電池
【課題】電気的短絡を防ぎ、並列接続構造による容量増大を実現しうる電池を提供する。
【解決手段】矩形状の積層要素Ａ〜Ｄを、領域Ｒ１〜Ｒ４のうちの２つの領域に積層していく。その結果、正極集電体１ａおよび負極集電体２ａが、各々螺旋階段状に連結される。正極集電体１ａと負極集電体２ａとの連結体間に、複数の単位電池部が並列配置されている。単位電池部は、正極活物質層１ｂ，固体電解質層３，および負極活物質層２ｂからなる。最下部および最上部から各々１本のリード部材を引き出せば、外部端子に接続することができる。よって、多数の集電体が引き出されることに起因する電気的短絡を防ぐことができる。正負１対の電極集電体の間に、多数の単位電池部を並列配置することで、電池容量も拡大する。
【解決手段】矩形状の積層要素Ａ〜Ｄを、領域Ｒ１〜Ｒ４のうちの２つの領域に積層していく。その結果、正極集電体１ａおよび負極集電体２ａが、各々螺旋階段状に連結される。正極集電体１ａと負極集電体２ａとの連結体間に、複数の単位電池部が並列配置されている。単位電池部は、正極活物質層１ｂ，固体電解質層３，および負極活物質層２ｂからなる。最下部および最上部から各々１本のリード部材を引き出せば、外部端子に接続することができる。よって、多数の集電体が引き出されることに起因する電気的短絡を防ぐことができる。正負１対の電極集電体の間に、多数の単位電池部を並列配置することで、電池容量も拡大する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体電解質層を備えた電池に係り、特に、容量増大対策に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、特許文献１や特許文献２に示す薄型電池が知られている。
特許文献１の図１に示される構造では、平板状の正極集電体，および負極集電体の間に、単位電池部を挟んでいる。単位電池部は、正極活物質層，固体電解質層，および負極活物質層からなる。
【０００３】
特許文献２の図８に示される構造では、各々単位電池部を挟んで、正極集電体，および負極集電体を、多数積層している。特許文献１と同様に、単位電池部は、正極活物質層，固体電解質層，および負極活物質層からなる。
【特許文献１】特開２００４−１７９１５８号公報
【特許文献２】特開２００５−２５１４１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の構造では、単一の単位電池部のみを有する構造であるために、電池容量を増大することは困難である。
特許文献２の構造では、複数の単位電池部を積層しているので、ある程度の容量増大が可能である。ただし、電極端子との接続のためには、複数の正極集電体および負極集電体を取り出して結束する必要がある。ところが、各々複数の正極集電体および負極集電体が存在することで、部分的に電気的短絡が生じるおそれがあった。
【０００５】
本発明の目的は、電気的短絡を防ぎつつ、並列接続構造による容量増大を実現しうる電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電池は、各々螺旋階段状に連結された正極集電体と負極集電体とを有している。そして、正極集電体と負極集電体との間に、複数の単位電池部を並列配置したものである。単位電池部は、固体電解質層と，固体電解質層を挟む正負１対の電極活物質層とからなる。
【０００７】
この構造により、最上部と最下部とから各１本の正負リード部材を引き出すことができる。よって、各々複数の正極集電体と負極集電体が引き出されることによる電気的短絡を防ぐことができる。
また、正極集電体と負極集電体との間に、単位電池部が並列接続されている。よって、多数の単位電池部を狭いスペースに収納することが可能になり、薄型のままで電池容量を増大させることができる。
【０００８】
相隣接する２つの単位電池部の電極活物質層の間に、絶縁層を介在させることが好ましい。絶縁層を介在させる部分は、正極活物質層，負極活物質層のいずれか一方または双方である。
これにより、各単位電池部間における電気的短絡を確実に防ぐことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電池またはその製造方法によると、電気的短絡を防ぎつつ、並列接続構造による容量増大を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（実施の形態１）
図１（ａ）〜（ｄ）および図２（ａ）〜図２（ｄ）は、実施の形態１に係る蓄電部Ｘを組み立てる手順を示す縦断面図および平面図である。図３は、蓄電部Ｘを組み立てるために用いる積層要素Ａ〜Ｄの縦断面図および平面図である。
【００１１】
図３に示す積層要素Ａは、辺の長さが２０ｍｍ〜５０ｍｍ程度の正方形の半分に相当する大きさを有している。積層要素Ａは、正極集電体１ａと、正極活物質層１ｂと、固体電解質層３と、負極活物質層２ｂとの積層体からなる。本明細書においては、「正極活物質層１ｂ，固体電解質層３，および負極活物質層２ｂ」を「単位電池部」とする。この単位電池部は、図３に示す正極集電体１ａの上半分の領域の第１面上に形成されている。第１面とは、図３に示す縦断面図の右側の面である。
【００１２】
正極集電体１ａは、ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６，Ｃｕなどの金属箔からなる。正極集電体１ａの厚みは、１０μｍ〜２０μｍ程度である。
【００１３】
正極活物質層１ｂは、ＬｉＣｏＯ２，ＬｉＭｎＯ２，ＭｎＯ２などの酸化物系の活物質からなる。正極活物質層１ｂの厚みは、１０μｍ程度である。正極活物質層１ｂは、物理的堆積法（ＰＶＤ法）や化学的堆積法（ＣＶＤ法）により形成される。ＰＶＤ法には、スパッタリング，真空蒸着，レーザーアブレーション，イオンプレーティングなどがある。ＣＶＤ法には、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法などがある。
【００１４】
固体電解質層３は、リチウムイオン伝導体であればよい。具体的には、リチウムと、硫黄とを必須元素としている。そして、これらに、リン，珪素，ゲルマニウム，およびガリウムから選ばれた少なくとも１つの物質を添加することができる。本実施の形態では、固体電解質層３は、たとえばＬｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５によって構成されている。固体電解質層３は、上述のＰＶＤ法やＣＶＤ法により形成される。
【００１５】
負極活物質層２ｂは、リチウム膜、リチウム合金膜，あるいはＬＴＯ膜（チタン酸リチウム膜），カーボン膜などからなる。リチウム合金膜には、リチウム（Ｌｉ）と、アルミニウム（Ａｌ），インジウム（Ｉｎ），シリコン（Ｓｉ），錫（Ｓｎ），ビスマス（Ｂｉ）などとの合金膜がある。負極活物質層２ｂの厚みは、０．２μｍ〜２０μｍの範囲にあることが好ましく、５μｍ未満であることがより好ましい。負極活物質層２ｂは、ＰＶＤ法により形成される。
【００１６】
図３に示す積層要素Ｂは、正極集電体１ａの上半分の領域の第１面上に形成された単位電池部を有している。単位電池部とは、上述のように、正極活物質層１ｂ，固体電解質層３，および負極活物質層２ｂである。積層要素Ｂは、さらに、正極集電体１ａの下半分の領域における第２面上に形成された単位電池部を有している。 第２面とは、図３に示す縦断面図の左側の面である。
【００１７】
図３に示す積層要素Ｃは、正方形の半分よりもやや狭い面積を有する負極集電体２ａを有している。負極集電体２ａは、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｒ，またはこれらの合金の箔からなる。負極集電体２ａの厚みは、１０μｍ〜２０μｍ程度である。また、負極集電体２ａの両面の中央部には、電的短絡を防止するための絶縁膜４が形成されている。絶縁膜４は、ポリエステルなどの樹脂から成り、厚みは、５μｍ〜２０μｍ程度である。絶縁膜４の厚みは、負極活物質層２ｂよりも薄いことが好ましい。
【００１８】
図３に示す積層要素Ｄは、正極集電体１ａの第１面のほぼ全面上に形成された単位電池部を有している。単位電池部とは、上述のように、正極活物質層１ｂ，固体電解質層３，および負極活物質層２ｂである。積層要Ｄは、さらに、正極集電体１ａの上半分の領域の第２面上に形成された単位電池部を有している。
【００１９】
次に、図１（ａ）〜（ｄ）、および図２（ａ）〜（ｄ）に示す蓄電部Ｘの形成手順について説明する。図１（ａ）〜（ｄ）の縦断面図は、いずれも平面図に示すI-I線における断面図である。図２（ａ）〜（ｄ）の縦断面図は、いずれも平面図に示すII-II線における断面図である。
【００２０】
本実施の形態では、図３に示す各積層要素Ａ〜Ｄを重ね合わせることにより、蓄電部Ｘを形成している。平面形状が正方形の蓄電部Ｘを形成するので、正方形を４分割して、領域Ｒ１〜Ｒ４とする。
【００２１】
まず、図１（ａ）に示す工程では、領域Ｒ１，Ｒ２に最下層の積層要素Ａを設置する。領域Ｒ１においては、正極集電体１ａ，正極活物質層１ｂ，固体電解質層３，および負極活物質層２ｂが存在する。つまり、領域Ｒ１においては、正極集電体１ａの上に単位電池部が存在する。領域Ｒ２においては、正極集電体１ａのみが存在する。
【００２２】
次に、図１（ｂ）に示す工程では、最下層の積層要素Ａの上に、２層目の積層要素Ａを重ねる。このとき、２層目の積層要素Ａは、領域Ｒ２および領域Ｒ３に設置される。領域Ｒ２において、２層目の積層要素Ａの正極集電体１ａは、最下層の正極集電体１ａの上に重ねられている。領域Ｒ２においては、正極集電体１ａの上に単位電池部が存在する。領域Ｒ３においては、正極集電体１ａのみが存在する。また、領域Ｒ２においては、２枚の正極集電体１ａが積層されている。したがって、２層目の積層要素Ａの正極集電体１ａは、領域２と領域Ｒ３との間で、段差を有している。
【００２３】
次に、図１（ｃ）に示す工程では、領域Ｒ３，Ｒ４に３層目の積層要素Ａを重ね、領域Ｒ１，Ｒ２に、積層要素Ｃを重ねる。領域Ｒ３においては、２枚の正極集電体１ａが積層されている。したがって、３層目の積層要素Ａの正極集電体１ａは、領域３と領域４との間で段差を有している。また、積層要素Ｃの負極集電体２ａは、領域Ｒ１と領域Ｒ２との間で段差を有している。このとき、領域Ｒ１の単位電池部の負極活物質層２ｂと、領域Ｒ２の負極活物質層２ｂとの間に、絶縁膜４が介在している。つまり、相隣接する２つの単位電池部の電極活物質層の間に、絶縁膜４が介在している。
【００２４】
次に、図１（ｄ）に示す工程では、領域Ｒ４，Ｒ１に積層要素Ｂを重ね、領域Ｒ２，Ｒ３に、積層要素Ｃを重ねる。領域Ｒ１においては、負極集電体２ａの両面上に、単位電池部がそれぞれ配置されている。
【００２５】
このとき、積層要素Ｂの正極集電体１ａは、領域４で、３層目の積層要素Ａの正極集電体１ａに重なっている。積層要素Ｂの正極集電体１ａは、領域Ｒ４から領域Ｒ１に向かって、２つの単位電池部の厚みだけ高くなっている。ただし、正極集電体１ａと負極集電体２ａとの厚みは、ほぼ等しいものとする。
【００２６】
以上の結果、複数の正極集電体１ａが、領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ１に亘って、互いにオーバーラップしつつ、環状に連結されている。この正極集電体１ａの連結体は、最初の領域１から次層の領域１に達した時点では、２つの単位電池部と負極集電体２ａとの厚みだけ上昇している。つまり、正極集電体１ａは、各領域間で段差を有しつつ、螺旋階段状に連結されている。ただし、正極集電体１ａの連結体における段差は、常に上昇しているとは限らず、部分的に下降することもある。
【００２７】
次に、図２（ａ）に示す工程では、領域Ｒ１，Ｒ２に積層要素Ｂを重ね、領域Ｒ３，Ｒ４に、積層要素Ｃを重ねる。領域Ｒ１では、積層要素Ｂの正極集電体１ａが、下層側の正極集電体１ａに重なっている。領域Ｒ２では、積層要素Ｂの単位電池部が、下層側の負極集電体２ａに重なっている。積層要素Ｂの負極集電体２ａは、領域Ｒ２では、領域Ｒ１から段差をもって高くなっている。
【００２８】
次に、図２（ｂ）に示す工程では、領域Ｒ２，Ｒ３に積層要素Ｂを重ね、領域Ｒ４，Ｒ１に、積層要素Ｃを重ねる。縦断面図には表示されていないが、積層要素Ｃの負極集電体２ａは、領域Ｒ１では、領域Ｒ４から２つの単位電池部の高さだけ段差をもって高くなっている。
【００２９】
以上の結果、複数の負極集電体２ａが、領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ１に亘って、互いにオーバーラップしつつ、環状に連結されている。この正極集電体２ａの連結体は、最初の領域１から次層の領域１に達した時点では、２つの単位電池部と正極集電体１ａとの厚みだけ上昇している。つまり、負極集電体２ａは、各領域間で段差を有しつつ、螺旋階段状に連結されている。ただし、負極集電体２ａの連結体における段差は、常に上昇しているとは限らず、部分的に下降することもある。
【００３０】
次に、図２（ｃ）に示す工程では、領域Ｒ３，Ｒ４に積層要素Ｄを重ねる。領域Ｒ３では、下層側の正極集電体１ａの上に、正極集電体１ａおよび単位電池部が重ねられている。領域Ｒ４では、下層側の負極集電体２ａの上に、正極集電体１ａを挟んで２つの単位電池部が重ねられている。
【００３１】
次に、図２（ｄ）に示す工程では、領域Ｒ１〜Ｒ４に亘る正方形の負極集電体２ａを重ねる。これにより、蓄電部Ｘが形成される。
【００３２】
その結果、各々複数の正極集電体１ａおよび負極集電体２ｂが、それぞれ、螺旋階段状に連結されて、個別に連結体を構成している。これらの連結体は、各領域Ｒ１〜Ｒ４においてそれぞれ２回転している。そして、各領域Ｒ１〜Ｒ４において、それぞれ３個の単位電池部が配置されている。すなわち、正極集電体１ａの連結体と、負極集電体２ａの連結体との間に、合計１２個の単位電池部が並列接続されている。
【００３３】
（実施の形態２）
図４（ａ）〜（ｄ）および図５（ａ）〜図５（ｄ）は、実施の形態２に係るリチウム二次電池の蓄電部Ｘを組み立てる手順を示す縦断面図および平面図である。図６は、蓄電部Ｘを組み立てるために用いる要素Ｅ〜Ｈの縦断面図および平面図である。
【００３４】
図６に示す積層要素Ｅは、正方形の半分に相当する大きさの正極集電体１ａを有している。積層要素Ｅにおいて、正極集電体１ａの半分の領域の第１面上に、正極活物質層２ｂと、固体活物質層３とが順に形成されている。第１面とは、図６における縦断面図の右側の面である。正極集電体１ａ，正極活物質層１ｂ，および固体活物質層３の材質，製法，および厚みは、実施の形態１で説明した通りである。
【００３５】
図６に示す積層要素Ｆは、正極集電体１ａの上半分の領域の第１面上に形成された正極活物質層１ｂ，および固体電解質層３を有している。積層要素Ｆは、さらに、正極集電体１ａの下半分の領域における第２面上に形成された正極活物質層１ｂ，および固体電解質層３を有している。 第２面とは、図６における縦断面図の左側の面である。
【００３６】
図６に示す積層要素Ｇは、正方形の半分よりもやや狭い大きさの負極集電体２ａを有している。積層要素Ｆは、負極集電体２ａの上半分の領域における両面上に形成された負極活物質層２ｂおよび絶縁膜４を有している。積層要素Ｇは、さらに、正極集電体１ａの下半分の領域における第２面上に形成された負極活物質層２ｂ，および絶縁膜４を有している。負極活物質層２ｂおよび絶縁膜４の材質，製法，厚みは、実施の形態１で説明した通りである。
【００３７】
図６に示す積層要素Ｈは、正極集電体１ａの第１面のほぼ全面上に形成された正極活物質層１ｂ，および固体電解質層３を有している。積層要Ｈは、さらに、正極集電体１ａの下半分の領域の第２面上に形成された正極活物質層１ｂ，および固体電解質層３を有している。
【００３８】
次に、図４（ａ）〜（ｄ）、および図５（ａ）〜（ｄ）に示す蓄電部Ｘの形成手順について説明する。図４（ａ）〜（ｄ）の縦断面図は、いずれも平面図に示すIV-IV線における断面図である。図５（ａ）〜（ｄ）の縦断面図は、いずれも平面図に示すV-V線における断面図である。
本実施の形態では、図６に示す各積層要素E〜Hを重ね合わせることにより、蓄電部Ｘを形成している。平面形状が正方形の蓄電部Ｘを形成するので、正方形を４分割して、領域Ｒ１〜Ｒ４とする。
【００３９】
まず、図４（ａ）に示す工程では、領域Ｒ１，Ｒ２に最下層の積層要素Eを設置する。領域Ｒ１においては、正極集電体１ａ，正極活物質層１ｂ，および固体電解質層３が存在する。領域Ｒ２においては、正極集電体１ａのみが存在する。
【００４０】
次に、図４（ｂ）に示す工程では、最下層の積層要素Ｅの上に、２層目の積層要素Ｅを重ねる。このとき、２層目の積層要素Ｅは、領域Ｒ２および領域Ｒ３に設置される。領域Ｒ２において、２層目の積層要素Ｅの正極集電体１ａは、最下層の正極集電体１ａの上に重ねられている。領域Ｒ３においては、正極集電体１ａのみが存在する。また、領域Ｒ２においては、２枚の正極集電体１ａが積層されている。したがって、２層目の積層要素Ｅの正極集電体１ａは、領域２と領域Ｒ３との間で、段差を有している。
【００４１】
次に、図４（ｃ）に示す工程では、領域Ｒ３，Ｒ４に３層目の積層要素Ｅを重ね、領域Ｒ１，Ｒ２に、積層要素Ｇを重ねる。その結果、領域Ｒ２，Ｒ３には、いずれも単位電池部が配置される。
【００４２】
また、領域Ｒ３においては、２枚の正極集電体１ａが積層されている。したがって、３層目の積層要素Ｅの正極集電体１ａは、領域３と領域４との間で段差を有している。また、積層要素Ｇの負極集電体２ａは、領域Ｒ１と領域Ｒ２との間で段差を有している。このとき、領域Ｒ１の単位電池部の負極活物質層２ｂと、領域Ｒ２の負極活物質層２ｂとの間に、絶縁膜４が介在している。つまり、相隣接する２つの単位電池部の電極活物質層の間に、絶縁膜４が介在している。
【００４３】
次に、図４（ｄ）に示す工程では、領域Ｒ４，Ｒ１に積層要素Ｆを重ね、領域Ｒ２，Ｒ３に、積層要素Ｇを重ねる。領域Ｒ１においては、負極集電体２ａの両面上に、単位電池部がそれぞれ配置されている。
【００４４】
このとき、積層要素Ｆの正極集電体１ａは、領域４では、３層目の積層要素Ｅの正極集電体１ａに重なっている。一方、領域１では、積層要素Ｆの正極集電体１ａが、領域Ｒ４から２つの単位電池部の厚みだけ上昇している。ただし、正極集電体１ａと負極集電体２ａとの厚みは、ほぼ等しいものとする。
【００４５】
以上の結果、複数の正極集電体１ａが、領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ１に亘って、互いにオーバーラップしつつ、環状に連結されている。つまり、実施の形態１と同様に、正極集電体１ａは、各領域間で段差を有しつつ、螺旋階段状に連結されている。
【００４６】
次に、図５（ａ）に示す工程では、領域Ｒ１，Ｒ２に積層要素Ｆを重ね、領域Ｒ３，Ｒ４に、積層要素Ｇを重ねる。領域Ｒ１では、積層要素Ｆの正極集電体１ａが、下層側の正極集電体１ａに重なっている。領域Ｒ２では、積層要素Ｆの単位電池部が、下層側の負極集電体２ａの上に重なっている。積層要素Ｆの負極集電体２ａは、領域Ｒ２では、領域Ｒ１から段差をもって上昇している。
【００４７】
次に、図５（ｂ）に示す工程では、領域Ｒ２，Ｒ３に積層要素Ｆを重ね、領域Ｒ４，Ｒ１に、積層要素Ｇを重ねる。縦断面図には表示されていないが、積層要素Ｇの負極集電体２ａは、領域Ｒ１では、領域Ｒ４から２つの単位電池部の高さだけ段差をもって高くなっている。
【００４８】
以上の結果、複数の負極集電体２ａが、領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ１に亘って、互いにオーバーラップしつつ、環状に連結されている。つまり、実施の形態１と同様に、負極集電体２ａは、各領域間で段差を有しつつ、螺旋階段状に連結されている。
【００４９】
次に、図５（ｃ）に示す工程では、領域Ｒ３，Ｒ４に積層要素Ｈを重ねる。領域Ｒ３では、下層側の正極集電体１ａの上に、正極集電体１ａ，負極活物質層２ｂ，および固体電解質層３が重ねられている。領域Ｒ４では、下層側の負極集電体２ａの上に、正極集電体１ａを挟んで各２層の負極活物質層２ｂおよび固体電解質層３が重ねられている。
【００５０】
次に、図５（ｄ）に示す工程では、領域Ｒ１〜Ｒ４に亘る正方形の負極活物質層２ｂおよび負極集電体２ａを重ねる。ただし、領域Ｒ１においては、負極活物質層２ｂが存在しない。これにより、蓄電部Ｘが形成される。
【００５１】
以上の結果、各々複数の正極集電体１ａおよび負極集電体２ｂが、それぞれ、螺旋階段状に連結されて、個別に連結体を構成している。これらの連結体は、各領域Ｒ１〜Ｒ４においてそれぞれ２回転している。そして、各領域Ｒ１〜Ｒ４において、それぞれ３個の単位電池部が配置されている。すなわち、正極集電体１ａの連結体と、負極集電体２ａの連結体との間に、合計１２個の単位電池部が並列接続されている。
【００５２】
図７は、実施の形態１または２の蓄電部Ｘを収納した電池Ｙの構造例を示す縦断面図である。電池Ｙは、蓄電部Ｘをアルミラミネートフィルム１３によって封止することにより、形成される。アルミラミネートフィルム１３の厚みは、たとえば０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度である。
【００５３】
電池Ｙの両端部には、外部端子である正極端子１１および負極端子１２が設けられている。正極端子１１および負極端子１２は、アルミラミネートフィルム１３で封着されつつ、内部空間まで延びている。
【００５４】
蓄電部Ｘの最下部の正極集電体１ａには、正極延長リード８が取り付けられている。蓄電部Ｘの最上部の負極集電体２ａには、負極延長リード９が取り付けられている。正極延長リード８，負極延長リード９は、互いに反対側に延びて、それぞれ正極端子１１，負極端子１２に接続されている。
【００５５】
電池Ｙの厚さは、３ｍｍ〜５ｍｍ程度で、平面寸法は、３０ｍｍ〜６０ｍｍ×３０ｍｍ〜６０ｍｍ程度である。
電池の構造としては、図７に示す構造に限定されるものではなく、種々の形態を採用することができる。平面形状も矩形に限らず、丸型（コイン型）、トラック形状など、各種形状を採ることができる。
【００５６】
本実施の形態の電池Ｙにより、以下の効果が得られる。
図７に示すように、最上部と最下部から、各々１本の集電体を引き出すだけでよい。つまり、正極延長リード８および負極延長リード９を引き出して、電池の電極端子１１，１２に接続することができる。よって、各々複数の正負の集電体を引き出すことに起因する，電気的短絡を防ぐことができる。
【００５７】
本発明の電池において、電気的には、正極集電体１ａと負極集電体２ａとの間に、単位電池部が並列接続された構造となる。よって、多数の単位電池部を狭いスペースに収納することが可能になり、薄型のままで電池容量を増大させることができる。
【００５８】
（その他の実施の形態）
積層要素の選び方は、上記実施の形態１，２に限定されるものではない。たとえば、負極集電体２ａに負極活物質層２ｂ，固体電解質層３，正極活物質層１ｂなどを堆積したものを積層要素としてもよい。
【００５９】
実施の形態１，２においては、矩形の積層要素を積層したが、本発明の電池の構造は、これに限定されるものではない。図８は、他の実施の形態に係る蓄電部の積層方法を説明するための平面図である。図８に示すように、たとえば、６角形を６つの領域Ｒ１〜Ｒ６に分割する。そして、２つの領域Ｒ１，Ｒ２に亘る積層要素から始めて、順次オーバーラップする積層要素を積層する構造としてもよい。ただし、製造上は、実施の形態１、２のような矩形状の積層要素が好ましいといえる。
【００６０】
上記実施の形態の構造は、例示にすぎず、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載と、その記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものである。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の電池は、時計，電卓などの電子機器用の電源として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は、実施の形態１に係るリチウム二次電池の蓄電部を組み立てる前半の手順を示す縦断面図および平面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、実施の形態１に係るリチウム二次電池の蓄電部を組み立てる後半の手順を示す縦断面図および平面図である。
【図３】実施の形態１における蓄電部を組み立てるために用いる積層要素Ａ〜Ｄの縦断面図および平面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、実施の形態２に係るリチウム二次電池の蓄電部を組み立てる前半の手順を示す縦断面図および平面図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、実施の形態２に係るリチウム二次電池の蓄電部を組み立てる後半の手順を示す縦断面図および平面図である。
【図６】実施の形態２における蓄電部を組み立てるために用いる積層要素Ｅ〜Ｈの縦断面図および平面図である。
【図７】実施の形態１または２の蓄電部を収納した電池Ｙの構造例を示す縦断面図である。
【図８】他の実施の形態に係る蓄電部の積層方法を説明するための平面図である。
【符号の説明】
【００６３】
Ａ〜Ｈ 積層要素
Ｘ 蓄電部
Ｙ 電池
１ａ 正極集電体
１ｂ 正極活物質層
２ａ 負極集電体
２ｂ 負極活物質層
３ 固体電解質層
４ 絶縁膜
８ 正極延長リード
９ 負極延長リード
１１ 正極端子
１２ 負極端子
１３ アルミラミネートフィルム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体電解質層を備えた電池に係り、特に、容量増大対策に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、特許文献１や特許文献２に示す薄型電池が知られている。
特許文献１の図１に示される構造では、平板状の正極集電体，および負極集電体の間に、単位電池部を挟んでいる。単位電池部は、正極活物質層，固体電解質層，および負極活物質層からなる。
【０００３】
特許文献２の図８に示される構造では、各々単位電池部を挟んで、正極集電体，および負極集電体を、多数積層している。特許文献１と同様に、単位電池部は、正極活物質層，固体電解質層，および負極活物質層からなる。
【特許文献１】特開２００４−１７９１５８号公報
【特許文献２】特開２００５−２５１４１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の構造では、単一の単位電池部のみを有する構造であるために、電池容量を増大することは困難である。
特許文献２の構造では、複数の単位電池部を積層しているので、ある程度の容量増大が可能である。ただし、電極端子との接続のためには、複数の正極集電体および負極集電体を取り出して結束する必要がある。ところが、各々複数の正極集電体および負極集電体が存在することで、部分的に電気的短絡が生じるおそれがあった。
【０００５】
本発明の目的は、電気的短絡を防ぎつつ、並列接続構造による容量増大を実現しうる電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電池は、各々螺旋階段状に連結された正極集電体と負極集電体とを有している。そして、正極集電体と負極集電体との間に、複数の単位電池部を並列配置したものである。単位電池部は、固体電解質層と，固体電解質層を挟む正負１対の電極活物質層とからなる。
【０００７】
この構造により、最上部と最下部とから各１本の正負リード部材を引き出すことができる。よって、各々複数の正極集電体と負極集電体が引き出されることによる電気的短絡を防ぐことができる。
また、正極集電体と負極集電体との間に、単位電池部が並列接続されている。よって、多数の単位電池部を狭いスペースに収納することが可能になり、薄型のままで電池容量を増大させることができる。
【０００８】
相隣接する２つの単位電池部の電極活物質層の間に、絶縁層を介在させることが好ましい。絶縁層を介在させる部分は、正極活物質層，負極活物質層のいずれか一方または双方である。
これにより、各単位電池部間における電気的短絡を確実に防ぐことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電池またはその製造方法によると、電気的短絡を防ぎつつ、並列接続構造による容量増大を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（実施の形態１）
図１（ａ）〜（ｄ）および図２（ａ）〜図２（ｄ）は、実施の形態１に係る蓄電部Ｘを組み立てる手順を示す縦断面図および平面図である。図３は、蓄電部Ｘを組み立てるために用いる積層要素Ａ〜Ｄの縦断面図および平面図である。
【００１１】
図３に示す積層要素Ａは、辺の長さが２０ｍｍ〜５０ｍｍ程度の正方形の半分に相当する大きさを有している。積層要素Ａは、正極集電体１ａと、正極活物質層１ｂと、固体電解質層３と、負極活物質層２ｂとの積層体からなる。本明細書においては、「正極活物質層１ｂ，固体電解質層３，および負極活物質層２ｂ」を「単位電池部」とする。この単位電池部は、図３に示す正極集電体１ａの上半分の領域の第１面上に形成されている。第１面とは、図３に示す縦断面図の右側の面である。
【００１２】
正極集電体１ａは、ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６，Ｃｕなどの金属箔からなる。正極集電体１ａの厚みは、１０μｍ〜２０μｍ程度である。
【００１３】
正極活物質層１ｂは、ＬｉＣｏＯ２，ＬｉＭｎＯ２，ＭｎＯ２などの酸化物系の活物質からなる。正極活物質層１ｂの厚みは、１０μｍ程度である。正極活物質層１ｂは、物理的堆積法（ＰＶＤ法）や化学的堆積法（ＣＶＤ法）により形成される。ＰＶＤ法には、スパッタリング，真空蒸着，レーザーアブレーション，イオンプレーティングなどがある。ＣＶＤ法には、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法などがある。
【００１４】
固体電解質層３は、リチウムイオン伝導体であればよい。具体的には、リチウムと、硫黄とを必須元素としている。そして、これらに、リン，珪素，ゲルマニウム，およびガリウムから選ばれた少なくとも１つの物質を添加することができる。本実施の形態では、固体電解質層３は、たとえばＬｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５によって構成されている。固体電解質層３は、上述のＰＶＤ法やＣＶＤ法により形成される。
【００１５】
負極活物質層２ｂは、リチウム膜、リチウム合金膜，あるいはＬＴＯ膜（チタン酸リチウム膜），カーボン膜などからなる。リチウム合金膜には、リチウム（Ｌｉ）と、アルミニウム（Ａｌ），インジウム（Ｉｎ），シリコン（Ｓｉ），錫（Ｓｎ），ビスマス（Ｂｉ）などとの合金膜がある。負極活物質層２ｂの厚みは、０．２μｍ〜２０μｍの範囲にあることが好ましく、５μｍ未満であることがより好ましい。負極活物質層２ｂは、ＰＶＤ法により形成される。
【００１６】
図３に示す積層要素Ｂは、正極集電体１ａの上半分の領域の第１面上に形成された単位電池部を有している。単位電池部とは、上述のように、正極活物質層１ｂ，固体電解質層３，および負極活物質層２ｂである。積層要素Ｂは、さらに、正極集電体１ａの下半分の領域における第２面上に形成された単位電池部を有している。 第２面とは、図３に示す縦断面図の左側の面である。
【００１７】
図３に示す積層要素Ｃは、正方形の半分よりもやや狭い面積を有する負極集電体２ａを有している。負極集電体２ａは、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｒ，またはこれらの合金の箔からなる。負極集電体２ａの厚みは、１０μｍ〜２０μｍ程度である。また、負極集電体２ａの両面の中央部には、電的短絡を防止するための絶縁膜４が形成されている。絶縁膜４は、ポリエステルなどの樹脂から成り、厚みは、５μｍ〜２０μｍ程度である。絶縁膜４の厚みは、負極活物質層２ｂよりも薄いことが好ましい。
【００１８】
図３に示す積層要素Ｄは、正極集電体１ａの第１面のほぼ全面上に形成された単位電池部を有している。単位電池部とは、上述のように、正極活物質層１ｂ，固体電解質層３，および負極活物質層２ｂである。積層要Ｄは、さらに、正極集電体１ａの上半分の領域の第２面上に形成された単位電池部を有している。
【００１９】
次に、図１（ａ）〜（ｄ）、および図２（ａ）〜（ｄ）に示す蓄電部Ｘの形成手順について説明する。図１（ａ）〜（ｄ）の縦断面図は、いずれも平面図に示すI-I線における断面図である。図２（ａ）〜（ｄ）の縦断面図は、いずれも平面図に示すII-II線における断面図である。
【００２０】
本実施の形態では、図３に示す各積層要素Ａ〜Ｄを重ね合わせることにより、蓄電部Ｘを形成している。平面形状が正方形の蓄電部Ｘを形成するので、正方形を４分割して、領域Ｒ１〜Ｒ４とする。
【００２１】
まず、図１（ａ）に示す工程では、領域Ｒ１，Ｒ２に最下層の積層要素Ａを設置する。領域Ｒ１においては、正極集電体１ａ，正極活物質層１ｂ，固体電解質層３，および負極活物質層２ｂが存在する。つまり、領域Ｒ１においては、正極集電体１ａの上に単位電池部が存在する。領域Ｒ２においては、正極集電体１ａのみが存在する。
【００２２】
次に、図１（ｂ）に示す工程では、最下層の積層要素Ａの上に、２層目の積層要素Ａを重ねる。このとき、２層目の積層要素Ａは、領域Ｒ２および領域Ｒ３に設置される。領域Ｒ２において、２層目の積層要素Ａの正極集電体１ａは、最下層の正極集電体１ａの上に重ねられている。領域Ｒ２においては、正極集電体１ａの上に単位電池部が存在する。領域Ｒ３においては、正極集電体１ａのみが存在する。また、領域Ｒ２においては、２枚の正極集電体１ａが積層されている。したがって、２層目の積層要素Ａの正極集電体１ａは、領域２と領域Ｒ３との間で、段差を有している。
【００２３】
次に、図１（ｃ）に示す工程では、領域Ｒ３，Ｒ４に３層目の積層要素Ａを重ね、領域Ｒ１，Ｒ２に、積層要素Ｃを重ねる。領域Ｒ３においては、２枚の正極集電体１ａが積層されている。したがって、３層目の積層要素Ａの正極集電体１ａは、領域３と領域４との間で段差を有している。また、積層要素Ｃの負極集電体２ａは、領域Ｒ１と領域Ｒ２との間で段差を有している。このとき、領域Ｒ１の単位電池部の負極活物質層２ｂと、領域Ｒ２の負極活物質層２ｂとの間に、絶縁膜４が介在している。つまり、相隣接する２つの単位電池部の電極活物質層の間に、絶縁膜４が介在している。
【００２４】
次に、図１（ｄ）に示す工程では、領域Ｒ４，Ｒ１に積層要素Ｂを重ね、領域Ｒ２，Ｒ３に、積層要素Ｃを重ねる。領域Ｒ１においては、負極集電体２ａの両面上に、単位電池部がそれぞれ配置されている。
【００２５】
このとき、積層要素Ｂの正極集電体１ａは、領域４で、３層目の積層要素Ａの正極集電体１ａに重なっている。積層要素Ｂの正極集電体１ａは、領域Ｒ４から領域Ｒ１に向かって、２つの単位電池部の厚みだけ高くなっている。ただし、正極集電体１ａと負極集電体２ａとの厚みは、ほぼ等しいものとする。
【００２６】
以上の結果、複数の正極集電体１ａが、領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ１に亘って、互いにオーバーラップしつつ、環状に連結されている。この正極集電体１ａの連結体は、最初の領域１から次層の領域１に達した時点では、２つの単位電池部と負極集電体２ａとの厚みだけ上昇している。つまり、正極集電体１ａは、各領域間で段差を有しつつ、螺旋階段状に連結されている。ただし、正極集電体１ａの連結体における段差は、常に上昇しているとは限らず、部分的に下降することもある。
【００２７】
次に、図２（ａ）に示す工程では、領域Ｒ１，Ｒ２に積層要素Ｂを重ね、領域Ｒ３，Ｒ４に、積層要素Ｃを重ねる。領域Ｒ１では、積層要素Ｂの正極集電体１ａが、下層側の正極集電体１ａに重なっている。領域Ｒ２では、積層要素Ｂの単位電池部が、下層側の負極集電体２ａに重なっている。積層要素Ｂの負極集電体２ａは、領域Ｒ２では、領域Ｒ１から段差をもって高くなっている。
【００２８】
次に、図２（ｂ）に示す工程では、領域Ｒ２，Ｒ３に積層要素Ｂを重ね、領域Ｒ４，Ｒ１に、積層要素Ｃを重ねる。縦断面図には表示されていないが、積層要素Ｃの負極集電体２ａは、領域Ｒ１では、領域Ｒ４から２つの単位電池部の高さだけ段差をもって高くなっている。
【００２９】
以上の結果、複数の負極集電体２ａが、領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ１に亘って、互いにオーバーラップしつつ、環状に連結されている。この正極集電体２ａの連結体は、最初の領域１から次層の領域１に達した時点では、２つの単位電池部と正極集電体１ａとの厚みだけ上昇している。つまり、負極集電体２ａは、各領域間で段差を有しつつ、螺旋階段状に連結されている。ただし、負極集電体２ａの連結体における段差は、常に上昇しているとは限らず、部分的に下降することもある。
【００３０】
次に、図２（ｃ）に示す工程では、領域Ｒ３，Ｒ４に積層要素Ｄを重ねる。領域Ｒ３では、下層側の正極集電体１ａの上に、正極集電体１ａおよび単位電池部が重ねられている。領域Ｒ４では、下層側の負極集電体２ａの上に、正極集電体１ａを挟んで２つの単位電池部が重ねられている。
【００３１】
次に、図２（ｄ）に示す工程では、領域Ｒ１〜Ｒ４に亘る正方形の負極集電体２ａを重ねる。これにより、蓄電部Ｘが形成される。
【００３２】
その結果、各々複数の正極集電体１ａおよび負極集電体２ｂが、それぞれ、螺旋階段状に連結されて、個別に連結体を構成している。これらの連結体は、各領域Ｒ１〜Ｒ４においてそれぞれ２回転している。そして、各領域Ｒ１〜Ｒ４において、それぞれ３個の単位電池部が配置されている。すなわち、正極集電体１ａの連結体と、負極集電体２ａの連結体との間に、合計１２個の単位電池部が並列接続されている。
【００３３】
（実施の形態２）
図４（ａ）〜（ｄ）および図５（ａ）〜図５（ｄ）は、実施の形態２に係るリチウム二次電池の蓄電部Ｘを組み立てる手順を示す縦断面図および平面図である。図６は、蓄電部Ｘを組み立てるために用いる要素Ｅ〜Ｈの縦断面図および平面図である。
【００３４】
図６に示す積層要素Ｅは、正方形の半分に相当する大きさの正極集電体１ａを有している。積層要素Ｅにおいて、正極集電体１ａの半分の領域の第１面上に、正極活物質層２ｂと、固体活物質層３とが順に形成されている。第１面とは、図６における縦断面図の右側の面である。正極集電体１ａ，正極活物質層１ｂ，および固体活物質層３の材質，製法，および厚みは、実施の形態１で説明した通りである。
【００３５】
図６に示す積層要素Ｆは、正極集電体１ａの上半分の領域の第１面上に形成された正極活物質層１ｂ，および固体電解質層３を有している。積層要素Ｆは、さらに、正極集電体１ａの下半分の領域における第２面上に形成された正極活物質層１ｂ，および固体電解質層３を有している。 第２面とは、図６における縦断面図の左側の面である。
【００３６】
図６に示す積層要素Ｇは、正方形の半分よりもやや狭い大きさの負極集電体２ａを有している。積層要素Ｆは、負極集電体２ａの上半分の領域における両面上に形成された負極活物質層２ｂおよび絶縁膜４を有している。積層要素Ｇは、さらに、正極集電体１ａの下半分の領域における第２面上に形成された負極活物質層２ｂ，および絶縁膜４を有している。負極活物質層２ｂおよび絶縁膜４の材質，製法，厚みは、実施の形態１で説明した通りである。
【００３７】
図６に示す積層要素Ｈは、正極集電体１ａの第１面のほぼ全面上に形成された正極活物質層１ｂ，および固体電解質層３を有している。積層要Ｈは、さらに、正極集電体１ａの下半分の領域の第２面上に形成された正極活物質層１ｂ，および固体電解質層３を有している。
【００３８】
次に、図４（ａ）〜（ｄ）、および図５（ａ）〜（ｄ）に示す蓄電部Ｘの形成手順について説明する。図４（ａ）〜（ｄ）の縦断面図は、いずれも平面図に示すIV-IV線における断面図である。図５（ａ）〜（ｄ）の縦断面図は、いずれも平面図に示すV-V線における断面図である。
本実施の形態では、図６に示す各積層要素E〜Hを重ね合わせることにより、蓄電部Ｘを形成している。平面形状が正方形の蓄電部Ｘを形成するので、正方形を４分割して、領域Ｒ１〜Ｒ４とする。
【００３９】
まず、図４（ａ）に示す工程では、領域Ｒ１，Ｒ２に最下層の積層要素Eを設置する。領域Ｒ１においては、正極集電体１ａ，正極活物質層１ｂ，および固体電解質層３が存在する。領域Ｒ２においては、正極集電体１ａのみが存在する。
【００４０】
次に、図４（ｂ）に示す工程では、最下層の積層要素Ｅの上に、２層目の積層要素Ｅを重ねる。このとき、２層目の積層要素Ｅは、領域Ｒ２および領域Ｒ３に設置される。領域Ｒ２において、２層目の積層要素Ｅの正極集電体１ａは、最下層の正極集電体１ａの上に重ねられている。領域Ｒ３においては、正極集電体１ａのみが存在する。また、領域Ｒ２においては、２枚の正極集電体１ａが積層されている。したがって、２層目の積層要素Ｅの正極集電体１ａは、領域２と領域Ｒ３との間で、段差を有している。
【００４１】
次に、図４（ｃ）に示す工程では、領域Ｒ３，Ｒ４に３層目の積層要素Ｅを重ね、領域Ｒ１，Ｒ２に、積層要素Ｇを重ねる。その結果、領域Ｒ２，Ｒ３には、いずれも単位電池部が配置される。
【００４２】
また、領域Ｒ３においては、２枚の正極集電体１ａが積層されている。したがって、３層目の積層要素Ｅの正極集電体１ａは、領域３と領域４との間で段差を有している。また、積層要素Ｇの負極集電体２ａは、領域Ｒ１と領域Ｒ２との間で段差を有している。このとき、領域Ｒ１の単位電池部の負極活物質層２ｂと、領域Ｒ２の負極活物質層２ｂとの間に、絶縁膜４が介在している。つまり、相隣接する２つの単位電池部の電極活物質層の間に、絶縁膜４が介在している。
【００４３】
次に、図４（ｄ）に示す工程では、領域Ｒ４，Ｒ１に積層要素Ｆを重ね、領域Ｒ２，Ｒ３に、積層要素Ｇを重ねる。領域Ｒ１においては、負極集電体２ａの両面上に、単位電池部がそれぞれ配置されている。
【００４４】
このとき、積層要素Ｆの正極集電体１ａは、領域４では、３層目の積層要素Ｅの正極集電体１ａに重なっている。一方、領域１では、積層要素Ｆの正極集電体１ａが、領域Ｒ４から２つの単位電池部の厚みだけ上昇している。ただし、正極集電体１ａと負極集電体２ａとの厚みは、ほぼ等しいものとする。
【００４５】
以上の結果、複数の正極集電体１ａが、領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ１に亘って、互いにオーバーラップしつつ、環状に連結されている。つまり、実施の形態１と同様に、正極集電体１ａは、各領域間で段差を有しつつ、螺旋階段状に連結されている。
【００４６】
次に、図５（ａ）に示す工程では、領域Ｒ１，Ｒ２に積層要素Ｆを重ね、領域Ｒ３，Ｒ４に、積層要素Ｇを重ねる。領域Ｒ１では、積層要素Ｆの正極集電体１ａが、下層側の正極集電体１ａに重なっている。領域Ｒ２では、積層要素Ｆの単位電池部が、下層側の負極集電体２ａの上に重なっている。積層要素Ｆの負極集電体２ａは、領域Ｒ２では、領域Ｒ１から段差をもって上昇している。
【００４７】
次に、図５（ｂ）に示す工程では、領域Ｒ２，Ｒ３に積層要素Ｆを重ね、領域Ｒ４，Ｒ１に、積層要素Ｇを重ねる。縦断面図には表示されていないが、積層要素Ｇの負極集電体２ａは、領域Ｒ１では、領域Ｒ４から２つの単位電池部の高さだけ段差をもって高くなっている。
【００４８】
以上の結果、複数の負極集電体２ａが、領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ１に亘って、互いにオーバーラップしつつ、環状に連結されている。つまり、実施の形態１と同様に、負極集電体２ａは、各領域間で段差を有しつつ、螺旋階段状に連結されている。
【００４９】
次に、図５（ｃ）に示す工程では、領域Ｒ３，Ｒ４に積層要素Ｈを重ねる。領域Ｒ３では、下層側の正極集電体１ａの上に、正極集電体１ａ，負極活物質層２ｂ，および固体電解質層３が重ねられている。領域Ｒ４では、下層側の負極集電体２ａの上に、正極集電体１ａを挟んで各２層の負極活物質層２ｂおよび固体電解質層３が重ねられている。
【００５０】
次に、図５（ｄ）に示す工程では、領域Ｒ１〜Ｒ４に亘る正方形の負極活物質層２ｂおよび負極集電体２ａを重ねる。ただし、領域Ｒ１においては、負極活物質層２ｂが存在しない。これにより、蓄電部Ｘが形成される。
【００５１】
以上の結果、各々複数の正極集電体１ａおよび負極集電体２ｂが、それぞれ、螺旋階段状に連結されて、個別に連結体を構成している。これらの連結体は、各領域Ｒ１〜Ｒ４においてそれぞれ２回転している。そして、各領域Ｒ１〜Ｒ４において、それぞれ３個の単位電池部が配置されている。すなわち、正極集電体１ａの連結体と、負極集電体２ａの連結体との間に、合計１２個の単位電池部が並列接続されている。
【００５２】
図７は、実施の形態１または２の蓄電部Ｘを収納した電池Ｙの構造例を示す縦断面図である。電池Ｙは、蓄電部Ｘをアルミラミネートフィルム１３によって封止することにより、形成される。アルミラミネートフィルム１３の厚みは、たとえば０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度である。
【００５３】
電池Ｙの両端部には、外部端子である正極端子１１および負極端子１２が設けられている。正極端子１１および負極端子１２は、アルミラミネートフィルム１３で封着されつつ、内部空間まで延びている。
【００５４】
蓄電部Ｘの最下部の正極集電体１ａには、正極延長リード８が取り付けられている。蓄電部Ｘの最上部の負極集電体２ａには、負極延長リード９が取り付けられている。正極延長リード８，負極延長リード９は、互いに反対側に延びて、それぞれ正極端子１１，負極端子１２に接続されている。
【００５５】
電池Ｙの厚さは、３ｍｍ〜５ｍｍ程度で、平面寸法は、３０ｍｍ〜６０ｍｍ×３０ｍｍ〜６０ｍｍ程度である。
電池の構造としては、図７に示す構造に限定されるものではなく、種々の形態を採用することができる。平面形状も矩形に限らず、丸型（コイン型）、トラック形状など、各種形状を採ることができる。
【００５６】
本実施の形態の電池Ｙにより、以下の効果が得られる。
図７に示すように、最上部と最下部から、各々１本の集電体を引き出すだけでよい。つまり、正極延長リード８および負極延長リード９を引き出して、電池の電極端子１１，１２に接続することができる。よって、各々複数の正負の集電体を引き出すことに起因する，電気的短絡を防ぐことができる。
【００５７】
本発明の電池において、電気的には、正極集電体１ａと負極集電体２ａとの間に、単位電池部が並列接続された構造となる。よって、多数の単位電池部を狭いスペースに収納することが可能になり、薄型のままで電池容量を増大させることができる。
【００５８】
（その他の実施の形態）
積層要素の選び方は、上記実施の形態１，２に限定されるものではない。たとえば、負極集電体２ａに負極活物質層２ｂ，固体電解質層３，正極活物質層１ｂなどを堆積したものを積層要素としてもよい。
【００５９】
実施の形態１，２においては、矩形の積層要素を積層したが、本発明の電池の構造は、これに限定されるものではない。図８は、他の実施の形態に係る蓄電部の積層方法を説明するための平面図である。図８に示すように、たとえば、６角形を６つの領域Ｒ１〜Ｒ６に分割する。そして、２つの領域Ｒ１，Ｒ２に亘る積層要素から始めて、順次オーバーラップする積層要素を積層する構造としてもよい。ただし、製造上は、実施の形態１、２のような矩形状の積層要素が好ましいといえる。
【００６０】
上記実施の形態の構造は、例示にすぎず、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載と、その記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものである。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の電池は、時計，電卓などの電子機器用の電源として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は、実施の形態１に係るリチウム二次電池の蓄電部を組み立てる前半の手順を示す縦断面図および平面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、実施の形態１に係るリチウム二次電池の蓄電部を組み立てる後半の手順を示す縦断面図および平面図である。
【図３】実施の形態１における蓄電部を組み立てるために用いる積層要素Ａ〜Ｄの縦断面図および平面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、実施の形態２に係るリチウム二次電池の蓄電部を組み立てる前半の手順を示す縦断面図および平面図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、実施の形態２に係るリチウム二次電池の蓄電部を組み立てる後半の手順を示す縦断面図および平面図である。
【図６】実施の形態２における蓄電部を組み立てるために用いる積層要素Ｅ〜Ｈの縦断面図および平面図である。
【図７】実施の形態１または２の蓄電部を収納した電池Ｙの構造例を示す縦断面図である。
【図８】他の実施の形態に係る蓄電部の積層方法を説明するための平面図である。
【符号の説明】
【００６３】
Ａ〜Ｈ 積層要素
Ｘ 蓄電部
Ｙ 電池
１ａ 正極集電体
１ｂ 正極活物質層
２ａ 負極集電体
２ｂ 負極活物質層
３ 固体電解質層
４ 絶縁膜
８ 正極延長リード
９ 負極延長リード
１１ 正極端子
１２ 負極端子
１３ アルミラミネートフィルム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
螺旋階段状に連結された複数の正極集電体と、
螺旋階段状に連結された複数の負極集電体と、
前記複数の正極集電体と負極集電体との間に並列配置され、固体電解質層，および該固体電解質層を挟む正負１対の電極活物質層を有する複数の単位電池部と、
を備えている電池。
【請求項２】
請求項１記載の電池において、
相隣接する２つの単位電池部の電極活物質層の間に、絶縁層が介在している、電池。
【請求項１】
螺旋階段状に連結された複数の正極集電体と、
螺旋階段状に連結された複数の負極集電体と、
前記複数の正極集電体と負極集電体との間に並列配置され、固体電解質層，および該固体電解質層を挟む正負１対の電極活物質層を有する複数の単位電池部と、
を備えている電池。
【請求項２】
請求項１記載の電池において、
相隣接する２つの単位電池部の電極活物質層の間に、絶縁層が介在している、電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−３６５４（Ｐ２０１０−３６５４Ａ）
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６３８９３（Ｐ２００８−１６３８９３）
【出願日】平成２０年６月２３日（２００８．６．２３）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２３日（２００８．６．２３）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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