JP2019212382A - 二次電池、積層電池、及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シート状電池を積層された二次電池を薄型化できる技術を提供すること。【解決手段】本実施形態にかかる二次電池１１０は、第１電極、及び第２電極を有する第１シート状電池１１１と、第１電極、及び第２電極を有し、第２電極１７ａ、１７ｂ同士が向かい合うように第１シート状電池１１１と対向配置された第２シート状電池１１２と、第１シート状電池１１１の第２電極１７ａと第２シート状電池１１２の第２電極１７ｂとの間に配置された引出電極１２５と、第１シート状電池１１１の第２電極１７ａと引出電極１２５とを接続する第１導電性接着剤１２１と、第２シート状電池１１２の第２電極１７ｂと引出電極１２５とを接続する第２導電性接着剤１２２と、を備えおり、ＸＹ平面視において、第１導電性接着剤１２１と第２導電性接着剤１２２とがずれて配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、複数のシート状電池が積層された二次電池を薄型化するための技術に関する。

特許文献１には、複数のシート状電池を積層した積層電池が開示されている。特許文献１では、２枚のシート状電池が、第２電極同士が向かい合うように配置されている。シート状電池は、タブ部を有している。そして、タブ部にタブリードが接続されている。

特開２０１７―１２３２３０号公報

複数のシート状電池を積層した二次電池では、より薄型化することが望まれている。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、複数のシート状電池が積層された二次電池を薄型化する技術を提供することを目的とする。

本実施形態の一態様に係る二次電池は、第１電極、及び第２電極を有する第１シート状電池と、第１電極、及び第２電極を有し、前記第２電極同士が向かい合うように前記第１シート状電池と対向配置された第２シート状電池と、前記第１シート状電池の第２電極と前記第２シート状電池の前記第２電極との間に配置された引出電極と、前記第１シート状電池の前記第２電極と前記引出電極とを接続する第１導電性接着剤と、前記第２シート状電池の前記第２電極と前記引出電極とを接続する第２導電性接着剤と、を備え、前記第１シート状電池と前記第２シート状電池が向かい合って配置された状態の平面視において、前記第１導電性接着剤と前記第２導電性接着剤とがずれて配置されている。

上記の二次電池において、前記引出電極と前記第１シート状電池の第２電極との間には、複数の第１導電性接着剤が配置されており、前記引出電極と前記第１シート状電池の第２電極との間には、複数の第２導電性接着剤が配置されており、前記第１シート状電池と前記第２シート状電池が向かい合って配置された状態の平面視において、前記第１導電性接着剤と前記第２導電性接着剤とが交互に配置されていることが好ましい。

上記の二次電池において、前記引出電極の長手方向に沿って、前記第１導電性接着剤と前記第２導電性接着剤とが交互に配置されていることが好ましい。

上記の二次電池において、前記第１シート状電池及び第２シート状電池がタブ部を有しており、前記第１シート状電池と前記第２シート状電池が向かい合って配置された状態の平面視において、前記第１シート状電池の前記タブ部と第２シート状電池がタブ部とが重複しており、前記第１シート状電池の前記タブ部と第２シート状電池がタブ部では、第１電極同士が向かい合うように配置されていることが好ましい

本実施の形態にかかる積層電池は、上記の二次電池をシート状電池ペアとして、前記シート状電池ペアを複数備え、隣接する２つの前記シート状電池ペアの前記第１電極同士が向かい合うように、複数の前記シート状電池ペアが積層されており、前記第１シート状電池と前記第２シート状電池が向かい合って配置された状態の平面視した場合に、前記複数のシート状電池ペアに設けられた前記第１導電性接着剤及び前記第２導電性接着剤がずれて配置されている。

本実施形態の一態様に係る二次電池の製造方法は、第１電極、及び第２電極を有する第１シート状電池の前記第２電極の上に、第１導電性接着剤を塗布する工程と、前記第１導電性接着剤に引出電極を接続する工程と、前記引出電極の上に、第２導電性接着剤を塗布する工程と、第１電極、及び第２電極を有する第２シート状電池の前記第２電極を前記第２導電性接着剤に接続する工程と、を備え、前記第１シート状電池と前記第２シート状電池が向かい合って配置された状態の平面視において、前記第１導電性接着剤と前記第２導電性接着剤とがずれて配置されている。

上記の二次電池の製造方法において、前記引出電極と前記第１シート状電池の第２電極との間には、複数の第１導電性接着剤が配置されており、前記引出電極と前記第１シート状電池の第２電極との間には、複数の第２導電性接着剤が配置されており、前記第１シート状電池と前記第２シート状電池が向かい合って配置された状態の平面視において、前記第１導電性接着剤と前記第２導電性接着剤とが交互に配置されていることが好ましい。

上記の二次電池の製造方法において、前記引出電極の長手方向に沿って、前記第１導電性接着剤と前記第２導電性接着剤とが交互に配置されていることが好ましい。

上記の二次電池の製造方法において、前記第１シート状電池及び第２シート状電池がタブ部を有しており、前記第１シート状電池と前記第２シート状電池が向かい合って配置された状態の平面視において、前記第１シート状電池の前記タブ部と第２シート状電池がタブ部とが重複しており、前記第１シート状電池の前記タブ部と第２シート状電池がタブ部では、第１電極同士が向かい合うように配置されていることが好ましい。

本実施の形態にかかる積層電池の製造方法は、上記の二次電池の製造方法によって、シート状電池ペアとなる前記二次電池を複数製造する工程と、隣接する２つの前記シート状電池ペアの前記第１電極同士が向かい合うように、複数の前記シート状電池ペアを積層する工程と、を備え、前記第１シート状電池と前記第２シート状電池が向かい合って配置された状態の平面視した場合に、前記複数のシート状電池ペアに設けられた前記第１導電性接着剤及び前記第２導電性接着剤がずれて配置されている。

本発明によれば、二次電池を薄型化する技術を提供することができる。

シート状電池の断面構造を示す図である。 シート状電池の構成を示す平面図である。 本実施の形態１にかかる二次電池の構成を示す断面図である。 二次電池の一部の構成を模式的に示すＸＹ平面図である。 二次電池の一部の構成を模式的に示すＸＹ平面図である。 第１導電性接着剤１２１と第２導電性接着剤１２２の配置を模式的に示すＸＹ平面図である。 比較例の積層構造を示す断面図である。 図７は、二次電池の製造工程を示すフローチャートである。 本実施の形態２にかかる二次電池の構成を示す断面図である。 各シート状電池ペアにおける導電性接着剤の配置を模式的に示す平面図である。 全ての導電性接着剤の配置を模式的に示すＸＹ平面図である。

以下、本発明の実施形態の一例について図面を参照して説明する。以下の説明は、本発明の好適な実施形態を示すものであって、本発明の技術的範囲が以下の実施形態に限定されるものではない。

実施の形態１．
（シート状電池の積層構造）
以下、本実施の形態にかかる二次電池の基本的な構成について、図１を用いて説明する。図１は、シート状二次電池の基本的な積層構造を示す断面図である。なお、説明の明確化のため、以下の図には適宜、ＸＹＺ３次元直交座標系が示されている。Ｚ方向は、シート状の二次電池（以下、単にシート状電池とも称する）の厚さ方向（積層方向）となり、ＸＹ平面はシート状電池と平行な平面となる。また、ＸＹ平面において、シート状電池は矩形状であり、Ｘ方向、及びＹ方向は、シート状電池の端辺に平行な方向となっている。Ｚ方向を上下方向として説明する。

図１において、シート状電池１０は、基材１１上に、ｎ型酸化物半導体層１３、充電層１４、ｐ型酸化物半導体層１６、及び第２電極１７がこの順序で積層された積層体２０を有している。なお、基材１１の上に、ｎ型酸化物半導体層１３、充電層１４、ｐ型酸化物半導体層１６、及び第２電極１７が積層されている領域を積層部３１とし、その外側を周縁部３２とする。周縁部３２は、＋Ｚ側において、基材１１が露出している領域である。

基材１１は金属等の導電性物質等により形成され、第１電極（負極）として機能する。本実施形態では、基材１１が負極となっている。基材１１としては、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）シートやアルミニウムシート等の金属箔シートを用いることができる。

絶縁材料からなる基材１１を用意して、基材１１上に第１電極を形成することもできる。すなわち、基材１１は第１電極を含む構成であればよい。基材１１の上に、第１電極を形成する場合、第１電極の材料として、クロム（Ｃｒ）又はチタン（Ｔｉ）等の金属材料を用いることができる。第１電極の材料として、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）等を含む合金膜を用いてもよい。第１電極を基材１１上に形成する場合、後述する第２電極１７と同様の方法で形成することができる。

第１電極の形成方法としては、スパッタリング、イオンプレーティング、電子ビーム蒸着、真空蒸着、化学蒸着等の気相成膜法を挙げることができる。また、金属電極は電解メッキ法、無電解メッキ法等により形成することができる。メッキに使用される金属としては、一般に銅、銅合金、ニッケル、アルミ、銀、金、亜鉛又はスズ等を使用することが可能である。

基材１１の上には、ｎ型酸化物半導体層１３が形成されている。ｎ型酸化物半導体層１３はｎ型酸化物半導体材料（第２ｎ型酸化物半導体材料）を含んで構成される。ｎ型酸化物半導体層１３としては、例えば、二酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）又は酸化亜鉛（ＺｎＯ）等を使用することが可能である。例えば、ｎ型酸化物半導体層１３は、スパッタリング又は蒸着により、基材１１上に成膜することができる。ｎ型酸化物半導体層１３の材料として、二酸化チタン（ＴｉＯ_２）を用いることが好ましい。

例えば、ｎ型酸化物半導体層１３は、スパッタリング等により、基材１１上に成膜することができる。例えば、チタンをターゲットとする反応性スパッタにより、二酸化チタン膜を形成することができる。反応性スパッタでは、例えば、酸素ガス及びアルゴンガスを用いることができる。

ｎ型酸化物半導体層１３の上には、充電層１４が形成されている。充電層１４は、絶縁材料を含んでいる。この絶縁材料としては、シリコーン樹脂を用いることができる。例えば、絶縁材料としては、シリコン酸化物等のシロキサン結合による主骨格を持つシリコン化合物（シリコーン）を使用することが好ましい。よって、充電層１４は、絶縁材料として酸化ケイ素（ＳｉＯ_ｘ）を含んでいる。

また、充電層１４は、絶縁材料に加えて、ｎ型酸化物半導体材料を含んでいる。すなわち、充電層１４は、絶縁材料とｎ型酸化物半導体材料とを混合した混合物により形成されている。例えば、ｎ型酸化物半導体材料として、微粒子のｎ型酸化物半導体を使用することが可能である。ｎ型酸化物半導体は、紫外線照射により、充電機能を備えた層となる。

例えば、充電層１４のｎ型酸化物半導体材料を二酸化チタンとすることができる。充電層１４は、酸化シリコンと二酸化チタンとによって形成される。この他に、充電層１４として使用可能なｎ型酸化物半導体材料としては、酸化スズ（ＳｎＯ_２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）が好適である。二酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化マグネシウムの２つ、３つ、又は全てを組み合わせた材料を使用することも可能である。

充電層１４に含まれるｎ型酸化物半導体材料と、ｎ型酸化物半導体層１３に含まれるｎ型酸化物半導体材料とは、同じであってもよく、異なっていてもよい。例えば、ｎ型酸化物半導体層１３に含まれるｎ型酸化物半導体材料が酸化チタンである場合、充電層１４のｎ型酸化物半導体材料は酸化チタンであってもよいし、酸化チタン以外のｎ型酸化物半導体材料であってもよい。

例えば、充電層１４は、ｎ型酸化物半導体材料を二酸化チタンとして、酸化シリコンと二酸化チタンとによって形成される。この他に、充電層１４で使用可能なｎ型酸化物半導体材料としては、酸化スズ（ＳｎＯ_２）、又は酸化亜鉛（ＺｎＯ）が好適である。二酸化チタン、酸化スズ、及び酸化亜鉛の２つ又は全てを組み合わせた材料を使用することも可能である。

充電層１４の製造工程について説明する。まず、酸化チタン、酸化スズ、又は酸化亜鉛の前駆体と、シリコーンオイルとの混合物に溶媒を混合した塗布液を用意する。脂肪酸チタンとシリコーンオイルを溶媒に混合した塗布液を用意する。そして、スピン塗布法、スリットコート法等により、塗布液がｎ型酸化物半導体層１３上に塗布される。塗布膜に対して、乾燥、及び焼成を行うことで、ｎ型酸化物半導体層１３上に充電層１４を形成することができる。なお、前駆体の一例として、例えば酸化チタンの前駆体であるチタニウムステアレートが使用できる。酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛は、金属酸化物の前駆体である脂肪族酸塩から分解して形成される。乾燥、及び焼成した後の、充電層１４に対して、紫外線照射を行いＵＶ硬化させてもよい。

なお、酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛等については、前駆体を用いずに、酸化物半導体の微細な粒子を用いることも可能である。酸化チタン、又は酸化亜鉛のナノ粒子をシリコーンオイルと混合することで、混合液が生成される。さらに、混合液に溶媒を混合することで、塗布液が生成される。スピン塗布法、スリットコート法等により、塗布液がｎ型酸化物半導体層１３上に塗布される。塗布膜に対して、乾燥、焼成、及びＵＶ照射を行うことで、充電層１４を形成することができる。

充電層１４の上には、ｐ型酸化物半導体層１６が形成されている。ｐ型酸化物半導体層１６は、ｐ型酸化物半導体材料を含んで構成される。ｐ型酸化物半導体層１６の材料としては、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、及び銅アルミ酸化物（ＣｕＡｌＯ_２）等を使用することが可能である。例えば、ｐ型酸化物半導体層１６は、厚さ４００ｎｍの酸化ニッケル膜となっている。ｐ型酸化物半導体層１６は、蒸着又はスパッタリング等の成膜方法によって、充電層１４の上に成膜されている。

ｐ型酸化物半導体層１６の上には、第２電極１７が形成されている。第２電極１７は、正極として機能する。第２電極１７は、導電膜によって形成されていればよい。また、第２電極１７の材料としては、クロム（Ｃｒ）又は銅（Ｃｕ）等の金属材料を用いることができる。他の金属材料として、アルミニウム（Ａｌ）を含む銀（Ａｇ）合金等がある。その形成方法としては、スパッタリング、イオンプレーティング、電子ビーム蒸着、真空蒸着、化学蒸着等の気相成膜法を挙げることができる。また、金属電極は電解メッキ法、無電解メッキ法等により形成することができる。メッキに使用される金属としては、一般に銅、銅合金、ニッケル、アルミ、銀、金、亜鉛又はスズ等を使用することが可能である。例えば、第２電極１７は、厚さ３００ｎｍのＡｌ膜となっている。

このように、積層体２０は、基材１１、ｎ型酸化物半導体層１３、充電層１４、ｐ型酸化物半導体層１６、第２電極１７を有している。したがって、シート状電池１０の最表面には、第２電極１７が配置される。

上記の説明では、充電層１４の下にｎ型酸化物半導体層１３が配置され、充電層１４の上にｐ型酸化物半導体層１６が配置されている構成としたが、ｎ型酸化物半導体層１３とｐ型酸化物半導体層１６とは反対の配置になっていてもよい。すなわち、充電層１４の上にｎ型酸化物半導体層１３が配置され、下にｐ型酸化物半導体層１６が配置されている構成であってもよい。この場合、基材１１が正極、第２電極１７が負極となる。すなわち、充電層１４がｎ型酸化物半導体層１３とｐ型酸化物半導体層１６に挟まれている構成であれば、充電層１４の上にｎ型酸化物半導体層１３が配置されていても、ｐ型酸化物半導体層１６が配置されていてもよい。換言すると、シート状電池１０は、第１電極（基材１１）、第１酸化物半導体層（ｎ型酸化物半導体層１３、又はｐ型酸化物半導体層１６）、充電層１４、第２酸化物半導体層（ｐ型酸化物半導体層１６、又はｎ型酸化物半導体層１３）、第２電極１７の順番で積層されている構成であればよい。

さらに、シート状電池１０は第１電極（基材１１）、第１酸化物半導体層（ｎ型酸化物半導体層１３、又はｐ型酸化物半導体層１６）、充電層１４、第２酸化物半導体層（ｐ型酸化物半導体層１６、又はｎ型酸化物半導体層１３）、第２電極１７以外の層を含む構成であってもよい。

図１に示す積層体２０において、一部の層が省略されていてもよく、あるいは、他の層が追加されていてもよい。例えば、充電層１４とｐ型酸化物半導体層１６との間に、アルミニウム化合物の層が追加されていてもよい。例えば、アルミニウム化合物は、Ａｌ_２Ｏ_３（酸化アルミニウム）、ＡｌＮ（アルミナイトライド）、ＡｌＯＮ（酸窒化アルミニウム）、Ａｌ（ＯＨ）_３（水酸化アルミニウム）、及びＳｉＡｌＯＮ（シリコン―アルミナ窒化物）のうち少なくとも１つを含むことが好ましい。さらには、ｐ型酸化物半導体層１６と充電層１４との間に水酸化ニッケルを含む層が追加されていてもよい。

（平面構成）
次に、シート状電池１０の平面構成について説明する。図２は、シート状電池１０の構成を示すＸＹ平面図である。図２に示すように、シート状電池１０は矩形部１０ａとタブ部１０ｂを備えている。矩形部１０ａは、ＸＹ平面視において矩形状になっている部分である。タブ部１０ｂは、矩形部１０ａの＋Ｘ側に突出している。

矩形部１０ａに、積層部３１が設けられている。ＸＹ平面視において、積層部３１は、矩形状になっており、積層部３１の外側に周縁部３２が設けられている。積層部３１では、＋Ｚ側において、第２電極１７が露出している（図１を合わせて参照）。周縁部３２では、＋Ｚ側において、基材１１が露出している（図１を合わせて参照）。また、タブ部１０ｂにおいても、＋Ｚ側には、基材１１が露出している。

（積層電池）
本実施の形態にかかる二次電池は、図１、及び図２に示すようなシート状電池を積層した構成を有している。つまり、二次電池は、２つ以上のシート状電池１０を積層した積層電池となっている。本実施の形態にかかる二次電池１１０の構成について説明する。図３は、二次電池１１０の構成を模式的に示す断面図である。図４、及び図５は二次電池１１０の一部の構成を模式的に示すＸＹ平面図である。

図３〜図５において、２つのシート状電池の一方を第１シート状電池１１１とし、他方を第２シート状電池１１２とする。第１シート状電池１１１第２シート状電池１１２は、それぞれ図１、及び図２に示す構成を有している。第１シート状電池１１１第２シート状電池１１２とは並列接続されている。

まず、図３を用いて、二次電池１１０の構成について説明する。図３に示すように、二次電池１１０は、シート状電池１１１と、シート状電池１１２と、第１導電性接着剤１２１と、第２導電性接着剤１２２と、引出電極１２５と、絶縁材１２８とを備えている。

二次電池１１０は、第１シート状電池１１１、及び第２シート状電池１１２が積層された構成を備えている。第１シート状電池１１１、及び第２シート状電池１１２の厚さは、例えば、１２μｍとなっている。第１シート状電池１１１及び第２シート状電池１１２は、それぞれ図１で示した積層構造となっているが、適宜簡略化して示している。具体的には、ｎ型酸化物半導体層１３、充電層１４、ｐ型酸化物半導体層１６を省略している。

また、第１シート状電池１１１は、基材１１ａ、及び第２電極１７ａを有しており、これらは、図１、及び図２に示された基材１１、及び第２電極１７に対応している。同様に、第２シート状電池１１２は基材１１ｂ、及び第２電極１７ｂを有しており、これらは、図１、及び図２に示された基材１１、及び第２電極１７に対応している。上記の通り、第１シート状電池１１１と第２シート状電池１１２とは並列接続されている。したがって、基材１１ｂと基材１１ａとが接続され、第２電極１７ａと第２電極１７ｂとが接続される。

第１シート状電池１１１は、矩形部１１１ａとタブ部１１１ｂを有しており、これらは図２に示した矩形部１０ａ、タブ部１０ｂに対応している。第２シート状電池１１２は、矩形部１１２ａとタブ部１１２ｂを有しており、これらは図２に示した矩形部１０ａ、タブ部１０ｂに対応している。

第１シート状電池１１１が−Ｚ側に配置され、第２シート状電池１１２が＋Ｚ側に配置されている。第１シート状電池１１１、及び第２シート状電池１１２は同じ大きさ、及び同じ形状となっている。そして、ＸＹ平面において、矩形部１１１ａと矩形部１１２ａとが重複している。さらに、ＸＹ平面において、タブ部１１１ｂとタブ部１１２ｂとが重複している。

第１シート状電池１１１と第２シート状電池１１２とは、第２電極１７ａ、１７ｂ同士が向かい合うように対向配置されている。第１シート状電池１１１では、第２電極１７ａが＋Ｚ側に配置され、基材１１ａが−Ｚ側に配置されている。反対に、第２シート状電池１１２では、第２電極１７ｂが−Ｚ側に配置され、基材１１ｂが＋Ｚ側に配置されている。つまり、第２シート状電池１１２は、図１に示す積層体２０を上下反転した積層構成となっている。

第１シート状電池１１１と第２シート状電池１１２との間は、引出電極１２５が配置されている。引出電極１２５は、第１シート状電池１１１の第２電極１７ａと第２シート状電池１１２の第２電極１７ｂとを接続する。引出電極１２５は、例えば金属シートである。引出電極１２５の厚さは、例えば１０μｍとなっている。

引出電極１２５は、第１シート状電池１１１と第２シート状電池１１２との間から、第１シート状電池１１１、及び第２シート状電池１１２の外側まで引き出されている。具体的には、引出電極１２５は、第１シート状電池１１１と及び第２シート状電池１１２との間から、−Ｘ側に引き出されている。つまり、引出電極１２５は、積層部３１から周縁部３２を通って、第１シート状電池１１１第２シート状電池１１２の外側に引き出されている。引出電極１２５は、Ｘ方向を長手方向、Ｙ方向を短手方向とする長方形状になっている金属シートである（図４を合わせて参照）。

引出電極１２５と第１シート状電池１１１との間には、第１導電性接着剤１２１が配置されている。引出電極１２５と第１シート状電池１１１の第２電極１７ａは、第１導電性接着剤１２１を介して電気的に接続される。第１導電性接着剤１２１の厚さは、例えば、１０μｍとなっている。

引出電極１２５と第２シート状電池１１２との間には、第２導電性接着剤１２２が配置されている。引出電極１２５と第２シート状電池１１２の第２電極１７ｂは、第１導電性接着剤１２１を介して電気的に接続される。第２導電性接着剤１２２の厚さは、例えば、１０μｍとなっている。

引出電極１２５は、第２シート状電池１１２の第２電極１７ａを第２シート状電池１１２の第２電極１７ｂと電気的に接続する。また、第１シート状電池１１１のタブ部１１１ｂと第２シート状電池１１２のタブ部１１２ｂとが接続される。タブ部１１１ｂで、基材１１ａが露出し、タブ部１１２ｂでは基材１１ｂが露出している。よって、タブ部１１１ｂ、１１２ｂが重複する箇所において、第１電極である基材１１ａ、基材１１ｂ同士が向かい合うに配置されている。

これにより、第１シート状電池１１１と第２シート状電池１１２とが並列接続される。なお、タブ部１１１ｂとタブ部１１２ｂとの接続は、圧着、又は超音波溶接などを用いることができる。あるいは、導電性接着剤を用いて、タブ部１１１ｂとタブ部１１２ｂとを接続してもよい。このように、第１シート状電池１１１のタブ部１１１ｂと第２シート状電池１１２のタブ部１１２ｂとが重複している。よって、第１電極となる基材１１ａ、１１ｂを容易に接続することができる。

また、−Ｘ側の周縁部３２において、引出電極１２５の周りには、絶縁材１２８が設けられている。絶縁材１２８は、第１シート状電池１１１と引出電極１２５との間に配置される。さらに、絶縁部材１２８は第２シート状電池１１２と引出電極１２５との間に配置される。絶縁部材１２８は、基材１１ａ、１１ｂが露出する箇所であって、基材１１ａ、１１ｂが引出電極１２５と対向する箇所に配置されている。換言すると、周縁部３２と引出電極１２５とが向かい合う箇所には、絶縁材１２８が配置される。周縁部３２に対応する位置において、引出電極１２５に絶縁材１２８を塗布することで、第１電極である基材１１ａ、及び基材１１ｂが引出電極１２５と短絡するのを防ぐことができる。

絶縁材１２８は引出電極１２５の一部を覆うように形成されている。あるいは、絶縁材１２８は、基材１１ａ、１１ｂ上に塗布されていてもよい。絶縁材１２８は、蒸着又はスプレー塗布などにより、コーティングされている。絶縁材１２８としては、例えば、ポリイミドなどの樹脂膜を用いることができる。絶縁材１２８は、弾性を有していることが好ましい。絶縁材１２８の厚さは、１０μｍとなっている。

次に、第２導電性接着剤１２２の配置について、図４を用いて説明する。図４は、二次電池１１０の一部の構成を示すＸＹ平面図である。より具体的には、図４は、第２シート状電池１１２を取り除いた二次電池１１０の構成を示す上面図となっている。

図４に示すように、引出電極１２５の上には、複数の第２導電性接着剤１２２が配置されている。１０個の第２導電性接着剤１２２が千鳥配置に設けられている。ここでは、第２導電性接着剤１２２が２列に配置されている。各列には、５個の第２導電性接着剤１２２が設けられている。＋Ｙ側の列を１列目とし、−Ｙ側の列を２列目とする。

１列目の第２導電性接着剤１２２と、２列目の第２導電性接着剤１２２とのＸ方向の位置がずれている。具体的には、−Ｘ側から＋Ｘ側に向かうにつれて、２列目の第２導電性接着剤１２２を先頭として、２列目の第２導電性接着剤１２２と、１列目の第２導電性接着剤１２２とが１個ずつ交互に並んでいる。

次に、第１導電性接着剤１２１の配置について、図５を用いて説明する。図４は、二次電池１１０の一部の構成を示すＸＹ平面図である。より具体的には、図４は、第２シート状電池１１２、引出電極１２５、及び絶縁部材１２８を取り除いた二次電池１１０の構成を示す上面図となっている。

図５に示すように、第１シート状電池１１１の第２電極１７ａの上には、複数の第１導電性接着剤１２１が配置されている。図５では、１０個の第１導電性接着剤１２１が千鳥配置に設けられている。ここでは、第１導電性接着剤１２１が２列に配置されている。各列には、５個の第１導電性接着剤１２１が設けられている。＋Ｙ側の列を１列目とし、−Ｙ側の列を２列目とする。

１列目の第１導電性接着剤１２１と、２列目の第１導電性接着剤１２１とのＸ方向の位置がずれている。具体的には、−Ｘ側から＋Ｘ側に向かうにつれて、１列目の第１導電性接着剤１２１を先頭として、１列目の第１導電性接着剤１２１と、２列目の第１導電性接着剤１２１とが１個ずつ交互に並んでいる。

図６は、ＸＹ平面における第１導電性接着剤１２１と第２導電性接着剤１２２とを配置を模式的に示す上面図である。図６では、引出電極１２５、及び第２シート状電池１１２が省略されている。図６に示すように、ＸＹ平面視において、第１導電性接着剤１２１と第２導電性接着剤１２２とがずれて配置されている。具体的には、第１導電性接着剤１２１は第２導電性接着剤１２２と重複しないように配置されている。さらに、第２導電性接着剤１２２は、第１導電性接着剤１２１と重複しないように配置されている。

１列目の配置では、−Ｘ側から＋Ｘ側に向かうにつれて、第１導電性接着剤１２１を先頭として、第１導電性接着剤１２１と第２導電性接着剤１２２とが１個ずつ交互に配置されている。２列目では、−Ｘ側から＋Ｘ側に向かうにつれて、第２導電性接着剤１２２を先頭として、第２導電性接着剤１２２と第１導電性接着剤１２１とが１個ずつ交互に配置されている。

このように、ＸＹ平面視において、第１導電性接着剤１２１と第２導電性接着剤１２２とを重複しないように配置されている。つまり、ＸＹ平面視において、第１導電性接着剤１２１と第２導電性接着剤１２２とを重複しないように配置されている。このようにすることで、二次電池１１０の厚さの増加を防ぐことができる。

図７は、比較例にかかる二次電池１１０Ａの積層構造を模式的に示す断面図である。図７では、引出電極１２５と第１シート状電池１１１との間に導電性テープ１５１が設けられている。また、引出電極１２５と第２シート状電池１１２の間に、導電性テープ１５２が設けられている。導電性テープ１５１と導電性テープ１５２は重複して配置されている。すなわち、

例えば、導電性テープ１５１、１５２の厚さは、それぞれ２５μｍである。図７の比較例では、導電性テープ１５１、１５２が重複しているため、２枚分の導電性テープ１５１、１５２の厚さ（５０μｍ）が増加する。

本実施の形態では、第１導電性接着剤１２１と第２導電性接着剤１２２とが重なっていない。したがって、二次電池１１０の全体の厚さは、導電性接着剤１２１、又は第２導電性接着剤１２２の一方の厚さ（１０μｍ）分しか増加しない。本実施の形態によれば、図７の構成に比べて、二次電池１１０の厚さを４０（＝５０―１０）μｍ薄くすることができる。

このように、本実施の形態では、第１導電性接着剤１２１と第２導電性接着剤１２２とがずれて配置されている。このため、導電性接着剤が重なることによる厚さの増加を防ぐことができ、二次電池１１０を薄型化することができる。

また、ＸＹ平面視において、第１導電性接着剤１２１と第２導電性接着剤１２２とを千鳥配置とすることで、接着箇所を分散させることができる。図６に示すように、Ｘ方向に沿って、第１導電性接着剤１２１と第２導電性接着剤１２２とが交互に配置されている。第１シート状電池１１１、及び第２シート状電池１１２を確実に接着させることでき、第１シート状電池１１１、及び第２シート状電池１１２の剥がれをふせぐことができる。

次に、本実施の形態にかかる二次電池１１０の製造方法について、図８を用いて説明する。図８は、二次電池１１０の製造方法を示すフローチャートである。なお、第１電極となる基材１１ａ、及び基材１１ｂの接続方法は、特に限定されないため、省略されている。

まず、第１シート状電池１１１の第２電極１７ａ上に第１導電性接着剤１２１を塗布する（Ｓ１１）。例えば、ディスペンサが、第１導電性接着剤１２１を所定の大きさ、及び所定の位置に塗布する。ここでは、ディスペンサが塗布量、及び塗布位置を制御している。ここでは、ＸＹ平面視において、第１導電性接着剤１２１が直径０．６４μｍの円形となるように、ディスペンサが第１導電性接着剤１２１を第２電極１７ａの上面に塗布する。これにより、図５に示す構成となる。

次に、第１導電性接着剤１２１を介して、第１シート状電池１１１に引出電極１２５を貼り付ける（Ｓ１２）。具体的には、引出電極１２５を第１シート状電池１１１に向けて押圧する。これにより、第１導電性接着剤１２１が第１シート状電池１１１に押しつけられて、変形する。第１導電性接着剤１２１に引出電極１２５が接続され、引出電極１２５が第１シート状電池１１１に貼り合わせられる。よって、第１シート状電池１１１の第２電極１７ａと引出電極１２５とが第１導電性接着剤１２１を介して、接続される。

ＸＹ平面視において、変形後の第１導電性接着剤１２１は例えば、直径１．５ｍｍの円形となる。また、変形後の第１導電性接着剤１２１の厚さ（高さ）は、例えば、１０μｍである。第１導電性接着剤１２１を硬化させることで、引出電極１２５を第１シート状電池１１１に固定することができる。

次に、引出電極１２５の上に第２導電性接着剤１２２を塗布する（Ｓ１３）。Ｓ１１で用いられたディスペンサが、第２導電性接着剤１２２を引出電極１２５の上面に塗布する。ここでは、ＸＹ平面視において、第２導電性接着剤１２２が第１導電性接着剤１２１と重ならないように配置される（図６を合わせて参照）。これにより、図４に示す構成となる。第２導電性接着剤１２２の塗布サイズは、第１導電性接着剤１２１は同様に、直径０．６４μｍの円形となっている。

そして、引出電極１２５に、第２シート状電池１１２を貼り付ける（Ｓ１４）。第２シート状電池１１２を第１シート状電池１１１に向けて押圧する。これにより、第２導電性接着剤１２２が、第１シート状電池１１１に押しつけられて、変形する。第２導電性接着剤１２２に引出電極１２５が接続され、第２シート状電池１１２が第１シート状電池１１１上の引出電極１２５に貼り合わせられる。よって、第２導電性接着剤１２２の第２電極１７ｂと引出電極１２５とが第２導電性接着剤１２２を介して、接続される。

ＸＹ平面視において、変形後の第２シート状電池１１２のサイズは第１導電性接着剤１２１と同様に、１．５μｍ程度となっている。第２導電性接着剤１２２を硬化させることで、引出電極１２５に第２シート状電池１１２を固定することができる。

このように一対のシート状電池１１１、１１２が積層された二次電池１１０が完成する。第１シート状電池１１１と第２シート状電池１１２が向かい合って配置された状態の平面視した場合に、第１導電性接着剤１２１及び第２導電性接着剤１２２がずれて配置されている。よって、薄型の二次電池１１０を製造することができる。

実施の形態２．
本実施の形態では、実施の形態１で示した構成の二次電池１１０をさらに積層している。具体的には、一対のシート状電池を有する二次電池１１０をシート状電池ペアとして、複数のシート状電池ペアを積層している。そのため、シート状電池ペアの説明に付いては適宜省略する。

本実施の形態にかかる積層電池２００について、図９，図１０を用いて説明する。図９は、積層電池２００の構成を示す断面図である。図１０は、各層における導電性接着剤の配置を説明するための模式図である。本実施の形態では、実施の形態１の二次電池１１０を積層している。具体的には、二次電池１１０をシート状電池ペアとして並列接続している。このようにすることで、大容量の二次電池を提供することができる。

積層電池２００は、５つのシート状電池ペア２０１〜２０５を有している。シート状電池ペア２０１〜２０５のそれぞれは、実施の形態１で示した二次電池１１０に対応している。よって、積層電池２００は、５層のシート状電池ペア２０１〜２０５によって構成されている。

第１導電性接着剤１２１、及び第２導電性接着剤１２２の配置が技術的特徴の一つとなっている。シート状電池ペア２０１〜２０５の基本的な構成は、実施の形態１で示した二次電池１１０と同様であるため、説明を省略する。

−Ｘ側から順番に、シート状電池ペア２０１、シート状電池ペア２０２、シート状電池ペア２０３、シート状電池ペア２０４、及びシート状電池ペア２０５が積層されている。シート状電池ペア２０１に含まれる２つのシート状電池を第１シート状電池２１１ａ、第２シート状電池２１２ａとする。第１シート状電池２１１ａが、実施の形態１の第１シート状電池１１１に対応し、第２シート状電池２１２ａが第２シート状電池１１２に対応する。

シート状電池ペア２０２に含まれる２つのシート状電池を第１シート状電池２１１ｂ、第２シート状電池２１２ｂとする。シート状電池ペア２０３に含まれる２つのシート状電池を第１シート状電池２１１ｃ、第２シート状電池２１２ｃとする。シート状電池ペア２０４に含まれる２つのシート状電池を第１シート状電池２１１ｄ、第２シート状電池２１２ｄとする。シート状電池ペア２０５に含まれる２つのシート状電池を第１シート状電池２１１ｅ、第２シート状電池２１２ｅとする。

このように、積層電池２００は、５枚のシート状電池２１１ａ〜２１１ｅと５枚のシート状電池２１２ａ〜２１２ｅとを備えている。よって、積層電池２００では、１０枚のシート状電池２１１ａ〜２１１ｅ、２１２ａ〜２１２ｅが積層されている。

実施の形態１で示したように、シート状電池ペア２０１〜２０５のそれぞれにおいて、第２電極同士が向かい合うように配置されている。よって、隣接する２つのシート状電池ペアでは、第１電極である基材同士が向かい合うように配置されている。

シート状電池２０１〜２０５に含まれる引出電極をそれぞれ引出電極１２５ａ〜１２５ｅとする。同様に、シート状電池２０１〜２０５に含まれる第１導電性接着剤をそれぞれ第１導電性接着剤１２１ａ〜１２１ｅとする。さらに同様にシート状電池２０１〜２０５に含まれる第２導電性接着剤をそれぞれ第２導電性接着剤１２２ａ〜１２２ｅとする。ＸＹ平面視において、引出電極１２５ａ〜１２５ｅは、互いに重複するように配置されている。

図１０に示すように、シート状電池２０１は、４つの第１導電性接着剤１２１ａと４つの第２導電性接着剤１２２ａとを備えている。４つの第１導電性接着剤１２１ａと４つの第２導電性接着剤１２２ａとは千鳥配置となっている。同様に、シート状電池２０２は、４つの第１導電性接着剤１２１ｂと４つの第２導電性接着剤１２２ｂとを備えている。４つの第１導電性接着剤１２１ｂと４つの第２導電性接着剤１２２ｂとは千鳥配置となっている。

シート状電池２０３は、４つの第１導電性接着剤１２１ｃと４つの第２導電性接着剤１２２ｃとを備えている。４つの第１導電性接着剤１２１ｃと４つの第２導電性接着剤１２２ｃとは千鳥配置となっている。シート状電池２０４は、４つの第１導電性接着剤１２１ｄと４つの第２導電性接着剤１２２ｄとを備えている。４つの第１導電性接着剤１２１ｄと４つの第２導電性接着剤１２２ｄとは千鳥配置となっている。シート状電池２０５は、４つの第１導電性接着剤１２１ｅと４つの第２導電性接着剤１２２ｅとを備えている。４つの第１導電性接着剤１２１ｅと４つの第２導電性接着剤１２２ｅとは千鳥配置となっている。

図１１は、ＸＹ平面視における第１導電性接着剤１２１ａ〜１２１ｅと第２導電性接着剤１２２ａ〜１２２ｅの全てを示す図である。図１１に示すように、第１導電性接着剤１２１ａ〜１２１ｅと第２導電性接着剤１２２ａ〜１２２ｅは、２列に形成されている。そして、各列に２０個の導電性接着剤が配置されている。

そして、ＸＹ平面視において、第１導電性接着剤１２１ａ〜１２１ｅと第２導電性接着剤１２２ａ〜１２２ｅはそれぞれ、ずれて配置されている。つまり、ＸＹ平面視において、４０個の導電性接着剤が全てずれて配置されている。例えば、第１導電性接着剤１２１ａは、第１導電性接着剤１２１ｂ〜１２１ｅ、及び第２導電性接着剤１２２ａ〜１２２ｅのいずれとも重複しないように配置されている。

つまり、ＸＹ平面視において、第１導電性接着剤１２１ａ〜１２１ｅと第２導電性接着剤１２２ａ〜１２２ｅのいずれの導電性接着剤が、他のシート状電池ペアの導電性接着剤からずれて配置されている。このように、第１導電性接着剤１２１ａ〜１２１ｅと第２導電性接着剤１２２ａ〜１２２ｅの全てが重ならないように配置することで、積層電池２００の厚さの増加を防ぐことができる。

図９、図１０に示す積層電池２００を製造する製造方法について説明する。まず、実施の形態１の図８等で示した製造方法によって、複数の二次電池１１０を用意する。上記の通り、二次電池１１０がシート状電池ペアとなっている。そして、複数のシート状電池ペアを重ね合わせていく。このとき、隣接するシート状電池ペアにおいて、第１電極（基材）同士が向かい合うように、シート状電池ペアが積層される。そして、隣接するシート状電池ペア間において、第１電極同士を接続するとともに、引出電極１２５同士を接続する。なお、第１電極はタブ部において接続することができる。これにより、薄型、かつ、高い性能の積層電池を製造することができる。

以上、本発明の実施形態の一例を説明したが、本発明はその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に、上記の実施形態による限定は受けない。

１０ シート状電池
１１ 基材
１３ ｎ型酸化物半導体層
１４ 充電層
１６ ｐ型酸化物半導体層
１７ 第２電極
２０ 積層体
３１ 積層部
３２ 周縁部
１１１ 第１シート状電池
１１２ 第２シート状電池
１２１ 第１導電性接着剤
１２２ 第２導電性接着剤
１２５ 引出電極
１２８ 絶縁材
２００ 積層電池
２０１〜２０５ シート状電池ペア
２１１ａ〜２１１ｅ 第１シート状電池
２１２ａ〜２１２ｅ 第２シート状電池

Claims (10)

1. 第１電極、及び第２電極を有する第１シート状電池と、
   第１電極、及び第２電極を有し、前記第２電極同士が向かい合うように前記第１シート状電池と対向配置された第２シート状電池と、
   前記第１シート状電池の第２電極と前記第２シート状電池の前記第２電極との間に配置された引出電極と、
   前記第１シート状電池の前記第２電極と前記引出電極とを接続する第１導電性接着剤と、
   前記第２シート状電池の前記第２電極と前記引出電極とを接続する第２導電性接着剤と、を備え、
   前記第１シート状電池と前記第２シート状電池が向かい合って配置された状態の平面視において、前記第１導電性接着剤と前記第２導電性接着剤とがずれて配置されている二次電池。
2. 前記引出電極と前記第１シート状電池の第２電極との間には、複数の第１導電性接着剤が配置されており、
   前記引出電極と前記第１シート状電池の第２電極との間には、複数の第２導電性接着剤が配置されており、
   前記第１シート状電池と前記第２シート状電池が向かい合って配置された状態の平面視において、前記第１導電性接着剤と前記第２導電性接着剤とが交互に配置されている請求項１に記載の二次電池。
3. 前記引出電極の長手方向に沿って、前記第１導電性接着剤と前記第２導電性接着剤とが交互に配置されている請求項２に記載の二次電池。
4. 前記第１シート状電池及び第２シート状電池がタブ部を有しており、
   前記第１シート状電池と前記第２シート状電池が向かい合って配置された状態の平面視において、
   前記第１シート状電池の前記タブ部と第２シート状電池がタブ部とが重複しており、
   前記第１シート状電池の前記タブ部と第２シート状電池がタブ部では、第１電極同士が向かい合うように配置されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の二次電池。
5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の二次電池をシート状電池ペアとして、前記シート状電池ペアを複数備え、
   隣接する２つの前記シート状電池ペアの前記第１電極同士が向かい合うように、複数の前記シート状電池ペアが積層されており、
   前記第１シート状電池と前記第２シート状電池が向かい合って配置された状態の平面視した場合に、前記複数のシート状電池ペアに設けられた前記第１導電性接着剤及び前記第２導電性接着剤がずれて配置されている二次電池。
6. 第１電極、及び第２電極を有する第１シート状電池の前記第２電極の上に、第１導電性接着剤を塗布する工程と、
   前記第１導電性接着剤に引出電極を接続する工程と、
   前記引出電極の上に、第２導電性接着剤を塗布する工程と、
   第１電極、及び第２電極を有する第２シート状電池の前記第２電極を前記第２導電性接着剤に接続する工程と、を備え、
   前記第１シート状電池と前記第２シート状電池が向かい合って配置された状態の平面視において、前記第１導電性接着剤と前記第２導電性接着剤とがずれて配置されている二次電池の製造方法。
7. 前記引出電極と前記第１シート状電池の第２電極との間には、複数の第１導電性接着剤が配置されており、
   前記引出電極と前記第１シート状電池の第２電極との間には、複数の第２導電性接着剤が配置されており、
   前記第１シート状電池と前記第２シート状電池が向かい合って配置された状態の平面視において、前記第１導電性接着剤と前記第２導電性接着剤とが交互に配置されている請求項６に記載の二次電池の製造方法。
8. 前記引出電極の長手方向に沿って、前記第１導電性接着剤と前記第２導電性接着剤とが交互に配置されている請求項７に記載の二次電池の製造方法。
9. 前記第１シート状電池及び第２シート状電池がタブ部を有しており、
   前記第１シート状電池と前記第２シート状電池が向かい合って配置された状態の平面視において、
   前記第１シート状電池の前記タブ部と第２シート状電池がタブ部とが重複しており、
   前記第１シート状電池の前記タブ部と第２シート状電池がタブ部では、第１電極同士が向かい合うように配置されている請求項６〜８のいずれか１項に記載の二次電池の製造方法。
10. 請求項６〜９のいずれか１項に記載の二次電池の製造方法によって、シート状電池ペアとなる前記二次電池を複数製造する工程と、
    隣接する２つの前記シート状電池ペアの前記第１電極同士が向かい合うように、複数の前記シート状電池ペアを積層する工程と、を備え、
    前記第１シート状電池と前記第２シート状電池が向かい合って配置された状態の平面視した場合に、前記複数のシート状電池ペアに設けられた前記第１導電性接着剤及び前記第２導電性接着剤がずれて配置されている積層電池の製造方法。

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