからず、振動等により収容部材２０内で電池素体１０がずれる可能性がある。なお、集電部材の材料は、固体電解質または電極活物質等の電池構成材料と反応しない材料であることが好ましい。 In the above embodiment, an example in which a carbon-containing material or a carbon sheet is used as the current collecting

members

111 and 121 has been described. An elastomer may be used. The current collecting member preferably has a Young's modulus of 10 GPa or less and a conductivity of 1 × 10 ⁻³ S or more. When the electrical conductivity of the current collecting member is lower than 1 × 10 ⁻³ S, the electrical connection is deteriorated. Further, when the Young's modulus of the current collecting member is larger than 10 GPa, an appropriate pressure is not applied to the battery body 10, and the battery body 10 may be displaced within the housing member 20 due to vibration or the like. In addition, it is preferable that the material of a current collection member is a material which does not react with battery constituent materials, such as a solid electrolyte or an electrode active material.

　集電部材の材料として、たとえば、天然ゴム、イソプレン系ゴム、ブタジエン系ゴム、ジエン系特殊ゴム、オレフィン系ゴム、エーテル系ゴム、ポリスルフィド系ゴム、ウレタン系ゴム、フッ素系ゴム、シリコーン系ゴム等のゴム（エラストマーを含む）；フェノール樹脂（フェノール－ホルムアルデヒド樹脂、ベークライト、石炭酸樹脂）、尿素樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、シリコーン系樹脂、ウレタン樹脂、フラン樹脂、不飽和ポリエステル等の熱硬化性樹脂；ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン等）、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、フッ素系樹脂（ポリテトラフルオロエチレン（テフロン；デュポン社の登録商標）等）、ポリアセタール、ポリエステル樹脂（ポリエチレンテレフタレート等）、アクリル樹脂（ポリアクリロニトリル等）、メタアクリル樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）、フェノキシ樹脂等の熱可塑性樹脂；ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンフタレート、ポリエチレンテレフタレート・ガラス樹脂入り、グラスファイバー強化ポリエチレンテレフタレート、環状ポリオレフィン等の汎用エンジニアリングプラスチック；ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、非晶ポリアリレート、液晶ポリエステル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリアミドイミド等のスーパーエンジニアリングプラスチック；ゴム／プラスチックブレンド、ゴム／ゴムブレンド、ポリマーアロイ、複合樹脂（合成樹脂に他種類の素材を併用したもの；ガラス繊維強化プラスチック、炭素繊維強化プラスチック等）等の高分子材料に、炭素または金属を含有させて導電性を付与した導電性材料も用いることができる。 As a material for the current collecting member, for example, natural rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, diene special rubber, olefin rubber, ether rubber, polysulfide rubber, urethane rubber, fluorine rubber, silicone rubber, etc. Rubber (including elastomer); phenol resin (phenol-formaldehyde resin, bakelite, carboxylic acid resin), urea resin, melamine resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin, alkyd resin, silicone resin, urethane resin, furan resin, unsaturated Thermosetting resins such as polyester; polyolefins (polyethylene, polypropylene, etc.), polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, polystyrene, polyvinyl acetate, fluorine resins (polytetrafluoroethylene (Teflon; DuPont) Registered trademark), polyacetal, polyester resin (polyethylene terephthalate, etc.), acrylic resin (polyacrylonitrile, etc.), methacryl resin, acrylonitrile butadiene styrene resin (ABS resin), thermoplastic resin such as phenoxy resin; polyamide, polyacetal, polycarbonate General-purpose engineering plastics such as modified polyphenylene ether, polybutylene phthalate, polyethylene phthalate, polyethylene terephthalate / glass resin, glass fiber reinforced polyethylene terephthalate, cyclic polyolefin; polyphenylene sulfide, polysulfone, polyethersulfone, amorphous polyarylate, liquid crystal polyester, Super, such as polyetheretherketone, polyimide, polyamideimide For polymer materials such as engineering plastics; rubber / plastic blends, rubber / rubber blends, polymer alloys, composite resins (synthetic resins combined with other types of materials; glass fiber reinforced plastics, carbon fiber reinforced plastics, etc.) A conductive material containing carbon or metal and imparting conductivity can also be used.

　また、上記の高分子材料は、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。 In addition, the above polymer materials may be used alone or in combination of two or more.

　なお、上記の金属として、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウム、酸化スズ、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂等の金属酸化物、金、銀等の貴金属、Ｃｕ等の金属粒子を用いることができる。 As the above metal, metal oxides such as indium tin oxide (ITO), indium oxide, tin oxide, SiO ₂ and TiO ₂ , noble metals such as gold and silver, and metal particles such as Cu can be used.

　次に、上記の実施形態に従って作製された本発明の固体電池の実施例について説明する。なお、本発明の固体電池の形態は、上記の実施の形態に限定されるものではない。 Next, examples of the solid state battery of the present invention manufactured according to the above embodiment will be described. The form of the solid state battery of the present invention is not limited to the above embodiment.

　以下、本発明の固体電池として作製された実施例１、２と比較例について説明する。 Hereinafter, Examples 1 and 2 and a comparative example manufactured as a solid battery of the present invention will be described.

　（実施例１）
　正極活物質としてＬｉ₂ＦｅＳ₂、負極活物質としてグラファイト、固体電解質としてＬｉ₃ＰＳ₄を用いて図１に示す電池素体１０を作製した。 Example 1
A battery body 10 shown in FIG. 1 was prepared using Li ₂ FeS ₂ as a positive electrode active material, graphite as a negative electrode active material, and Li ₃ PS ₄ as a solid electrolyte.

　Ｌｉ₂ＦｅＳ₂とＬｉ₃ＰＳ₄とを質量比１：１で混合することによって正極材料を作製した。グラファイトとＬｉ₃ＰＳ₄を質量比１：１で混合することによって負極材料を作製した。 A positive electrode material was produced by mixing Li ₂ FeS ₂ and Li ₃ PS ₄ at a mass ratio of 1: 1. A negative electrode material was produced by mixing graphite and Li ₃ PS ₄ at a mass ratio of 1: 1.

　以上のようにして得られた正極材料と固体電解質と負極材料を順に積層して３層構造のペレットを、圧力３０００ｋｇｆ／ｃｍ²でプレス成形することによって作製した。このようにして、図１に示されるように、正極層１１と負極層１２との間に挟まれた固体電解質層１３を備えた電池素体１０を得た。 A positive electrode material, a solid electrolyte, and a negative electrode material obtained as described above were sequentially laminated, and a three-layered pellet was press-molded at a pressure of 3000 kgf / cm ² . Thus, as shown in FIG. 1, a battery body 10 including a solid electrolyte layer 13 sandwiched between the positive electrode layer 11 and the negative electrode layer 12 was obtained.

　一方、図１に示される絶縁基材２１を構成するセラミックスのグリーンシートとしてアルミナの成形体に、タングステン（Ｗ）の金属粉末を主成分とする金属ペーストを印刷塗布して導体部と端子となる印刷パターンを形成した。次に、これらの印刷パターンを形成したグリーンシートを積層して焼成することによって、内部に導体部として正極接続部１１２と負極接続部１２２を有し、外表面に正極端子１１０と負極端子１２０を有する絶縁基材２１を作製した。このとき、絶縁基材２１の凹部の頂面にはメタライズ層を形成した。半田との濡れ性を良くするために、正極端子１１０と負極端子１２０の表面には、ニッケル（Ｎｉ）層と金（Ａｕ）層をめっき法により形成した。 On the other hand, as a ceramic green sheet constituting the insulating base 21 shown in FIG. 1, a metal paste mainly composed of tungsten (W) metal powder is printed and applied to an alumina compact as a conductor and terminals. A printed pattern was formed. Next, by laminating and baking these green sheets on which these printed patterns are formed, the positive electrode connecting portion 112 and the negative electrode connecting portion 122 are provided as conductor portions inside, and the positive electrode terminal 110 and the negative electrode terminal 120 are provided on the outer surface. The insulating base material 21 having was produced. At this time, a metallized layer was formed on the top surface of the recess of the insulating base material 21. In order to improve the wettability with the solder, a nickel (Ni) layer and a gold (Au) layer were formed on the surfaces of the positive electrode terminal 110 and the negative electrode terminal 120 by a plating method.

　上記で得られた電池素体１０と絶縁基材２１とを用いて、図１に示すように、電池素体１０の正極層１１側を下にして、絶縁基材２１の凹部の底面上に、集電部材１１１としてカーボンシートを介在させて電池素体１０を載置した。これにより、正極接続部１１２と正極層１１との間で集電部材１１１を通じて導通するように電池素体１０を絶縁基材２１の凹部の底面上に載置した。 Using the battery body 10 and the insulating base material 21 obtained as described above, the positive electrode layer 11 side of the battery base body 10 is on the bottom and on the bottom surface of the recess of the insulating base material 21 as shown in FIG. Then, the battery body 10 was placed with a carbon sheet interposed as the current collecting member 111. Thus, the battery body 10 was placed on the bottom surface of the concave portion of the insulating base 21 so as to be electrically connected between the positive electrode connecting portion 112 and the positive electrode layer 11 through the current collecting member 111.

　次に、絶縁基材２１の凹部の底面上に搭載された電池素体１０を覆うように、絶縁基材２１の凹部の頂面にメタライズ層を介在して、鉄‐ニッケル‐コバルト合金からなる金属蓋部材２２を配置した。さらに、シーム溶接法を用いて、金属蓋部材２２の外表面に所定の電圧を印加することにより、金属蓋部材２２と絶縁基材２１とを溶接によって接合した。このようにして平面実装型の固体電池１を作製した。 Next, a metallized layer is interposed on the top surface of the concave portion of the insulating base material 21 so as to cover the battery body 10 mounted on the bottom surface of the concave portion of the insulating base material 21 and is made of an iron-nickel-cobalt alloy. A metal lid member 22 was disposed. Furthermore, the metal lid member 22 and the insulating base material 21 were joined by welding by applying a predetermined voltage to the outer surface of the metal lid member 22 using a seam welding method. In this way, a surface mount type solid battery 1 was produced.

　作製された固体電池１に振動を加えても、内部の電池素体１０は位置ずれを起こさなかった。これにより、電池特性の劣化の少ない平面実装型の固体電池を実現することができることがわかる。 Even when vibration was applied to the produced solid state battery 1, the internal battery body 10 did not shift. Thereby, it can be seen that a planar mounting type solid battery with little deterioration of battery characteristics can be realized.

　（実施例２）
　固体電解質粉末として、Ｌｉ_1.5Ａｌ_0.5Ｇｅ_1.5（ＰＯ₄）₃の組成を有するガラス粉末を使用した。電極活物質粉末として、Ｌｉ₃Ｖ₂（ＰＯ₄）₃の結晶相を有する粉末を使用した。 (Example 2)
As the solid electrolyte powder, glass powder having a composition of Li _1.5 Al _0.5 Ge _1.5 (PO ₄ ) ₃ was used. As the electrode active material powder, a powder having a crystal phase of Li ₃ V ₂ (PO ₄ ) ₃ was used.

　主材としての固体電解質粉末と、ポリビニルブチラール樹脂と、アルコールとを、１００：１５：１４０の重量比率になるように秤量した。ポリビニルブチラール樹脂をアルコールに溶解して固体電解質スラリーを作製した。 The solid electrolyte powder as a main material, polyvinyl butyral resin, and alcohol were weighed to a weight ratio of 100: 15: 140. Polyvinyl butyral resin was dissolved in alcohol to prepare a solid electrolyte slurry.

　固体電解質粉末５０重量部と、電極活物質粉末４５重量部と、導電剤としての炭素粉末５重量部とを乳鉢で混合した混合粉を主材として用い、主材とポリビニルブチラール樹脂とアルコールとを１００：１５：１４０の重量比率になるように秤量して、固体電解質スラリーと同じ方法で電極スラリーを作製した。 A mixed powder obtained by mixing 50 parts by weight of a solid electrolyte powder, 45 parts by weight of an electrode active material powder, and 5 parts by weight of carbon powder as a conductive agent in a mortar is used as a main material, and the main material, polyvinyl butyral resin, and alcohol are used. An electrode slurry was prepared in the same manner as the solid electrolyte slurry by weighing to a weight ratio of 100: 15: 140.

　ドクターブレード法を用いてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム上に固体電解質スラリーを塗工し、４０℃の温度に加熱したホットプレート上で乾燥し、厚みが５０μｍになるように固体電解質グリーンシートを作製した。 Using a doctor blade method, a solid electrolyte slurry was coated on a polyethylene terephthalate (PET) film, dried on a hot plate heated to a temperature of 40 ° C., and a solid electrolyte green sheet was prepared to a thickness of 50 μm. .

　ドクターブレード法を用いてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム上に電極スラリーを塗工し、４０℃の温度に加熱したホットプレート上で乾燥し、厚みが５０μｍになるように電極グリーンシートを作製した。 The electrode slurry was coated on a polyethylene terephthalate (PET) film using a doctor blade method and dried on a hot plate heated to a temperature of 40 ° C. to prepare an electrode green sheet having a thickness of 50 μm.

　固体電解質グリーンシートをＰＥＴフィルムから剥離した後、この固体電解質グリーンシートを４枚積層し、６０℃の温度で加圧して圧着することによって固体電解質層を形成した。電極グリーンシートをＰＥＴフィルムから剥離した後、この電極グリーンシートを１枚、上記で形成された固体電解質層の片面に積層し、６０℃の温度で加圧して圧着することによって正極層を形成した。上記で形成された固体電解質層の反対側の面に、上記と同様の方法で電極グリーンシートを２枚、積層し、圧着することによって負極層を形成した。 After the solid electrolyte green sheet was peeled from the PET film, four sheets of this solid electrolyte green sheet were laminated, and a solid electrolyte layer was formed by pressurizing and pressure bonding at a temperature of 60 ° C. After the electrode green sheet was peeled from the PET film, one electrode green sheet was laminated on one side of the solid electrolyte layer formed above, and the positive electrode layer was formed by pressurizing and pressing at 60 ° C. . Two electrode green sheets were laminated on the surface opposite to the solid electrolyte layer formed above by the same method as described above, and the negative electrode layer was formed by pressure bonding.

　得られたグリーンシートの積層体を１０ｍｍ×１０ｍｍの寸法に切断し、積層体を作製した。 The obtained green sheet laminate was cut into a size of 10 mm × 10 mm to produce a laminate.

　得られた積層体を空気雰囲気下、５００℃の温度で焼成することにより、ポリビニルブチラール樹脂を除去した後、窒素ガス雰囲気下、７００℃の温度で焼結することにより、焼結体を作製した。 The obtained laminate was fired at a temperature of 500 ° C. in an air atmosphere to remove the polyvinyl butyral resin, and then sintered at a temperature of 700 ° C. in a nitrogen gas atmosphere to prepare a sintered body. .

　正極層と負極層の各々から効率的に電流を導き出すために、得られた焼結体の正極層と負極層の各々の外側面にスパッタリングによって、集電体層として白金（Ｐｔ）層を形成し、電池素体を作製した。 In order to efficiently draw current from each of the positive electrode layer and the negative electrode layer, a platinum (Pt) layer is formed as a current collector layer by sputtering on the outer surface of each of the positive electrode layer and the negative electrode layer of the obtained sintered body. Thus, a battery body was produced.

　作製した電池素体を用いて、実施例１と同様にして図１に示される平面実装型の固体電池１を作製した。 Using the produced battery body, a planar mounting type solid battery 1 shown in FIG. 1 was produced in the same manner as in Example 1.

　（実施例３）
　正極活物質としてＬｉ₂ＦｅＳ₂、負極活物質としてグラファイト、固体電解質としてＬｉ₃ＰＳ₄を用いて図１に示す電池素体１０を作製した。Ｌｉ₂ＦｅＳ₂とＬｉ₃ＰＳ₄とを質量比１：１で混合することによって正極材料を作製した。グラファイトとＬｉ₃ＰＳ₄を質量比１：１で混合することによって負極材料を作製した。 (Example 3)
A battery body 10 shown in FIG. 1 was prepared using Li ₂ FeS ₂ as a positive electrode active material, graphite as a negative electrode active material, and Li ₃ PS ₄ as a solid electrolyte. A positive electrode material was produced by mixing Li ₂ FeS ₂ and Li ₃ PS ₄ at a mass ratio of 1: 1. A negative electrode material was produced by mixing graphite and Li ₃ PS ₄ at a mass ratio of 1: 1.

　そして、図９に示すように、電池素体１０の正極層１１および負極層１２（図１）の上に集電部材１１１、１２１としてカーボンシートを載置した。集電部材１１１の一部の上に正極端子１１０の一方端部、集電部材１２１の一部の上に負極端子１２０の一方端部を載置し、正極端子１１０の他方端部と負極端子１２０の他方端部が露出するように、電池素体１０を収容部材２０としてのアルミニウムラミネートフィルムの間に配置し、１５０℃の温度に加熱した平板を押し当てることによってアルミニウムラミネートフィルム同士を接着して固体電池９を作製した。 Then, as shown in FIG. 9, carbon sheets were placed as current collecting

members

111 and 121 on the positive electrode layer 11 and the negative electrode layer 12 (FIG. 1) of the battery body 10. One end of the positive electrode terminal 110 is placed on a part of the current collecting member 111, and one end of the negative electrode terminal 120 is placed on a part of the current collecting member 121, and the other end of the positive electrode terminal 110 and the negative electrode terminal are placed. The battery body 10 is placed between the aluminum laminate films as the housing member 20 so that the other end of 120 is exposed, and the aluminum laminate films are bonded together by pressing a flat plate heated to a temperature of 150 ° C. Thus, a solid battery 9 was produced.

　作製された固体電池９に振動を加えても、内部の電池素体１０は位置ずれを起こさなかった。これにより、電池特性の劣化の少ない固体電池を実現することができることがわかる。 Even when vibration was applied to the produced solid state battery 9, the internal battery body 10 did not shift. Thereby, it turns out that a solid battery with little deterioration of a battery characteristic is realizable.

　（実施例４）
　実施例１と同様にして図１に示す固体電池１を作製した。ただし、集電部材１１１として、異方導電シート（信越化学製ＭＴタイプ）を用いた。 (Example 4)
The solid battery 1 shown in FIG. 1 was produced in the same manner as in Example 1. However, an anisotropic conductive sheet (MT type manufactured by Shin-Etsu Chemical) was used as the current collecting member 111.

　作製された固体電池１に振動を加えても、内部の電池素体１０は位置ずれを起こさなかった。これにより、電池特性の劣化の少ない固体電池を実現することができることがわかる。 Even when vibration was applied to the produced solid state battery 1, the internal battery body 10 did not shift. Thereby, it turns out that a solid battery with little deterioration of a battery characteristic is realizable.

　（比較例）
　実施例１と同様にして電池素体１０を作製した。正極層１１と正極接続部１１２とを接続するために集電部材１１１の代わりに銀（Ａｇ）‐エポキシ系導電性接着剤からなる導電性接着剤１１３を用いたこと、負極層１２と負極接続部１２２とを接続するために導電性接着剤１２４、１２６とリード線１２５とを用いてワイヤボンディングしたこと、電池素体１０の周りを取り囲んで被覆するように絶縁材６０としてエポキシ樹脂を配置して硬化させたこと、以外は実施例１と同様にして、図１１に示すような形態の平面実装型の固体電池１００を作製した。負極端子１２３を負極端子１２０と同様にして形成した。 (Comparative example)
A battery body 10 was produced in the same manner as in Example 1. A conductive adhesive 113 made of silver (Ag) -epoxy conductive adhesive is used in place of the current collecting member 111 to connect the positive electrode layer 11 and the positive electrode connection portion 112, and the negative electrode layer 12 and the negative electrode connection Wire bonding is performed using

conductive adhesives

124 and 126 and lead wires 125 to connect the portion 122, and an epoxy resin is disposed as an insulating material 60 so as to surround and cover the battery body 10. A planar mounting type solid battery 100 having a configuration as shown in FIG. 11 was produced in the same manner as in Example 1 except that it was cured. The negative electrode terminal 123 was formed in the same manner as the negative electrode terminal 120.

　電池要素１０を位置決めするために絶縁材６０としてエポキシ樹脂を配置して硬化させる必要があり、また、負極層１２を負極端子１２０に電気的に接続するためにワイヤボンディングする必要があるので、実施例１、２の固体電池１と比較して、平面実装型の固体電池１００を得るためには製造工程が複雑であることがわかる。 In order to position the battery element 10, it is necessary to dispose and cure an epoxy resin as the insulating material 60, and it is necessary to perform wire bonding in order to electrically connect the negative electrode layer 12 to the negative electrode terminal 120. Compared with the solid battery 1 of Examples 1 and 2, it can be seen that the manufacturing process is complicated in order to obtain the flat-mount type solid battery 100.

　なお、実施例１で作製した固体電池１と、比較例で作製した固体電池１００とを用いて、１００μＡの充放電電流で、３Ｖの電圧まで充電し、１Ｖの電圧まで放電することにより、充放電試験を行った。 The solid battery 1 produced in Example 1 and the solid battery 100 produced in the comparative example were charged to a voltage of 3 V with a charge / discharge current of 100 μA and discharged to a voltage of 1 V. A discharge test was conducted.

　実施例１の固体電池１の放電容量は、比較例の固体電池１００の放電容量よりも４０％高い値を示した。比較例の固体電池１００では、絶縁材６０を構成する樹脂と電池素体１０の構成材料との間で発生した反応により、放電容量が低下したものと考えられる。 The discharge capacity of the solid battery 1 of Example 1 was 40% higher than the discharge capacity of the solid battery 100 of the comparative example. In the solid battery 100 of the comparative example, it is considered that the discharge capacity is reduced due to the reaction generated between the resin constituting the insulating material 60 and the constituent material of the battery body 10.

　今回開示された実施の形態と実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は以上の実施の形態と実施例ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正と変形を含むものであることが意図される。 It should be considered that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is shown not by the above embodiments and examples but by the claims, and is intended to include all modifications and variations within the meaning and scope equivalent to the claims.

　電池素体の電極層と収容部材の導体部との電気的接続を良好に保つことができ、電池性能の劣化を抑制することが可能な固体電池を提供することができる。 It is possible to provide a solid battery capable of maintaining good electrical connection between the electrode layer of the battery body and the conductor portion of the housing member, and capable of suppressing deterioration of battery performance.

　１，２，３，４，５，６，７，８，８Ａ，９，１００：固体電池、１０：電池素体、１１：正極層、１２：負極層、１３：固体電解質層、２０：収容部材、２１，３１：絶縁基材、２２：金属蓋部材、３２：絶縁蓋部材、５０：絶縁介在部材、１１０：正極端子、１１１，１２１：集電部材、１１２：正極接続部、１２０：負極端子、１２２：負極接続部、２１１，２２１，３１１，１１１１：周側壁部、３１２：内周側壁部。
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 8A, 9, 100: solid battery, 10: battery body, 11: positive electrode layer, 12: negative electrode layer, 13: solid electrolyte layer, 20: accommodation Members, 21, 31: insulating base material, 22: metal lid member, 32: insulating lid member, 50: insulating intermediate member, 110: positive electrode terminal, 111, 121: current collecting member, 112: positive electrode connection portion, 120: negative electrode Terminal: 122: Negative electrode connection part, 211, 221, 311, 1111: Peripheral side wall part, 312: Inner peripheral side wall part.

Claims

　正極層、固体電解質層および負極層を含む電池素体と、
　前記電池素体を収容する収容部材と、
　前記収容部材の外表面に配置された正極端子および負極端子とを備え、
　前記収容部材が、前記正極端子および前記負極端子に接続される導体部を含み、さらに、
　前記収容部材の前記導体部に接続されるように前記正極層または前記負極層の少なくともいずれか一方と前記収容部材との間に配置され、弾性を有しかつ導電性物質を含む集電部材とを備えた、固体電池。 A battery body including a positive electrode layer, a solid electrolyte layer, and a negative electrode layer;
A housing member for housing the battery body;
A positive electrode terminal and a negative electrode terminal disposed on the outer surface of the housing member,
The housing member includes a conductor portion connected to the positive terminal and the negative terminal,
A current collecting member disposed between at least one of the positive electrode layer or the negative electrode layer and the housing member so as to be connected to the conductor portion of the housing member, and having elasticity and including a conductive material; A solid state battery.
　前記集電部材が炭素材料または導電性ゴムの少なくともいずれか一方を含む、請求項１に記載の固体電池。 The solid battery according to claim 1, wherein the current collecting member includes at least one of a carbon material and a conductive rubber.
　前記集電部材がカーボンシートまたは異方性導電性ゴムシートの少なくともいずれか一方を含む、請求項１に記載の固体電池。 The solid battery according to claim 1, wherein the current collecting member includes at least one of a carbon sheet and an anisotropic conductive rubber sheet.
　前記収容部材は、前記電池素体が載置される表面を有する絶縁基材と、前記絶縁基材の表面上に載置された前記電池素体を覆うように前記絶縁基材に接合された蓋部材とを含む、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の固体電池。 The housing member is bonded to the insulating base material so as to cover the insulating base material having a surface on which the battery body is placed and the battery body placed on the surface of the insulating base material. The solid battery according to any one of claims 1 to 3, further comprising a lid member.
　前記絶縁基材または前記蓋部材の少なくともいずれか一方が、前記電池素体の少なくとも一部を収容する凹部を有する、請求項４に記載の固体電池。 5. The solid state battery according to claim 4, wherein at least one of the insulating base and the lid member has a recess that accommodates at least a part of the battery body.
　前記絶縁基材には、前記絶縁基材の内側面と外側面とを導通させる電極接続部が形成されており、前記電極接続部が、前記正極層に接続される正極接続部と、前記負極層に接続される負極接続部とを含む、請求項４または請求項５に記載の固体電池。 The insulating base material is formed with an electrode connecting portion for conducting the inner side surface and the outer side surface of the insulating base material, and the electrode connecting portion is connected to the positive electrode layer, and the negative electrode The solid battery according to claim 4, comprising a negative electrode connection portion connected to the layer.
　前記集電部材が、前記電池素体の外表面の少なくとも一部を囲むように形成された周側壁部を有する、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の固体電池。 The solid battery according to any one of claims 1 to 6, wherein the current collecting member has a peripheral side wall portion formed so as to surround at least a part of an outer surface of the battery body.
　前記正極層と前記負極層とは、前記絶縁基材と前記蓋部材とが対向する方向に積層されている、請求項４から請求項７までのいずれか１項に記載の固体電池。 The solid state battery according to any one of claims 4 to 7, wherein the positive electrode layer and the negative electrode layer are laminated in a direction in which the insulating base and the lid member face each other.
　前記正極層と前記負極層とは、前記絶縁基材が延在する方向に積層されている、請求項４から請求項７までのいずれか１項に記載の固体電池。 The solid state battery according to any one of claims 4 to 7, wherein the positive electrode layer and the negative electrode layer are laminated in a direction in which the insulating base material extends.
　前記蓋部材と前記電池素体との間に配置された絶縁部材をさらに備える、請求項９に記載の固体電池。 The solid state battery according to claim 9, further comprising an insulating member disposed between the lid member and the battery body.
　正極層、固体電解質層および負極層を含む電池素体と、
　前記電池素体を収容する収容部材と、
　前記収容部材の内側から外側に引き出されるように配置された正極端子および負極端子とを備え、
　前記正極端子または前記負極端子の少なくともいずれか一方に接続されるように前記正極層または前記負極層の少なくともいずれか一方と前記収容部材との間に配置され、弾性を有しかつ導電性物質を含む集電部材とを備えた、固体電池。 A battery body including a positive electrode layer, a solid electrolyte layer, and a negative electrode layer;
A housing member for housing the battery body;
A positive electrode terminal and a negative electrode terminal arranged so as to be drawn out from the inside of the housing member;
An elastic and conductive material is disposed between at least one of the positive electrode layer or the negative electrode layer and the housing member so as to be connected to at least one of the positive electrode terminal or the negative electrode terminal. A solid state battery comprising a current collecting member.
　正極層、固体電解質層および負極層を含む電池素体と、
　前記電池素体を収容する収容部材と、
　正極端子および負極端子と、
　前記電池素体と前記収容部材との間に配置された集電部材とを備え、
　前記集電部材が、弾性を有しかつ導電性物質を含む、固体電池。 A battery body including a positive electrode layer, a solid electrolyte layer, and a negative electrode layer;
A housing member for housing the battery body;
A positive terminal and a negative terminal;
A current collecting member disposed between the battery body and the housing member;
A solid battery in which the current collecting member has elasticity and contains a conductive material.