CN108475755A - 电池结构体及层叠电池 - Google Patents

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Abstract

本发明的电池结构(50)具有：第一片状电池(10a)和第二片状电池(10b)，具有第一电极和第二电极(15)；以及绝缘材料(43)，配置在第一片状电池(10a)与第二片状电池(10b)之间。第一片状电池(10a)具有以在第二片状电池的外侧突出的方式形成的接头部(32a)。第二片状电池(10b)具有以在第一片状电池(10a)的外侧突出的方式形成的接头部(32b)。第二电极(15)通过从接头部(32a)设置至接头部(32b)的接头引线(41)进行连接。

Description

电池结构体及层叠电池
技术领域
本发明涉及电池结构体及层叠电池。
背景技术
专利文献1公开了锂离子电池等蓄电器中的电极接头与接头引线的连接结构。专利文献2公开了一种在正极和负极上连接有接头引线的非水固体电解质电池。专利文献1、2中，俯视下，正极的接头与负极的接头错开配置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2014-38817号公报
专利文献2：特开2011-81925号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在使电池大容量化的情况下，使电池为层叠了单位电池片的层叠结构。该情况下，若接头部分重叠，则电池的厚度增加。具体而言，由于两片层叠时的厚度为电池片、接头引线、绝缘材料、导电性粘合剂等的总厚度，因此层叠结构的厚度增加。
此外，为了减小厚度，若将接头引线的位置错开，则会增加用于粘合接头引线间的工序，因此生产率降低。此外，若使接头引线为梳齿形状等，则会将层叠工序复杂化，生产率降低。
本发明是鉴于上述课题而提出的，目的在于提供一种可以简便地实现薄型化的技术。
用于解决问题的手段
本实施方式的一个方式的电池结构体具有：第一片状电池，具有第一电极和第二电极；第二片状电池，具有第一电极和第二电极，并且与所述第一片状电池相向配置；以及接头引线，连接所述第一片状电池的所述第二电极与所述第二片状电池的所述第二电极。所述第一片状电池的所述第二电极与所述第二片状电池的所述第二电极彼此相向地配置，在所述第一片状电池与所述第二片状电池彼此相向地配置的状态下的俯视下，所述第一片状电池具有第一接头部，所述第一接头部以在所述第二片状电池的外侧突出的方式形成，所述第二片状电池具有第二接头部，所述第二接头部以在所述第一片状电池的外侧突出的方式形成，所述接头引线从所述第一接头部设置至所述第二接头部。在将两个片状电池进行层叠而并列连接的情况下，也可以简便地实现薄型化。
上述的电池结构体中，可以在所述第一片状电池形成有第一绝缘材料，在所述第二片状电池形成有第二绝缘材料，所述第一绝缘材料在所述第二接头部的附近形成，在所述第一接头部的附近形成有所述第二绝缘材料。由此，能够可靠地防止第二电极与第一电极之间的短路。
上述的电池结构体中，优选，所述接头引线的厚度为所述第一片状电池各自的厚度及所述第二片状电池的厚度以下。如此，能够实现薄型化。
上述的电池结构体中，可以在所述第一片状电池的第一电极上配置有第一层叠体，所述第一层叠体依次层叠有n型金属氧化物半导体层、充电层、p型金属氧化物半导体层和所述第二电极，在所述第二片状电池的第一电极上配置有第二层叠体，所述第二层叠体依次层叠有n型金属氧化物半导体层、充电层、p型金属氧化物半导体层和所述第二电极。
上述的电池结构体中，可以在所述第一片状电池的所述第一电极的两面形成有所述第一层叠体，在所述第二片状电池的所述第一电极的两面形成有所述第二层叠体。如此，能够进一步实现大容量化。
上述的电池结构体可以还具有粘合剂，所述粘合剂粘合所述接头引线与所述第二接头部，所述第一片状电池的厚度和所述第二片状电池的厚度分别大致等于所述粘合剂与所述接头引线的合计厚度。如此，能够容易地进行层叠。
本实施方式的一个方式的层叠电池层叠有多个上述的电池结构体，并且设置有多个所述第一接头部和多个所述第二接头部，在所述多个第一接头部的一个面上设置有所述第二电极，在另一个面上设置有绝缘层，在所述多个第二接头部的一个面上设置有所述第二电极，在另一个面上设置有绝缘层，由此在层叠有电池结构体的情况下，也能防止第一电极与第二电极之间的短路。
上述的层叠电池中，在上下邻接的两个所述电池结构体中，两个所述第一接头部可以以相互重叠的方式配置，并且两个所述第二接头部可以以相互重叠的方式配置。能够容易地进行与端子的连接。
上述的层叠电池中，在上下邻接的两个所述电池结构体中，两个所述第一接头部可以相互错开配置，并且两个所述第二接头部可以相互错开配置。如此，能够实现薄型化。
层叠有多个上述的电池结构体的层叠电池中，可以设置有多个所述第一片状电池、所述第二片状电池和所述接头引线，所述层叠电池还具有粘合剂，所述粘合剂将各个所述接头引线粘合到各个所述第二电极上，各个所述第一片状电池的厚度和各个所述第二片状电池的厚度分别大致等于各个所述粘合剂与各个所述接头引线的合计厚度。
发明效果
根据本发明，能够提供一种可以简便地实现薄型化的技术。
附图说明
图1是示出实施方式1的片状电池的结构的剖面图。
图2是示出实施方式1的片状电池的结构的XY平面图。
图3是示出实施方式1的电池片对的结构的立体分解图。
图4是示出实施方式1的电池片对的侧面结构的YZ平面图。
图5是示出实施方式1的电池片对的侧面结构的XZ平面图。
图6是示出实施方式1的电池片对的平面结构的XY平面图。
图7是示出实施方式1的层叠电池的结构的立体分解图。
图8是示出实施方式1的层叠电池的侧面结构的XZ平面图。
图9是示出变形例的层叠电池的立体分解图。
图10是示出实施方式2的片状电池的结构的剖面图。
图11是示出实施方式2的片状电池的表面侧结构的XY平面图。
图12是示出实施方式2的片状电池的背面侧结构的XY平面图。
图13是示出实施方式2的电池片对的结构的立体分解图。
图14是示出实施方式2的电池片对的侧面结构的YZ平面图。
图15是示出实施方式2的电池片对的侧面结构的XZ平面图。
图16是示出实施方式2的层叠电池的结构的立体分解图。
图17是示出实施方式2的层叠电池的侧面结构的XZ剖面图。
图18是示出实施方式3的片状电池的结构的XY平面图。
图19是示出实施方式3的电池片对的结构的立体分解图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式的一例。以下的说明表示本发明的优选实施方式，本发明的技术范围并不限定于以下的实施方式。
实施方式1.
本发明涉及基于新充电原理的电池(以下，称为“氧化物半导体二次电池”)等片状电池的电池结构体及层叠电池。氧化物半导体二次电池是可以进行充放电的二次电池。具体而言，氧化物半导体二次电池中，对充电层照射紫外线来改变充电层的导电性。
(片状电池的结构)
图1是示出通过本实施方式使氧化物半导体二次电池成为片状的片状电池10的剖面结构的图。
图1中，片状电池10具有在基材11上按照n型金属氧化物半导体层12、用于充电的充电层13、p型金属氧化物半导体层14和第二电极15的顺序进行层叠的层叠结构。另外，将在基材11上形成的层叠结构体称为层叠体20。即，层叠体20具有n型金属氧化物半导体层12、充电层13、p型金属氧化物半导体层14和第二电极15。
基材11由金属等导电性物质等形成，并作为第一电极发挥功能。本实施方式中，基材11为负极。作为基材11，例如，可以使用铝片等金属箔片。
基材11上形成有n型金属氧化物半导体层12。作为n型金属氧化物半导体层12的材料，例如，可以使用二氧化钛(TiO2)。
作为充电层13的材料，可以使用n型金属氧化物半导体微粒。n型金属氧化物半导体是通过紫外线照射来改变光激发结构而具有充电功能的层。充电层13由包含n型金属氧化物半导体和绝缘性物质的物质组成。作为可以在充电层13使用的n型金属氧化物半导体材料，优选二氧化钛、氧化锡、氧化锌。可以使用将二氧化钛、氧化锡和氧化锌中的任意两种或三种进行组合的材料。
作为在充电层13上用于形成p型金属氧化物半导体层14的p型金属氧化物半导体层14的材料，可以使用氧化镍(NiO)和铜铝氧化物(CuAlO2)等。
在p型金属氧化物半导体层14上形成有第二电极15。第二电极15为正极。作为第二电极15，使用金属膜等导电膜。进行例如Cr与Pd的层叠膜、或Al膜等的能够降低电阻的成膜，作为第二电极15。此外，作为第二电极，可以使用铬(Cr)或铜(Cu)等金属电极。作为其他的金属电极，有包含铝(Al)的银(Ag)合金膜等。作为其形成方法，可以举出溅射、离子镀、电子束蒸镀、真空蒸镀、化学蒸镀等气相成膜法。此外，金属电极可以通过电解电镀法、非电解电镀法等形成。作为用于电镀的金属，一般可以使用铜、铜合金、镍、铝、银、金、锌或锡等。
需要说明的是，本实施方式中的基材11上的层叠顺序可以相反。例如，可以由作为正极的导电材料来形成基材11，并将第二电极15作为负极。该情况下，可以交换n型金属氧化物半导体层12与p型金属氧化物半导体层14的位置。即，在充电层13之下配置p型金属氧化物半导体层，在充电层13之上配置n型金属氧化物半导体层。
如此，在基材11上设置有具有n型金属氧化物半导体层12、充电层13、p型金属氧化物半导体层14和第二电极15的层叠体20。因此，在片状电池10的最表面上配置第二电极15。另外，不在片状电池10的端部设置层叠体20。层叠体20形成在基材11的除了端部的几乎整个面上。因此，在片状电池10的端部露出基材11。换言之，层叠体20的外侧(即，基材11的周端部)为基材11露出的露出位置。在片状电池10的周端部，基材11配置在片状电池10的最表面。
充电层13使用混合了绝缘性物质与n型金属氧化物半导体的材料。下面，详细说明充电层13。充电层13使用硅油作为绝缘性物质的材料。此外，作为n型金属氧化物半导体的材料，使用二氧化钛。
作为在充电层13中使用的n型金属氧化物半导体的材料，使用二氧化钛、氧化锡、氧化锌。n型金属氧化物半导体是在制造工序中从这些金属的脂肪酸盐分解而生成的。因此，作为金属的脂肪酸盐，使用通过在氧化性环境气体下照射紫外线的方式或烧结的方式进行分解或燃烧而可转化为金属氧化物的物质。
此外，由于脂肪酸盐容易通过加热而分解或燃烧、溶剂溶解性高、分解或燃烧后的膜的组成致密、容易操作且廉价、容易与金属合成盐等原因，因此优选脂肪酸与金属的盐。
通过使本实施方式的二次电池为层叠了图1所示的片状电池10的结构，能够实现大容量化。具体而言，通过将多个片状电池10并列连接，能够实现二次电池的大容量化。因此，本实施方式中，将片状电池10彼此相向地层叠。若将片状电池彼此相向地贴附，则可以获得电极间的导通，但由于接触不稳定，因此作为氧化物半导体二次电池的性能劣化。因此，本实施方式中，为了获得可靠的导通，以在片状电池间夹装绝缘体，并经由接头引线进行电气连接为前提。此外，在夹装有绝缘体的状态下，若将片状电池进行层叠，则厚度增加。因此，本实施方式中，公开了一种用于降低厚度的技术。
下面，参照图2，说明在并列连接的层叠结构中适用的片状电池10的平面形状。需要说明的是，图2中，将载置有片状电池10的平面作为XY平面来进行表示。X方向与Y方向是相互正交的方向。
如图2所示，片状电池10具有矩形部31和接头部32。在XY俯视下，矩形部31为长方形状或正方形状。此处，矩形部31的端边与X方向及Y方向平行。矩形部31是以X方向为长度方向的长方形。接头部32从矩形部31向+Y侧伸出。即，接头部32从矩形部31的一个端边向外侧突出。此处，在XY俯视下，片状电池10为L字形状。接头部32形成在矩形部31的左上端部。
此外，层叠体20的主要部分形成在矩形部31及接头部32。即，在矩形部31及接头部32的大部分中，第二电极15配置在最表面。在未设置层叠体20的位置上，基材11露出。因此，在片状电池10的周端部，最表面为基材11。
此外，片状电池10上形成有绝缘材料43。如图2所示，绝缘材料43形成在矩形部31的一部分。具体而言，沿着矩形部31的X方向，在片状电池10的左上端部形成有接头部32，在右上端部形成有绝缘材料43。
绝缘材料43配置在层叠体20的外侧。即，绝缘材料43形成在基材11为最表面的位置上。绝缘材料43以与基材11连接的方式直接形成在基材11上。绝缘材料43以覆盖基材11的一部分的方式形成。绝缘材料43通过蒸镀或喷涂(spray coat)等被涂布在基材11上。作为绝缘材料43，例如，可以使用聚酰亚胺等树脂膜。优选绝缘材料43具有弹性。
在已层叠片状电池10a的情况下，以基材11不会与其他片状电池10b的第二电极15b短路的方式(参照后述的图3)设置绝缘材料43。另外，绝缘材料43的具体结构将在后文进行说明。
(已层叠两片的电池结构)
利用图3～图6说明层叠有片状电池10a、10b的电池结构体。下面，将层叠有两片片状电池10的电池结构体作为电池片对50进行说明。图3是电池片对50的立体分解图。图4是示出电池片对50的侧面结构的YZ平面图，图5是示出电池片对的侧面结构的XZ平面图。图6是示意性示出电池片对50的平面结构的XY平面图。
电池片对50具有成对的两片片状电池10a、电池10b。电池片对50中两片片状电池10为并列连接。需要说明的是，在以下的图中，与上述同样地，将载置有片状电池10b的平面作为XY平面。此外，将与XY平面正交的方向表示为Z方向。利用以片状电池10的面内方向为X方向及Y方向、以电池片对50的厚度方向为Z方向的XYZ正交坐标系进行说明。
此外，为了便于说明，本实施方式中，将两片片状电池10中的一片表示为片状电池10a，将另一片表示为片状电池10b。具体而言，片状电池10a相对于片状电池10b配置在上侧(+Z侧)。此外，将设置在片状电池10a的绝缘材料43、矩形部31、接头部32和层叠体20表示为绝缘材料43a、矩形部31a、接头部32a和层叠体20a。同样地，将设置在片状电池10b的绝缘材料43、矩形部31、接头部32和层叠体20表示为绝缘材料43b、矩形部31b、接头部32b和层叠体20b。另外，为了便于说明，图中，将层叠体20与第二电极15的附图标记一并适当地示出。
电池片对50具有作为第一片状电池的片状电池10a和作为第二片状电池的第二片状电池。片状电池10a的接头部30a为第一接头部，片状电池10b的接头部32b为第二接头部。同样地，设置在片状电池10a上的绝缘材料43a为第一绝缘材料，设置在片状电池10b上的绝缘材料43b为第二绝缘材料。
以将第二电极15a、15b彼此相向的方式配置片状电池10a与片状电池10b。因此，片状电池10a为图1的片状电池10上下反转的结构。片状电池10a的第二电极15a以朝向-Z侧的方式配置，片状电池10b的第二电极15b以朝向+Z侧的方式配置。因此，如图4、图5所示，片状电池10a中层叠体20a配置在下侧，片状电池10b中层叠体20b配置在上侧。
由于片状电池10a反转，因此在XY俯视下，接头部32a与接头部32b错开配置。即，接头部32a配置在片状电池10a的+X侧的端部，接头部32b配置在片状电池10b的-X侧的端部。如此，X方向上的接头部32a的位置与接头部32b的位置不同。因此，接头部32a与接头部32b错开。换言之，在XY平面内，片状电池10a的接头部32a形成为向矩形部31a的外侧突出。同样地，在XY平面内，片状电池10b的接头部32b形成为向矩形部31b的外侧突出。
接头引线41从接头部32a设置至接头部32b。此外，片状电池10a的第二电极15a与片状电池10b的第二电极15b经由接头引线41连接。接头引线41以从接头部32a朝向接头部32b的方式在X方向延伸。接头引线41由以X方向为长度方向的导电性片材或金属箔等形成。
如图5所示，在接头引线41的两端部形成有粘合剂42。例如，粘合剂42由导电膏或导电膜形成。接头引线41通过粘合剂42与接头部32a、32b粘合。如图5所示，粘合剂42将接头部32a的层叠体20a的下表面与接头引线41粘合。此外，粘合剂42将接头部32b的层叠体20a的上表面与接头引线41粘合。换言之，接头引线41从接头部32a的下表面至接头部32b的上表面跨接设置。如此，片状电池10a的第二电极15a与片状电池10b的第二电极15b经由接头引线41电气连接。
此外，在片状电池10b的上表面形成有绝缘材料43b。绝缘材料43b配置在接头部20a的附近。绝缘材料43b设置在片状电池10b的端部。此处，“附近”是指，例如，绝缘材料43b，片状电池10b的未设置有层叠体20b的位置且与接头部32a对应的位置。在片状电池10a的在接头部32a延伸的位置上，绝缘材料43b配置在片状电池10a与片状电池10b之间。换言之，在XY俯视下，绝缘材料43b配置在片状电池10a的接头部32a与矩形部31a的交界部分且位于矩形部31a侧的区域内。由此，绝缘材料43b夹设于设置在接头部32a附近的层叠体20a的最表面上的第二电极15a与片状电池10b的基材11b之间。因此，能够防止片状电池10a的第二电极15a与片状电池10b的第一电极11b之间的短路。
此外，如图3、图6所示，在片状电池10a的下表面形成有绝缘材料43a。绝缘材料43a配置在接头部20b的附近。绝缘材料43a设置在片状电池10a的端部。绝缘材料43a与绝缘材料43b同样地配置。因此，绝缘材料43a配置在片状电池10a的基材11a与片状电池10b的层叠体20之间。
具体而言，绝缘材料43a形成在片状电池10a的未设置有层叠体20a的位置且与接头部32b对应的位置上。在片状电池10b的接头部32b延伸的位置上，绝缘材料43a配置在片状电池10a与片状电池10b之间。换言之，在XY俯视下，绝缘材料43a配置在片状电池10b的接头部32b与矩形部31b的交界部分且位于矩形部31b侧的区域内。
由此，绝缘材料43a夹设于设置在接头部32b附近的层叠体20b的最表面上的第二电极15b与片状电池10a的基材11之间。因此，能够防止片状电池10a的第二电极15a与片状电池10b第一电极11a之间的短路。
如此，接头部32a与接头部32b的位置错开。因此，本实施方式中，在接头部32与矩形部31的交界位置上，存在一方的片状电池10的第二电极15与另一方的片状电池10的基材11相对的区域。因此，本实施方式中，绝缘材料43配置在该区域。换言之，在基材11的露出位置上，绝缘材料43配置在片状电池10a与片状电池10b之间。通过在该露出位置上设置绝缘材料43，能够防止第二电极15与其他片状电池10的第一电极之间的短路。
需要说明的是，上述说明中，在基材11的露出位置上形成有绝缘材料43，但绝缘材料43的形成位置不限于基材11的露出位置。即，只要在一方的片状电池10的第二电极15与另一方的片状电池10的除了第二电极15以外的层(基材11、n型金属氧化物半导体层12、充电层13、p型金属氧化物半导体层14)相向的位置上形成绝缘材料43即可。由此，能够可靠地将两片片状电池10并列连接。
如图4所示，绝缘材料43分别厚于层叠体20。因此，在片状电池10a与片状电池10b之间形成间隔G。而且，该间隔G的厚度被配置为具有接头引线41和粘合剂42。如此，能够减小两片片状电池10a、10b的厚度。因此，能够节省空间。
此外，通过使接头引线41的厚度为片状电池10的厚度以下，能够使电池片对50薄型化。即，能够使接头部32比矩形部31更薄。此外，多层化后，接头引线41通过超声波焊接或电阻焊接等与正极端子等接合。基材11a、基材11b也通过超声波焊接或电阻焊接等与负极端子等粘合。
通过由柔性材料形成基材11、接头引线41，也能使电池片对50柔性化。此外，由于层叠方法简单，因此无需追加多余的工序就能降低制造成本。因此，可以简便地实现薄型化。此外，由于两片片状电池10并列连接，因此可以实现大容量化。
(层叠电池)
利用图7、图8说明上述的层叠有上述电池片对50的多层结构。图7是示出层叠有电池片对50的多层结构的电池(以下，称为层叠电池100)的结构的立体分解图。图8是示出层叠电池100的结构的XZ平面图。需要说明的是，图7、图8中，将层叠电池100中包括的三个电池片对表示为电池片对50a、50c、50e。由于图7、图8所示的电池片对50a、50c、50e具有与上述电池片对50同样的结构，因此适当简化地进行图示。此外，对于与上述说明重复的内容，适当省略说明。
此外，将电池片对50a中包括的片状电池10表示为片状电池10a、10b。同样地，将电池片对50c中包括的片状电池10表示为片状电池10c、10d，将电池片对50e中包括的片状电池10表示为片状电池10e、10f。
本实施方式中，在XY俯视下，片状电池10a、10c、10e的接头部32a、32c、32e重叠。在XY平面内，片状电池10b、10d、10f的接头部32b、32d、32f重叠。上下邻接的片状电池10中接头部32以重叠的方式进行配置。
本实施方式中，如上所述为了将电池片对50a、50c、50e进行层叠，在接头部32的背面侧设置有绝缘层16。即，接头部32中设置有绝缘层16，使得基材11不与其他电池片对50的接头引线41或第二电极15短路。绝缘层16与绝缘材料43同样地通过蒸镀或喷涂等来形成在基材11的背面。
具体而言，在片状电池10a的接头部32a的上表面设置有绝缘层16a，在下表面设置有层叠体20a。反之，在片状电池10b的接头部32b的上表面设置有层叠体20b，在下表面设置有绝缘层16b。通过这样设置绝缘层16b，能够防止接头部32b的基材11b与接头引线41c、或接头部32d的层叠体20d发生短路。
同样地，在片状电池10c、10e的接头部32c、32e的上表面分别设置有绝缘层16c、16e，在下表面分别设置有层叠体20c、20e。在片状电池10d、10f的接头部32d、32f的上表面分别设置有绝缘层16d、16f，在下面分别设置有层叠体20d、20f。
通过设置绝缘层16d，能够防止接头部32d的基材11d与接头引线41e、或接头部32f的层叠体20f发生短路。同样地，通过设置绝缘层16c，能够防止接头部32c的基材11c与接头引线41a、或接头部32a的层叠体20a发生短路。通过设置绝缘层16e，能够防止接头部32e的基材11e与接头引线41c、或接头部32c的层叠体20c发生短路。
如此，在上下邻接的两个电池片对50中，在接头部32错开的结构中，在接头部32的背面侧形成绝缘层16。如此，能够防止在接头部32的背面侧露出的基材11(第一电极)与接头引线41或第二电极15发生短路。
此外，在片状电池10a～10f中，矩形部31重叠。因此，矩形部31中，片状电池10b与片状电池10c形成基材11彼此相向的结构。同样地，矩形部31中，片状电池10d与片状电池10e形成基材11彼此相向的结构。因此，能够容易地连接作为第一电极的各个基材11。因此，能够简便地并列连接多个电池片对50a、50c、50e。由此，能够提高大容量层叠电池的生产率。
在层叠多个片状电池10后，能够通过电阻焊接或超声波焊接等将接头引线41与正极端子(未图示)接合。本实施方式中，由于所有接头部32在相同方向伸出，因此能够容易地进行与正极端子的连接。此外，也能够在层叠后通过电阻焊接或超声波焊接等将基材11与负极端子(未图示)粘合。
层叠电池的变形例
利用图9说明变形例的层叠电池101的结构。图9是示出变形例的层叠电池101的结构的立体分解图。变形例中，在邻接的电池片对中，接头部32的位置错开。具体而言，在邻接的电池片对中，使电池片对的方向在XY平面内进行90度旋转，从而使接头部32的位置错开。需要说明的是，由于层叠电池101的基本结构与层叠电池100相同，因此省略说明。
图9中，将四对电池片对50表示为电池片对50a、50c、50e、50g。电池片对50a、50c、50e、50g为与上述的电池片对50同样的结构。因此，省略具体结构的说明。此外，将电池片对50a中包括的片状电池10表示为片状电池10a、10b。同样地，将电池片对50c中包括的片状电池10表示为片状电池10c、10d，将电池片对50e中包括的片状电池10表示为片状电池10e、10f。将电池片对50g中包括的片状电池10表示为片状电池10g、10h。
此外，电池片对50a、50c、50e、50g的方向不同。具体而言，电池片对50c配置为相对于电池片对50a在XY平面内旋转180°。电池片对50e配置为相对于电池片对50a在XY平面内旋转180°。电池片对50a中，接头部32在+Y侧伸出。电池片对50c中，接头部32在-Y侧伸出。电池片对50e中，接头部32在+X侧伸出。电池片对50g中，与电池片对50a同样地，接头部32在+Y侧伸出。因此，层叠电池101为接头部32在三个方向突出的结构。
如此，构成为上下邻接的电池片对中接头部32错开的结构。具体而言，接头部32a、32b与接头部32c、32d错开。同样地，接头部32e、32f不与接头部32c、32d重叠。接头部32e、32f不与接头部32g、32h重叠。即，在XY俯视下，邻接的电池片对中，接头部32错开配置。因此，能够更可靠地防止基材11(第一电极)与第二电极15之间的短路。此外，由于能够减少接头部32的重叠数量，因此即使是接头部32厚于矩形部31的结构，也能够使整个层叠结构101实现薄型化。
实施方式2.
利用图10说明本实施方式的片状电池10的结构。图10是示出片状电池10的结构的剖面图。本实施方式中，在基材11的两面设置有层叠体20和层叠体21。即，成为在图1的结构的基础上追加层叠体21的结构。在基材11一个面形成有层叠体20，在另一个面形成有层叠体21。
层叠体21与层叠体20同样具有n型金属氧化物半导体层12、充电层13、p型金属氧化物半导体层14、和第二电极15。因此，在片状电池10的两面上，第二电极15配置在最表面。
片状电池10的平面形状如图11、图12所示。图11是示出片状电池10的表面侧结构的XY平面图，图12是示出片状电池10的背面侧结构的XY平面图。
如图11、图12所示，在片状电池10的两面形成有绝缘材料43。与实施方式1同样地，绝缘材料43在未设置有层叠体20、21的区域内形成。因此，绝缘材料43以与基材11连接的方式在基材11上直接形成。换言之，绝缘材料43形成在基材11露出的露出位置上。在XY俯视下，两面的绝缘材料43重叠。
(电池片对)
利用图13～图15说明层叠有两片本实施方式的片状电池10的电池片对的结构。图13是示出电池片对50的结构的立体分解图。图14是示出电池片对50的结构的XZ平面图。图15是示出电池片对的侧面结构的YZ平面图。需要说明的是，由于电池片对50的基本结构与实施方式1的电池片对50相同，因此省略说明重复的内容。
由于在层叠有本实施方式的片状电池10的电池片对50中具有绝缘材料43，因此能防止第二电极15与基材11之间的短路。另外，本实施方式中，在片状电池10a的上表面和片状电池10的下表面上也形成有绝缘材料43。本实施方式中，由于在片状电池10a、10b的两面形成有层叠体20，因此能够进一步实现大容量化。
(层叠电池)
利用图16及图17说明已层叠电池片对50的层叠电池102的结构。图16是示出层叠电池102的结构的立体分解图。图17是示出图16的层叠电池的结构的剖面图，示出了在接头部32切割的XZ剖面。
图16、图17中，层叠电池102中层叠有两对电池片对50，并且将两对电池片对50表示为电池片对50a、50c。电池片对50a具有片状电池10a、10b。电池片对50c具有片状电池10c、10d。即，层叠电池102具有片状电池10a～10d。需要说明的是，由于层叠电池102的基本结构与实施方式1的层叠电池100相同，因此省略说明重复的内容。
本实施方式中，对四片片状电池10a～10d设置有三个接头引线41a、41b、41c。接头引线41a连接层叠体21a与层叠体20b。接头引线41c连接层叠体21d与层叠体20c。接头引线41b连接层叠体20a、层叠体21b、层叠体21c与层叠体20d。即，在接头引线41的两端的两面设置有粘合剂42。如此，在两面具有层叠体20、21的四片片状电池10通过三个接头引线41连接。因此，能够减少接头引线41的数量，并且能够简便地并列连接。
此外，本实施方式中，也在片状电池10a～10d的两面形成有绝缘材料43。由此，在层叠有在两面具有层叠体20、21的片状电池10a～10d的情况下，也能防止第二电极15与第一电极之间的短路。
此外，本实施方式中，接头引线41与粘合剂42的合计厚度与片状电池10的厚度大致相等。即，基材11与设置在其两面的层叠体20及层叠体21的合计厚度实质上等于接头引线41与设置在其两面的粘合剂42的合计厚度。如此，在增加电池片对50的层叠数量的情况下也能减小厚度的差异。
例如，若合计厚度存在差异，则随着层叠数增多，接头引线41侧的层与片状电池10的层之间产生高度差。若产生高度差，则难以进行层叠。此外，在对取出的接头引线41的整个层进行最终焊接或接合时接头引线间的距离会变大。因此，在接头引线41的最上部、最下部、中间部产生的应力不同。此外，可能会在接头引线上产生褶皱等。因此，如本实施方式，通过使粘合剂42与接头引线41的合计厚度与片状电池10的厚度相等，能够更简便地进行层叠。
实施方式3.
利用图18、图19说明本实施方式的片状电池10及电池片对50。图18是示出片状电池10的结构的平面图。图19是示出电池片对50的结构的立体分解图。本实施方式中，仅绝缘材料43的结构与实施方式1不同。需要说明的是，由于绝缘材料43以外的结构与上述的实施方式相同，因此适当省略说明。
如图18所示，绝缘材料43以遍布片状电池10的整个外周的方式形成。即，在XY俯视下，绝缘材料43在片状电池10的整个外周上连续形成，并包围层叠体20。在基材11的周缘部的最表面配置有绝缘材料43，在中央部的最表面配置有层叠体20。在这种结构中，绝缘材料43b也配置在接头部32a的层叠体20a与基材11b之间。因此，能够防止电极间的短路。此外，绝缘材料43a配置在接头部32b的层叠体20b与基材11a之间。因此，能够防止电极间的短路。
本实施方式中，绝缘材料43设置在片状电池10的整个外周。如此，能够更可靠地防止短路。需要说明的是，绝缘材料43的结构不限于上述结构。只要是能够防止电极间的短路的结构即可，既可以是如实施方式1、2所示为最小范围的结构，也可以是如本实施方式所示的在整个外周连续设置的结构。当然，绝缘材料43也可以具有除了实施方式1～3中图示出的结构以外的结构。此外，也可以在层叠电池100的一部分，将绝缘材料43设置在片状电池10的整个外周，而在另一部分将绝缘材料43仅设置在外周的一部分。
可以对本实施方式1～3进行适当组合。例如，可以将实施方式1的变形例与实施方式2进行组合。此外，也可以将实施方式3的绝缘材料43的结构与实施方式1、2及其变形例进行组合。即，在实施方式1、2中，也可以将绝缘材料43设置在片状电池10的整个外周。此外，上述的说明中，将片状电池10作为氧化物半导体二次电池进行了说明，但也可以利用除了氧化物半导体二次电池以外的电池。例如，也可以利用锂离子电池等片状电池。
此外，上述说明中，说明了第二电极15为正极、基材11(第一电极)为负极的例子，但也可以是第二电极15为负极、基材为正极。该情况下，由于在接头部32的最表面形成负极，因此成为接头引线41连接各个负极的结构。
以上，说明了本发明的实施方式的一例，但本发明包括不损及本发明的目的和优点的适当变形，并且不受上述实施方式的限定。
本申请以2016年1月5日提交的日本申请特愿2016-00513为基础主张优先权，并且将其公开的全部内容援引于此。
附图标记说明
10 片状电池
11 基材(第一电极)
12 n型金属氧化物半导体层
13 充电层
14 p型金属氧化物半导体层
15 第二电极
16 绝缘层
20 层叠体
31 矩形部
32 接头部
41 接头引线
42 粘合剂
43 绝缘材料
50 电池片对
100 层叠电池

Claims (10)

1.一种电池结构体，其中，具有：
第一片状电池，具有第一电极和第二电极；
第二片状电池，具有第一电极和第二电极，并且与所述第一片状电池相向配置；以及
接头引线，连接所述第一片状电池的所述第二电极与所述第二片状电池的所述第二电极，
所述第一片状电池的所述第二电极与所述第二片状电池的所述第二电极彼此相向地配置，
在所述第一片状电池与所述第二片状电池彼此相向地配置的状态下的俯视下：
所述第一片状电池具有第一接头部，所述第一接头部以在所述第二片状电池的外侧突出的方式形成，
所述第二片状电池具有第二接头部，所述第二接头部以在所述第一片状电池的外侧突出的方式形成，
所述接头引线从所述第一接头部设置至所述第二接头部。
2.根据权利要求1所述的电池结构体，其中，
在所述第一片状电池形成有第一绝缘材料，
在所述第二片状电池形成有第二绝缘材料，
所述第一绝缘材料在所述第二接头部的附近形成，
所述第二绝缘材料在所述第一接头部的附近形成。
3.根据权利要求1或2所述的电池结构体，其中，
所述接头引线的厚度为所述第一片状电池的厚度及所述第二片状电池各自的厚度以下。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的电池结构体，其中，
在所述第一片状电池的第一电极上配置有第一层叠体，所述第一层叠体依次层叠有n型金属氧化物半导体层、充电层、p型金属氧化物半导体层以及所述第二电极，
在所述第二片状电池的第一电极上配置有第二层叠体，所述第二层叠体依次层叠有n型金属氧化物半导体层、充电层、p型金属氧化物半导体层以及所述第二电极。
5.根据权利要求4所述的电池结构体，其中，
在所述第一片状电池的所述第一电极的两面形成有所述第一层叠体，
在所述第二片状电池的所述第二电极的两面形成有所述第二层叠体。
6.根据权利要求1所述的电池结构体，其中，
所述电池结构体还具有粘合剂，所述粘合剂粘合所述接头引线与所述第二电极，
所述第一片状电池的厚度和所述第二片状电池的厚度分别大致等于所述粘合剂与所述接头引线的合计厚度。
7.一种层叠电池，层叠有多个权利要求1～4中任一项所述的电池结构体，其中，
在所述层叠电池中设置有多个所述第一接头部和所述第二接头部，
在多个所述第一接头部的一个面上设置有所述第二电极，在另一个面上设置有绝缘层，
在多个所述第二接头部的一个面上设置有所述第二电极，在另一个面上设置有绝缘层。
8.根据权利要求7所述的层叠电池，其中，
在上下邻接的两个所述电池结构体中，两个所述第一接头部以相互重叠的方式配置，并且，两个所述第二接头部以相互重叠的方式配置。
9.根据权利要求7所述的层叠电池，其中，
在上下邻接的两个所述电池结构体中，两个所述第一接头部相互错开配置，并且，两个所述第二接头部相互错开配置。
10.一种层叠电池，层叠有多个权利要求5所述的电池结构体，其中，
设置有多个所述第一片状电池、所述第二片状电池、以及所述接头引线，
所述层叠电池还具备粘合剂，所述粘合剂将各个所述接头引线接合到各个所述第二电极上，
各个所述第一片状电池的厚度和各个所述第二片状电池的厚度分别大致等于各个所述粘合剂与各个所述接头引线的合计厚度。
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