电池

技术领域

本公开涉及电池。

背景技术

通过将电池并联电连接能够增加容量。作为这样的并联相关的技术，例如专利文献1公开了一种在集电体主体部的一端具有电极取出部的薄膜固体二次电池。专利文献2公开了一种在层叠体的端面安装有端子用集电体的全固体电池。

在先技术文献

专利文献1：日本特开2007-103129号公报

专利文献2：日本特开2013-120717号公报

发明内容

发明要解决的课题

现有技术中，需求具有高的可靠性的电池。

用于解决课题的手段

本公开提供一种电池，具备并联电连接的多个单元，

所述多个单元分别具有：

正极层；

负极层；

与所述正极层或所述负极层接触的集电体；以及

配置于所述正极层与所述负极层之间的电解质层，

所述集电体的侧面包含从所述电解质层露出的露出部分和被所述电解质层遮蔽的遮蔽部分，

所述遮蔽部分的面积大于所述露出部分的面积。

发明的效果

根据本公开，能够实现具有高的可靠性的电池。

附图说明

图1是用于示意性地说明实施方式1涉及的电池的构成的剖视图和俯视图。

图2是负极集电体的俯视图。

图3是用于示意性地说明实施方式2涉及的电池的构成的剖视图和俯视图。

图4是用于示意性地说明实施方式3涉及的电池的构成的剖视图和俯视图。

图5是用于示意性地说明实施方式4涉及的电池的构成的剖视图和俯视图。

图6是用于示意性地说明实施方式5涉及的电池的构成的剖视图和俯视图。

具体实施方式

(本公开涉及的一个技术方案的概要)

本公开的第1技术方案涉及的电池，

具备并联电连接的多个单元，

所述多个单元分别具有：

正极层；

负极层；

与所述正极层或所述负极层接触的集电体；以及

配置于所述正极层与所述负极层之间的电解质层，

所述集电体的侧面包含从所述电解质层露出的露出部分和被所述电解质层遮蔽的遮蔽部分，

所述遮蔽部分的面积大于所述露出部分的面积。

根据第1技术方案，能够实现具有高的可靠性的电池。

本公开的第2技术方案中，例如在第1技术方案涉及的电池的基础上，可以还具备与所述集电体电连接的端子，所述露出部分可以与所述端子接触。根据这样的结构，能够提高集电体与电解质层的接合强度。

本公开的第3技术方案中，例如在第1或第2技术方案涉及的电池的基础上，所述电解质层可以是包含固体电解质的固体电解质层。根据这样的结构，能够实现具有高的可靠性的电池。

本公开的第4技术方案中，例如在第1～第3技术方案涉及的电池的基础上，在所述遮蔽部分的周围，相邻的所述单元的所述电解质层可以彼此接合。根据这样的结构，能够使电池大容量化。

本公开的第5技术方案中，例如在第1～第4技术方案涉及的电池的基础上，所述集电体可以具有突起部分，所述露出部分可以包含于所述突起部分。根据这样的结构，能够有效地与电极端子连接。

本公开的第6技术方案中，例如在第5技术方案涉及的电池的基础上，所述集电体可以具有除了所述突起部分以外的残余部分，所述突起部分的宽度可以小于所述残余部分的宽度。根据这样的结构，能够减少在集电体与电解质层的层间容易发生剥离的部分。

本公开的第7技术方案中，例如在第5或第6技术方案涉及的电池的基础上，所述集电体可以具有除了所述突起部分以外的残余部分，所述突起部分的厚度可以小于所述残余部分的厚度。根据这样的结构，能够减少在集电体与电解质层的层间容易发生剥离的部分。

本公开的第8技术方案中，例如在第1～第7技术方案涉及的电池的基础上，所述集电体可以具有通孔。根据这样的结构，能够提高集电体与电解质层的接合强度。

本公开的第9技术方案中，例如在第8技术方案涉及的电池的基础上，所述通孔的内部可以存在所述电解质层。根据这样的结构，能够提高集电体与电解质层的接合强度。

本公开的第10技术方案中，例如在第1～第9技术方案涉及的电池的基础上，可以还具备接合层，所述接合层可以位于所述集电体与所述电解质层的界面，可以包含所述集电体所含的元素之中至少一种元素和所述电解质层所含的元素之中至少一种元素。根据这样的结构，能够提高集电体与电解质层的接合强度。

本公开的第11技术方案中，例如在第10技术方案涉及的电池的基础上，所述接合层可以存在于所述遮蔽部分与所述电解质层的界面。根据这样的结构，能够提高集电体与电解质层的接合强度。

本公开的第12技术方案中，例如在第1～第11技术方案涉及的电池的基础上，可以还具备在所述集电体的所述遮蔽部分的周围存在的虚设集电体。根据这样的结构，能够在压接中进一步降低压力的参差变动。

本公开的第13技术方案中，例如在第12技术方案涉及的电池的基础上，所述虚设集电体可以包含与所述集电体相同的材料。根据这样的结构，能够在压接中进一步降低压力的参差变动。

本公开的第14技术方案中，例如在第12技术方案涉及的电池的基础上，所述虚设集电体可以包含绝缘性材料。根据这样的结构，能够进一步降低压力的参差变动。

本公开的第15技术方案中，例如在第12～第14技术方案涉及的电池的基础上，所述虚设集电体可以与所述集电体电分离。根据这样的结构，能够实现具有高的可靠性的电池。

本公开的第16技术方案中，例如在第15技术方案涉及的电池的基础上，所述虚设集电体可以与所述集电体分离。根据这样的结构，能够实现具有高的可靠性的电池。

本公开的第17技术方案中，例如在第12～第16技术方案涉及的电池的基础上，所述虚设集电体可以从所述电解质层露出。根据这样的结构，能够在压接中进一步降低压力的参差变动。

本公开的第18技术方案中，例如在第12～第17技术方案涉及的电池的基础上，所述多个单元分别可以具有平板的形状，所述电池可以通过所述多个单元层叠而构成，所述虚设集电体可以在所述多个单元的层叠方向上位于与所述集电体相同的高度。根据这样的结构，能够减少在集电体与电解质层的层间容易发生剥离的部分。

本公开的第19技术方案中，例如在第12～第17技术方案涉及的电池的基础上，所述多个单元分别可以具有平板的形状，所述电池可以通过所述多个单元层叠而构成，所述虚设集电体可以在所述多个单元的层叠方向上位于与所述集电体不同的高度。根据这样的结构，能够减少在集电体与电解质层的层间容易发生剥离的部分。

以下，参照附图对实施方式进行具体说明。

再者，以下说明的实施方式都表示概括的或具体的例子。以下的实施方式中示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置和连接方式等只是一个例子，其主旨并不限定本公开。另外，关于以下的实施方式中的构成要素之中未记载于表示最上位概念的独立权利要求的构成要素，作为任意的构成要素进行说明。

另外，各图并不一定严格地进行图示。各图中，对实质相同的构成附带相同标记，并省略或简化重复的说明。

(实施方式1)

[层叠电池的概要]

首先，对本实施方式涉及的电池进行说明。

图1是用于说明本实施方式1涉及的层叠电池100的构成的概略图。本实施方式中，电池100是层叠电池。因此，在本说明书中有时会将“电池100”称为“层叠电池100”。图1(a)是本实施方式涉及的电池100的剖视图。图1(b)是电池100的俯视图。

如图1(a)所示，电池100具备多个单元30、正极端子16和负极端子17。在本说明书中有时会将“单元”称为“固体电池单元”。多个单元30并联电连接。如图1(b)所示，多个单元30分别例如在俯视下具有矩形的形状。多个单元30分别具有两组彼此相对的一对端面。多个单元30分别例如具有平板的形状。电池100通过多个单元30层叠而构成。本实施方式中，第1方向x是从特定的单元30的一对端面中的一方朝向另一方的方向。第2方向y是从特定的单元30的另一对端面中的一方朝向另一方的方向，是与第1方向x正交的方向。第3方向z是多个单元30的层叠方向，是与第1方向x和第2方向y分别正交的方向。

对于多个单元30的数量没有特别限定，可以为20以上且100以下，可以为2以上且100以下，也可以为2以上且10以下。本实施方式中，电池100具备多个单元30a和30b。多个单元30a和30b以该顺序层叠。

正极端子16和负极端子17分别与多个单元30电连接。正极端子16和负极端子17各自的形状例如为板状。正极端子16和负极端子17彼此相对。正极端子16和负极端子17在第1方向x上排列。多个单元30位于正极端子16与负极端子17之间。在本说明书中有时会将正极端子16和负极端子17简称为“端子”。

多个单元30分别具有正极集电体11、正极层12、负极集电体13、负极层14和电解质层15。正极集电体11、正极层12、电解质层15、负极层14和负极集电体13在第3方向z或第3方向z的相反方向上以该顺序排列。在本说明书中有时会将正极集电体11和负极集电体13简称为“集电体”。

正极集电体11例如具有板状的形状。正极集电体11与正极层12和正极端子16分别电连接。正极集电体11可以与正极层12和正极端子16分别直接接触。例如，正极集电体11的主面可以与正极层12直接接触。“主面”是指正极集电体11的面积最大的面。正极集电体11的端部(端面)可以与正极端子16直接接触。正极集电体11与负极端子17隔着间隙而彼此电分离。对于正极集电体11与负极端子17的最短距离没有特别限定，可以为20μm以上且100μm以下，可以为1μm以上且100μm以下，也可以为1μm以上且10μm以下。在本说明书中有时会将单元30的端面的附近称为单元30的“端部区域”。正极集电体11与负极端子17例如在单元30的端部区域中隔着间隙而彼此电分离。

正极层12例如在俯视下具有矩形的形状。正极层12配置在正极集电体11上。正极层12例如部分地被覆正极集电体11的主面。正极层12可以被覆正极集电体11的主面的包含重心的区域。正极层12例如不形成在单元30的端部区域。

负极集电体13例如具有板状的形状。负极集电体13与负极层14和负极端子17分别电连接。负极集电体13可以与负极层14和负极端子17分别直接接触。例如，负极集电体13的主面可以与负极层14直接接触。负极集电体13的端部(端面)可以与负极端子17直接接触。负极集电体13与正极端子16隔着间隙而彼此电分离。对于负极集电体13与正极端子16的最短距离没有特别限定，可以为20μm以上且100μm以下，可以为1μm以上且100μm以下，也可以为1μm以上且10μm以下。负极集电体13与正极端子16例如在单元30的端部区域中隔着间隙而彼此电分离。本实施方式中，负极集电体13的露出部分13a与负极端子17接触。换句话说，负极集电体13具有作为与负极端子17的接触面的露出部分13a。负极集电体13的侧面由露出部分13a和遮蔽部分13b构成。“侧面”是指负极集电体13的主面以外的面。“主面”是指负极集电体13的面积最大的面。负极集电体13除了露出部分13a以外可以不存在向外部露出的部分。

负极集电体13的位置例如与正极集电体11的位置在第1方向x上错开。在俯视时，负极集电体13与正极端子16的间隙例如不和正极集电体11与负极端子17的间隙重叠。

负极层14例如在俯视下具有矩形的形状。负极层14配置在负极集电体13上。负极层14例如部分地被覆负极集电体13的主面。负极层14可以被覆负极集电体13的主面的包含重心的区域。负极层14例如不形成在单元30的端部区域。

电解质层15位于正极集电体11与负极集电体13之间。换句话说，电解质层15位于正极层12与负极层14之间。电解质层15可以与正极端子16和负极端子17分别接触。电解质层15可以与正极层12和负极层14分别接触。

图2是负极集电体13的俯视图。

如图1和图2所示，负极集电体13的侧面具有露出部分13a和遮蔽部分13b。露出部分13a是从电解质层15露出的部分。遮蔽部分13b是被电解质层15从外部遮蔽的部分。换句话说，遮蔽部分13b是不从电解质层15露出的非露出部分。本实施方式中，遮蔽部分13b的面积大于露出部分13a的面积。根据这样的结构，能够提供具备小型、耐冲击性优异、具有高能量密度、具有高可靠性等特征的大容量的层叠电池100。

关于遮蔽部分13b的面积S2相对于露出部分13a的面积S1的比率(S2/S1)，根据电池100的大小、材料等而适当确定，因此没有特别限定。比率(S2/S1)例如为2以上且50以下的范围。

本实施方式中，负极集电体13具有突起部分13p和残余部分13r。突起部分13p是突片状的部分。残余部分13r是突起部分13p以外的部分。突起部分13p的面积(俯视下的面积)小于残余部分13r的面积(俯视下的面积)。本实施方式中，突起部分13p和残余部分13r都具有矩形的形状。但对于突起部分13p和残余部分13r的形状没有特别限定。露出部分13a位于突起部分13p的侧面。露出部分13a不与电解质层15接触。露出部分13a与负极端子17电连接。本实施方式中，露出部分13a全部包含于突起部分13p。但也可以是露出部分13a的仅一部分包含于突起部分13p。遮蔽部分13b位于残余部分13r的侧面和突起部分13p的侧面。但遮蔽部分13b不包含突起部分13p的侧面之中的露出部分13a。遮蔽部分13b与电解质层15接触。残余部分13r的主面可以与负极层14和电解质层15直接接触。突起部分13p的主面可以与电解质层15直接接触。根据这样的结构，负极集电体13的大部分被埋设于电解质层15。能够减小成为发生层间剥离起点的部分的面积，并且将负极集电体13与负极端子17连接。

在负极集电体13中，突起部分13p是从残余部分13r起沿着第1方向x延伸的部分。负极集电体13的突起部分13p在第2方向y上的长度，小于残余部分13r在第2方向y上的长度。也就是说，突起部分13p的宽度小于残余部分13r的宽度。根据这样的结构，能够减小露出部分13a的面积。进而减少露出部分13a与电解质层15的界面。其结果，能够减少在负极集电体13与电解质层15的层间容易发生剥离的部分，因此能够实现具有高的可靠性的电池100。

本实施方式中，电池100的宽度方向是与第2方向y平行的方向，是与第1方向x和第3方向z这两个方向垂直的方向。多个单元30的层叠方向与第3方向z平行。突起部分13p的宽度和残余部分13r的宽度，是与俯视观察电池100时的各部分的宽度方向相关的尺寸。

负极集电体13的遮蔽部分13b，被具有高接合强度的电解质层15牢固地夹持。在遮蔽部分13b的周围，相邻的单元30的电解质层15彼此接合。本实施方式中，通过以共用负极集电体13的方式将多个单元30并联连接，能够将负极集电体13与电解质层15牢固接合。其结果，能够减少在负极集电体13与电解质层15的层间容易发生剥离的部分。根据这样的结构，能够提供具备小型、耐冲击性优异、具有高能量密度、具有高可靠性等特征的大容量的层叠电池100。

如上所述，电池100具备多个单元30a和30b。单元30a具有正极集电体11a、正极层12a、负极集电体13、负极层14a和电解质层15a。单元30b具有正极集电体11b、正极层12b、负极集电体13、负极层14b和电解质层15b。负极集电体13被单元30a和30b共用。多个正极集电体11a和11b与负极集电体13在第3方向z上交替排列。在负极集电体13与正极端子16的间隙中，电解质层15a可以与电解质层15b接触。

[层叠电池的构成]

以下，对电池100的各构成进行更具体的说明。

首先，对本发明的一个实施方式的层叠电池100的各构成进行说明。

正极层12作为包含正极活性物质的正极活性物质层发挥作用。正极层12可以包含正极活性物质作为主成分。主成分是指在正极层12中以重量比计包含最多的成分。正极活性物质是指在比负极高的电位，在其结晶构造内锂(Li)离子、镁(Mg)离子等金属离子插入或脱离，与此相伴进行氧化或还原的物质。正极活性物质的种类可以根据电池的种类适当选择，可使用公知的正极活性物质。作为正极活性物质，可举出包含锂和过渡金属元素的化合物。作为该化合物，例如可举出包含锂和过渡金属元素的氧化物、以及包含锂和过渡金属元素的磷酸化合物。作为包含锂和过渡金属元素的氧化物，例如可以使用LiNi

如上所述，正极层12只要包含正极活性物质就没有特别限定。正极层12可以是由正极活性物质与其他添加材料的合剂构成的合剂层。作为其他添加材料，可使用无机系固体电解质等固体电解质、乙炔黑等导电助剂、聚氧乙烯、聚偏二氟乙烯等粘合剂等。在正极层12中，通过将正极活性物质与其他添加材料以预定的比例混合，能够使正极层12内的锂离子导电性提高，并且也能够使电子传导性提高。

正极层12的厚度例如为5μm以上且300μm以下。

负极层14作为包含负极活性物质等负极材料的负极活性物质层发挥作用。负极层14可以包含负极材料作为主成分。负极活性物质是指在比正极低的电位，在其结晶构造内锂(Li)离子、镁(Mg)离子等金属离子插入或脱离，与此相伴进行氧化或还原的物质。负极活性物质的种类可以根据电池的种类适当选择，可使用公知的负极活性物质。作为负极活性物质，可使用天然石墨、人造石墨、石墨碳纤维、树脂烧成碳等碳材料、应与固体电解质合剂化的合金系材料等。作为合金系材料，可使用LiAl、LiZn、Li

如上所述，负极层14只要包含负极活性物质就没有特别限定。负极层14可以是由负极活性物质与其他添加材料的合剂构成的合剂层。作为其他添加材料，可使用无机系固体电解质等固体电解质、乙炔黑等导电助剂、聚氧乙烯、聚偏二氟乙烯等的粘合剂等。在负极层14中，通过将负极活性物质与其他添加材料以预定的比例混合，能够使负极层14内的锂离子导电性提高，并且也能够使电子传导性提高。

负极层14的厚度例如为5μm以上且300μm以下。

电解质层15可以是包含固体电解质的固体电解质层。固体电解质只要具有离子导电性就没有特别限定，可以使用公知的电池用的电解质。作为固体电解质，例如可使用传导Li离子、Mg离子等金属离子的电解质。固体电解质可以根据传导离子种类而适当选择。作为固体电解质，例如可使用硫化物系固体电解质、氧化物系固体电解质等无机系固体电解质。作为硫化物系固体电解质，例如可使用Li

电解质层15中，除了上述固体电解质以外，可以含有聚氧乙烯、聚偏二氟乙烯等的粘合剂等。

电解质层15的厚度例如为5μm以上且150μm以下。

固体电解质可以具有粒子的形状。固体电解质可以是烧结体。

接着，对正极端子16和负极端子17进行说明。这些端子16和17例如由低电阻的导体构成。作为端子16和17，例如使用将包含Ag等导电性金属粒子的导电性树脂固化而得到的材料。端子16和17可以是向SUS板等导电性金属板涂布导电性粘接剂而制成的。通过导电性粘接剂，能够由两个金属板夹持多个单元30的层叠体。导电性粘接剂只要能够在层叠电池100的使用温度的范围和层叠电池100的制造过程中维持导电性和接合性就没有特别限定。导电性粘接剂的构成、厚度和材料，只要在层叠电池100的使用环境下以所要求的最大速率对导电性粘接剂通电时导电性粘接剂不会对层叠电池100的寿命特性和电池特性造成影响、能够维持导电性粘接剂的耐久性，就没有特别限定。端子16和17可以通过Ni-Sn等进行镀敷处理。

正极集电体11和负极集电体13只要由具有导电性的材料构成就没有特别限定。作为集电体11和13的材料，例如可举出不锈钢、镍、铝、铁、钛、铜、钯、金和铂。这些集电体11和13的材料可以单独使用，也可以作为组合两种以上而成的合金使用。集电体11和13可以是箔状体、板状体、网状体等。关于集电体11和13的材料，只要集电体11和13不会由于电池100的制造过程、电池100的使用温度和电池100内的压力而熔融和分解，就没有特别限定，可以考虑对集电体11和13施加的电池100的工作电位以及集电体11和13的导电性而适当选择。另外，集电体11和13的材料也可以根据集电体11和13所要求的拉伸强度和耐热性来选择。作为集电体11和13的材料的例子，可举出铜、铝和包含它们作为主成分的合金。集电体11和13可以是具有高强度的电解铜箔或不同种类金属箔层叠而成的包层材料。集电体11和13的厚度例如为10μm以上且100μm以下。

上述的层叠电池100的构成，可以适当相互组合。

本实施方式的电池100的构成与专利文献1和专利文献2记载的电池的构成相比，在下述方面不同。

专利文献1公开了在集电体主体部的一端具有电极取出部的薄膜固体二次电池。专利文献1记载的电池，具有以延伸到负极活性物质层的外侧并向大气中露出的方式形成的电极取出部。

专利文献2公开了在包含并联集电体的层叠体的端面安装有端子用集电体的全固体电池。但是，专利文献2的全固体电池中，在端子用集电体与并联集电体之间不存在间隙。

专利文献1和专利文献2记载的电池的构成中，用于从集电体中取出电流的电极的配置、以及集电体的构成，与本实施方式的电池100的构成不同，因此会产生下述问题。

专利文献1的电池的构成中，集电体层的电极取出部以向大气中露出的方式成膜。因此，在露出的集电体层与固体电解质层的界面容易发生剥离。在对专利文献1的电池施加了冲击的情况下，有时会在电池的机械连接强度上存在问题。另外，在发生了热冲击的情况下，会产生由于集电体层与固体电解质层的热膨胀率不同而引起的应力。其结果，在集电体层与固体电解质层的界面容易发生剥离。电池相对于冷热循环的耐久性也容易不足。另外，专利文献1中，在集电体层的露出部有时会附着异物。由此会导致短路。

相对于专利文献1和2，本实施方式的电池100中，多个单元30并联电连接并且一体化。电池100中，正极集电体11与负极端子17隔着间隙而彼此电分离，并且负极集电体13与正极端子16隔着间隙而彼此电分离。另外，本实施方式的电池100中，例如负极集电体13埋设于电解质层15，负极集电体13的露出部分13a与负极端子17连接。因此，本实施方式的电池100中不会发生上述那样的问题。专利文献1和2没有公开本实施方式的电池100中的上述构成。

[电池的制造方法]

接着，对本实施方式涉及的电池100的制造方法的一个例子进行说明。本实施方式涉及的电池100例如可以采用片材制作法来制作。

在本说明书中有时会将制作单元30的工序称为“片材制作工序”。在片材制作工序中，例如制作将本实施方式涉及的电池100中所包含的单元30的各构成的前体层叠而成的层叠体。在层叠体中，例如正极集电体11的前体、正极层12的片材、电解质层15的片材、负极层14的片材和负极集电体13的前体以该顺序层叠。根据要并联连接的单元30的数量，制作预定数量的层叠体。对于形成层叠体中所包含的部件的顺序没有特别限定。

首先，对片材制作工序进行说明。片材制作工序包括：制作作为单元30的各构成的前体的片材，将该片材层叠的工序。

正极层12的片材例如可以采用以下方法制作。首先，将正极活性物质、作为合剂的固体电解质、导电助剂、粘合剂和溶剂混合，得到用于制作正极层12的片材的浆液。在本说明书中有时会将用于制作正极层12的片材的浆液称为“正极活性物质浆液”。接着，采用印刷法等将正极活性物质浆液涂布在正极集电体11的前体上。使所得到的涂膜干燥，由此形成正极层12的片材。

作为正极集电体11的前体，例如可以使用厚度约为30μm的铜箔。作为正极活性物质，例如可以使用平均粒径约为5μm并且具有层状结构的Li·Ni·Co·Al复合氧化物(LiNi

正极活性物质浆液例如可以采用丝网印刷法涂布在作为正极集电体11前体的铜箔的一侧表面上。所得到的涂膜例如具有预定形状，并且厚度约为50μm以上且100μm以下。接着，使涂膜干燥，由此得到正极层12的片材。涂膜的干燥可以在80℃以上且130℃以下的温度下进行。正极层12的片材的厚度例如为30μm以上且60μm以下。

负极层14的片材例如可以采用以下方法制作。首先，将负极活性物质、固体电解质、导电助剂、粘合剂和溶剂混合，得到用于制作负极层14的片材的浆液。在本说明书中有时会将用于制作负极层14的片材的浆液称为“负极活性物质浆液”。采用印刷法等将负极活性物质浆液涂布在负极集电体13的前体上。使所得到的涂膜干燥，由此形成负极层14的片材。

作为负极集电体13的前体，例如可以使用厚度约为30μm的铜箔。作为负极活性物质，例如可以使用平均粒径约为10μm的天然石墨的粉末。作为固体电解质，例如可以使用在正极层12的片材的制作方法中例示的材料。

负极活性物质浆液例如可以采用丝网印刷法涂布在作为负极集电体13前体的铜箔的一侧表面上。所得到的涂膜例如具有预定形状，并且厚度约为50μm以上且100μm以下。接着，使涂膜干燥，由此得到负极层14的片材。涂膜的干燥可以在80℃以上且130℃以下的温度下进行。负极层14的片材的厚度例如为30μm以上且60μm以下。

电解质层15的片材配置在正极层12的片材与负极层14的片材之间。电解质层15的片材例如可以采用以下方法制作。首先，将固体电解质、导电助剂、粘合剂和溶剂混合，得到用于制作电解质层15的片材的浆液。在本说明书中有时会将用于制作电解质层15的片材的浆液称为“固体电解质浆液”。将固体电解质浆液涂布在正极层12的片材上。同样将固体电解质浆液涂布在负极层14的片材上。固体电解质浆液的涂布例如通过使用金属掩模的印刷法来进行。所得到的涂膜例如厚度约为100μm。接着，使涂膜干燥。涂膜的干燥可以在80℃以上且130℃以下的温度下进行。由此，在正极层12的片材上和负极层14的片材上分别形成电解质层15的片材。

电解质层15的片材的制作方法不限定于上述方法。电解质层15的片材也可以采用以下方法制作。首先，采用印刷法等将固体电解质浆液涂布在基材上。作为基材，只要能够在其上形成电解质层15的片材就没有特别限定，例如包括特氟隆(注册商标)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。基材的形状例如为膜状或箔状。接着，使形成在基材上的涂膜干燥，由此得到电解质层15的片材。电解质层15的片材可以从基材上剥下使用。

正极活性物质浆液、负极活性物质浆液和固体电解质浆液所使用的溶剂，只要能够溶解粘合剂并且不对电池特性造成不良影响，就没有特别限定。作为溶剂，例如可以使用乙醇、异丙醇、正丁醇、苄醇等醇类，甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、乙二醇乙基醚、异佛尔酮、乳酸丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛酯、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)等有机溶剂和水。这些溶剂可以单独使用，也可以组合两种以上使用。

本实施方式中，作为涂布正极活性物质浆液、负极活性物质浆液和固体电解质浆液的方法，例示了丝网印刷法，但涂布方法不限于此。作为涂布方法，可以采用刮刀涂布法、压延法、旋涂法、浸涂法、喷墨法、胶版印刷法、模涂法、喷涂法等。

正极活性物质浆液、负极活性物质浆液和固体电解质浆液中，除了上述正极活性物质、负极活性物质、固体电解质、导电助剂、粘合剂和溶剂以外，可以根据需要混合增塑剂等助剂。对于浆液的混合方法没有特别限定。浆液中可以根据需要添加增稠剂、增塑剂、消泡剂、流平剂、密合性赋予剂等添加剂。

接着，将在正极层12的片材上形成的电解质层15的片材、与在负极层14的片材上形成的电解质层15的片材重叠。由此，得到正极集电体11的前体、正极层12、电解质层15、负极层14和负极集电体13的前体以该顺序层叠而成的层叠体。

接着，将正极集电体11的前体切断以得到正极集电体11。详细而言，在配置了负极端子17时，以正极集电体11与负极端子17隔着间隙而彼此电分离的方式，将正极集电体11的前体切断。正极集电体11的切断面例如在第2方向y上笔直延伸。正极集电体11的前体的切断例如可以通过激光进行。通过切断正极集电体11的前体，能够形成正极集电体11。正极集电体11与负极端子17的最短距离例如为10μm。通过正极集电体11与负极端子17之间的间隙，正极集电体11与负极端子17彼此电分离。即、正极集电体11与负极端子17之间的间隙电绝缘。

接着，将负极集电体13的前体切断以得到负极集电体13。详细而言，在配置了正极端子16时，以负极集电体13与正极端子16隔着间隙而彼此电分离的方式，将负极集电体13的前体切断。负极集电体13的切断面例如在第2方向y上笔直延伸。负极集电体13的前体的切断例如可以通过激光进行。通过切断负极集电体13的前体，能够形成负极集电体13。负极集电体13与正极端子16的最短距离例如为10μm。通过负极集电体13与正极端子16之间的间隙，负极集电体13与正极端子16彼此电分离。即、负极集电体13与正极端子16之间的间隙电绝缘。

对于正极集电体11的前体的切断和负极集电体13的前体的切断的顺序没有特别限定。可以在切断正极集电体11的前体之后切断负极集电体13的前体，也可以在切断负极集电体13的前体之后切断正极集电体11的前体。正极集电体11的前体的切断和负极集电体13的前体的切断，可以在将形成于正极层12的片材上的电解质层15的片材与形成于负极层14的片材上的电解质层15的片材重叠之前进行。正极集电体11的前体的切断和负极集电体13的前体的切断可以采用切割(dicing)等手段进行。可以切断正极集电体11的前体，并且通过除去该前体的一部分而设置绝缘部。也可以切断负极集电体13的前体，并且通过除去该前体的一部分而设置绝缘部。

如上所述，将正极集电体11的前体切断，并且将负极集电体13的前体切断，由此得到单元30。

接着，准备预定数量的单元30。在向单元30的外部露出的正极集电体11的主面和向单元30的外部露出的负极集电体13的主面上，分别涂布例如导电性粘接剂。作为涂布导电性粘接剂的方法，例如可举出丝网印刷法。在本说明书中有时会将正极集电体11和负极集电体13中涂布了粘接性材料的主面称为“粘接面”。接着，使单元30的正极集电体11的粘接面与另一单元30的正极集电体11的粘接面接合，或者使单元30的负极集电体13的粘接面与另一单元30的负极集电体13的粘接面接合。由此能够将多个单元30层叠。粘接面彼此例如可以通过压接而彼此接合。使粘接面彼此接合时的温度例如为50℃以上且100℃以下。在使粘接面彼此接合时，对单元30施加的压力例如为300MPa以上且400MPa以下。对单元30施加压力的时间例如为90秒以上且120秒以下。接合也可以使用低电阻的导电性胶带来代替导电性粘接剂。也可以使用糊状的银粉或铜粉来代替导电性粘接剂。如果将涂布有糊状的银粉或铜粉的单元30的粘接面与另一单元30的粘接面压合，则能够经由金属粒子通过锚固效应将集电体彼此机械接合。只要是能够得到接合性和导电性的方法，就不特别限定将多个单元30层叠的方法。

接着，使多个单元30分别与正极端子16和负极端子17电连接。例如可以采用以下方法使多个单元30分别与端子16和17电连接。首先，在多个单元30的层叠体中，在应配置端子16和17的面上涂布导电性树脂糊剂。通过使导电性树脂糊剂固化，形成端子16和17。由此，得到本实施方式涉及的电池100。使导电性树脂糊剂固化时的温度例如约为100℃以上且300℃以下。使导电性树脂糊剂固化的时间例如为60分钟。

作为导电性树脂糊剂，例如可以使用包含高熔点的高导电性金属粒子、低熔点的金属粒子、以及树脂的热固性导电糊剂，所述高熔点的高导电性金属粒子包含Ag、Cu、Ni、Zn、Al、Pd、Au、Pt或它们的合金。高导电性金属粒子的熔点例如为400℃以上。低熔点的金属粒子的熔点可以为导电性树脂糊剂的固化温度以下，可以为300℃以下。作为低熔点的金属粒子的材料，例如可举出Sn、SnZn、SnAg、SnCu、SnAl、SnPb、In、InAg、InZn、InSn、Bi、BiAg、BiNi、BiSn、BiZn和BiPb。通过使用含有这样的低熔点的金属粉末的导电性糊剂，在比低熔点的金属粒子的熔点低的热固化温度下，在导电性糊剂与集电体的接触部位进行固相和液相反应。由此，例如形成包含导电性糊剂中所含的金属以及集电体中所含的金属的合金。在集电体与端子的连接部附近，形成包含合金的扩散层。在使用Ag或Ag合金作为导电性粒子，并将Cu用于集电体的情况下，形成包含AgCu的高导电性合金。另外，通过导电性粒子的材料与集电体的材料的组合，也会形成AgNi、AgPd等。像这样，端子与集电体通过包含合金的扩散层而一体接合。根据以上结构，与锚固效应相比，端子与集电体更牢固地连接。因此，难以发生由电池100的各部件的热循环等导致的热膨胀之差、或冲击引起各部件的连接脱落之类的问题。

对于高导电性金属粒子和低熔点的金属粒子的形状没有特别限定，可以是球状、鳞片状、针状等。随着这些金属粒子的粒子尺寸越小，越在低温度下进行合金化反应以及合金的扩散。因此，关于这些金属粒子的粒子尺寸和形状，可以考虑工艺设计以及热历史对电池特性的影响而适当调节。

热固性导电糊剂所使用的树脂，只要能作为粘合剂发挥作用就没有特别限定，可以根据对于印刷法的适应性、涂布性等、应采用的制造工艺而选择适当的材料。热固性导电糊剂所使用的树脂，例如包含热固性树脂。作为热固性树脂，例如可举出尿素树脂、三聚氰胺树脂、胍胺树脂等氨基树脂、双酚A型、双酚F型、酚醛清漆型、脂环式等的环氧树脂、氧杂环丁烷树脂、甲阶型、酚醛清漆型等的酚醛树脂、硅酮环氧、硅酮聚酯等的硅酮改性有机树脂。这些树脂可以单独使用，也可以组合两种以上使用。

本实施方式中，为了提高集电体与电解质层15的接合强度，电池100可以还形成有接合层。接合层位于正极集电体11与电解质层15的界面。另外，接合层位于负极集电体13的侧面的接触部分与电解质层15的界面。作为接合层的材料，可举出构成集电体的成分。作为构成集电体的成分，可举出铜、铝和包含它们作为主成分的合金。另外，作为其它接合层的材料，可举出氧化物、硫化物、卤化物。接合层可以还包含构成集电体的其他成分和/或构成电解质层15的成分。由此，在层叠电池100的内部，集电体与电解质层15牢固接合。根据这样的结构，在集电体与电解质层15的界面，通过化学接合提高接合强度，因此能够实现由更高的接合强度一体化了的层叠电池100。

接合层可以通过如上所述将多个单元30层叠，并进行压接来制作。例如，可以通过在使多个单元30的接合面彼此压接时，集电体所含的铜和电解质层15所含的硫化物在集电体与电解质层15的界面扩散，形成硫化铜层而得到。接合层可以包含硫化铜以外的物质。形成接合层时的温度例如为100℃。形成接合层的时间例如为5分钟。这样形成的接合层的厚度约为1μm。但对于接合层的厚度没有特别限定，例如可以为0.1μm以上且10μm以下。

关于这样制作出的接合层的存在，可以通过使用通常的光学显微镜、激光显微镜或扫描型电子显微镜(SEM)观察电池100的截面来确认。另外，关于接合层的组成，例如可以通过利用电子束微量分析仪(EPMA)对接合层进行组成分析来评价。

本实施方式的制造方法中，示出了通过压粉工艺制作电池100的例子。但也可以通过烧成工艺制作烧结体的层叠体，进而向层叠体涂布导电性树脂糊剂，通过进行煅烧来制作端子16和17。

电池100以共用负极集电体13的方式将多个单元30并联连接。正极集电体11位于单元的上表面和下表面。电池也可以以共用正极集电体11的方式将多个单元30并联连接。该情况下，负极集电体13位于单元的上表面和下表面。另外，正极集电体11的大部分埋设于电解质层15，正极集电体11可以具有用于与正极端子16接触的露出部分。

(实施方式2)

图3是用于说明本实施方式2涉及的电池200的构成的概略图。图3(a)是本实施方式涉及的电池200的剖视图。图3(b)是电池200的俯视图。对于在实施方式1的电池100和本实施方式的电池200中共通的要素附带相同标记，并省略其说明。即、以下的各实施方式相关的说明，只要在技术上不矛盾，则相互适用。另外，只要在技术上不矛盾，各实施方式可以相互组合。

如图3所示，在负极集电体13中，突起部分13p的厚度小于残余部分13r的厚度。由此，能够进一步减小露出部分13a的面积。因此，能够在不对电池200的电特性造成影响的状态下，减少露出部分13a与电解质层15的界面。其结果，能够减少负极集电体13与电解质层15的层间容易发生剥离的部分，因此能够实现具有高的可靠性的电池200。

突起部分13p的厚度小于残余部分13r的厚度，因此压接时的压力的参差变动减少。另外，由于与负极端子17接触的露出部分13a的面积小，因此即使在负极端子17产生了由拉伸引起的应力的情况下，也难以对负极集电体13造成影响。因此，能够进一步提高负极集电体13与电解质层15的接合强度。另外，由于能够将并联连接的多个单元30牢固地小型一体化，因此能够实现大容量且具有高能量密度和高可靠性的电池200。

关于突起部分13p的厚度D2相对于残余部分13r的厚度D1的比率(D2/D1)，根据电池200的大小、材料而适当确定，因此没有特别限定。比率(D2/D1)例如为3以上且10以下的范围。

突起部分13p的厚度和残余部分13r的厚度，可以通过在任意多个点(例如5个点)测定出的平均值来确定。测定例如使用千分尺。本实施方式中，厚度是与第3方向z平行的方向上的尺寸。

(实施方式3)

图4是用于说明本实施方式3涉及的电池300的构成的概略图。图4(a)是本实施方式涉及的电池300的剖视图。图4(b)是电池300的俯视图。如图4所示，在层叠电池300中，负极集电体13还具有锁孔21。在本说明书中有时会将锁孔21称为“通孔”。除此以外，电池300的结构与实施方式1的电池100的结构相同。

锁孔21例如是在多个单元30的层叠方向上贯穿负极集电体13的通孔。锁孔21形成在负极集电体13与电解质层15接触的部分。锁孔21不形成在负极集电体13与负极层14接触的部分。锁孔21可以形成在负极集电体13的残余部分13r，也可以形成在突起部分13p。锁孔21的内部存在电解质层15。也就是说，锁孔21的内部填充有构成电解质层15的电解质。根据这样的结构，通过锚固效应提高负极集电体13与电解质层15的接合强度。另外，由于能够将并联连接的多个单元30牢固地小型一体化，因此能够实现大容量且具有高能量密度和高可靠性的电池300。

关于锁孔21的形状、尺寸和数量，只要能够提高负极集电体13与电解质层15的接合强度就没有特别限定。锁孔21的形状例如为圆柱状。对于锁孔21的尺寸没有特别限定，直径可以为200μm以上且500μm以下，直径可以为30μm以上且500μm以下，直径也可以为30μm以上且100μm以下。对于形成于负极集电体13的锁孔21的数量没有特别限定。

对于在负极集电体13形成锁孔21的方法没有特别限定。例如可以如上所述制作了负极集电体13的前体之后，通过切断负极集电体13的前体而形成锁孔21。详细而言，通过将负极集电体13的一部分以相对于层叠方向贯穿的方式切断，能够在负极集电体13的前体形成锁孔21。锁孔21例如在多个单元30的层叠方向上笔直延伸。负极集电体13的前体的切断例如可以通过激光进行。通过切断负极集电体13的前体，能够在负极集电体13形成锁孔21。作为在负极集电体13形成锁孔21的其他例子，可举出冲孔。该情况下，通过对负极集电体13进行冲孔加工，在金属片材上开设多个小孔，由此能够形成锁孔21。多个锁孔21各自的间隔例如为50μm。根据这样的结构，能够提高负极集电体13与电解质层15的接合强度。

(实施方式4)

图5是用于说明本实施方式4涉及的电池400的构成的概略图。图5(a)是本实施方式涉及的电池400的剖视图。图5(b)是电池400的俯视图。如图5所示，在电池400中，多个单元分别还具备虚设集电体31。除此以外，电池400的结构与实施方式1的电池100的结构相同。

本实施方式中，虚设集电体31位于电池400的周围。另外，虚设集电体31存在于负极集电体13的遮蔽部分13b的周围。根据这样的结构，能够在压接中减少压力的参差变动。因此能够实现具有高的可靠性的电池400。由此，层叠体的内部的密度容易变得均匀。

虚设集电体31与负极集电体13电分离。即、负极集电体13与虚设集电体31电绝缘。虚设集电体31隔着间隙而与负极集电体13分离。根据这样的结构，虚设集电体31作为增强材料发挥作用。因此能够实现具有高的可靠性的电池400。

虚设集电体31的一部分可以埋设于电解质层15。虚设集电体31可以从电解质层15露出。换句话说，虚设集电体31可以具有从电解质层15露出的部分。虚设集电体31可以在露出的部分与正极端子16接触。虚设集电体31例如不与负极端子17接触。虚设集电体31例如在俯视下为U字状。

虚设集电体31在多个单元30的层叠方向上位于与负极集电体13相同的高度。因此在压接中，能够减少在负极集电体13的周围集中产生的、集电体的弯曲引起的应力。由此，层叠体的内部的密度容易变得均匀。其结果，电池400的结构缺陷减少。另外，由于能够减少负极集电体13与电解质层15的层间容易发生剥离的部分，因此能够实现具有高的可靠性的电池400。另外，通过形成虚设集电体31，能够容易地制造能减少由集电体的弯曲引起的应力的电池400。

虚设集电体31例如可以采用以下方法制作。首先，如上所述制作负极集电体13的前体。接着切断负极集电体13的前体以得到虚设集电体31。详细而言，以负极集电体13与虚设集电体31隔着间隙而彼此电分离的方式切断负极集电体13的前体。负极集电体13的切断面例如在第1方向x和第2方向y上笔直延伸。负极集电体13的前体的切断例如可以利用激光进行。通过切断负极集电体13的前体，能够形成负极集电体13和虚设集电体31。负极集电体13与虚设集电体31的间隙例如为30μm。负极集电体13的前体的切断可以采用切割(dicing)等手段进行。可以切断负极集电体13的前体，并且通过除去该前体的一部分而形成虚设集电体31。

虚设集电体31准确地说不作为集电体发挥功能。因此，对于虚设集电体31所使用的材料没有特别限制。例如，可以包含与正极集电体11或负极集电体13相同的材料，可以包含绝缘性的材料。可以由与正极集电体11或负极集电体13相同的材料制作，可以由绝缘性的材料制作。再者，虚设集电体31通过具有与正极集电体11或负极集电体13相同程度的硬度，能够在压接中进一步减少压力的参差变动。因此能够实现具有高的可靠性的电池400。在该观点上，虚设集电体31可以由与集电体11和/或13相同的材料制作。

虚设集电体31可以还具有锁孔。锁孔例如是在多个单元30的层叠方向上贯穿虚设集电体31的通孔。锁孔的内部存在电解质层15。也就是说，在锁孔的内部填充有构成电解质层15的电解质。根据这样的结构，通过锚固效应能够提高虚设集电体31与电解质层15的接合强度。另外，能够将并联连接的多个单元30牢固地小型一体化，因此能够实现大容量且具有高能量密度和高可靠性的电池400。

对于锁孔的形状、尺寸和数量，只要能够提高虚设集电体31与电解质层15的接合强度就没有特别限定。锁孔的形状例如为圆柱状。对于锁孔的尺寸没有特别限定，直径可以为200μm以上且500μm以下，直径可以为30μm以上且500μm以下，直径也可以为30μm以上且100μm以下。对于形成于虚设集电体31的锁孔的数量没有特别限定。

对于在虚设集电体31形成锁孔的方法没有特别限定。可以采用与锁孔21的形成方法相同的方法形成。多个锁孔各自的间隔例如为50μm。根据这样的结构，能够提高虚设集电体31与电解质层15的接合强度。

本实施方式中，为了使虚设集电体31与电解质层15的接合强度提高，可以还形成有接合层。接合层位于虚设集电体31与电解质层15的界面。作为接合层的材料，可以包含构成虚设集电体31的成分和/或构成电解质层15的成分。根据这样的结构，在虚设集电体31与电解质层15的界面，通过化学接合能够提高接合强度，因此能够实现通过更高的接合强度一体化了的层叠电池400。

(实施方式5)

图6是用于说明本实施方式5涉及的电池500的构成的概略图。图6(a)是本实施方式涉及的电池500的剖视图。图6(b)是电池500的俯视图。如图6所示，在电池500中，多个单元分别还具备虚设集电体41。除此以外，电池500的结构与实施方式1的电池100的结构相同。

本实施方式中，虚设集电体41位于电池500的周围。但在虚设集电体41配置于与负极集电体13不同的平面这一点上，与电池400不同。也就是说，虚设集电体41在多个单元30的层叠方向上位于与负极集电体13不同的高度。虚设集电体41与正极集电体11、正极层12和负极层14电分离。虚设集电体41的一部分可以埋设于电解质层15。虚设集电体41可以从电解质层15露出。换句话说，虚设集电体41可以具有从电解质层15露出的部分。虚设集电体41可以在露出的部分与正极端子16接触。虚设集电体41例如不与负极端子17接触。虚设集电体41例如在俯视下为U字状。根据这样的结构，即使发生热冲击，也能够减小由于集电体与电解质层15的热膨胀率不同而引起的应力。因此，难以发生负极集电体13与电解质层15的层间的剥离。其结果，能够实现对于热循环具有高可靠性的电池500。

虚设集电体41例如可以采用以下方法制作。首先，在电解质层15的片材上形成虚设集电体41的前体。接着切断虚设集电体41的前体以得到虚设集电体41。详细而言，以虚设集电体41位于单元的周围的方式切断虚设集电体41的前体。虚设集电体41的前体的切断面例如在第1方向x和第2方向y上笔直延伸。虚设集电体41的前体的切断例如可以利用激光进行。通过切断虚设集电体41的前体，能够形成虚设集电体41。虚设集电体41的前体的切断可以采用切割(dicing)等手段进行。

虚设集电体41准确地说不作为集电体发挥功能。因此，对于虚设集电体41所使用的材料没有特别限制。例如可以使用与虚设集电体31相同的材料。再者，虚设集电体41通过具有与正极集电体11或负极集电体13相同程度的硬度，即使发生热冲击，也能够减小由于集电体与电解质层15的热膨胀率不同而引起的应力。因此难以发生负极集电体13与电解质层15的层间的剥离。其结果，能够实现对于热循环具有高可靠性的电池500。

虚设集电体41可以与虚设集电体31同样地还具有锁孔。锁孔例如是在多个单元30的层叠方向上贯穿虚设集电体41的通孔。锁孔的内部存在电解质层15。也就是说，锁孔的内部填充有构成电解质层15的电解质。根据这样的结构，能够通过锚固效应提高虚设集电体41与电解质层15的接合强度。另外，由于能够将并联连接的多个单元30牢固地小型一体化，因此能够实现大容量且具有高能量密度和高可靠性的电池500。

以上，基于实施方式对本公开涉及的电池和层叠电池进行了说明，但本公开并不限定于这些实施方式。只要不脱离本公开的主旨，将本领域技术人员能够想到的各种变形施加于实施方式而得到的方案、以及将实施方式中的一部分构成要素组合构建出的其它方案，都包含在本公开的范围内。

产业可利用性

本公开涉及的电池，能够用作各种电子设备、汽车等所使用的全固体电池等二次电池。

附图标记说明

11 正极集电体

12 正极层

13 负极集电体

13a 露出部分

13b 遮蔽部分

13p 突起部分

13r 残余部分

14 负极层

15 电解质层

16 正极端子

17 负极端子

21 锁孔

30 单元

31、41 虚设集电体

100、200、300、400、500 电池