KR101897108B1 - 이차전지 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 종래보다 용적 면(에너지 밀도 면)이나 제조 면(제조공정수)이 향상한 이차전지를 제공하기 위한 것이다. 본 발명의 이차전지는, 제1 전극으로서의 기능과 기재로서의 기능을 발휘하는 시트상의 제1 전극겸용 기재, 제1 전극겸용 기재의 표면 쪽에 설치된 표면쪽 축전층, 표면쪽 축전층에 적층된 표면쪽 제2 전극층, 제1 전극겸용 기재의 이면 쪽에 설치된 이면쪽 축전층, 이면쪽 축전층에 적층된 이면쪽 제2 전극층을 갖춘다.

Description

이차전지 및 그 제조방법{Secondary Battery and Method of Manufacturing the Same}
본 발명은 이차전지 및 그 제조방법에 관한 것으로, 예를 들어 금속산화물의 광여기 구조변화를 이용하여, 밴드 갭 중에 새로운 에너지 준위를 형성하여 전자를 포획하는 동작원리에 근거한 이차전지(이하 '양자전지'라고도 함)에 적용할 수 있다.
이차전지로는, 니켈 수소전지(Ni-MH)나 리튬이온 이차전지(LIB) 등이 알려져 있다. 한편, 최근 소형이면서 대용량의 전지가 요구되고 있다. 그 때문에, 단독으로 이차전지로서 기능하는 단위(이하 '단위 셀'이라 함)를 복수 겹치는 것이 행해지고 있다.
비특허문헌 1의 319쪽∼320쪽에는, 도 1 및 도 2에 나타낸 것과 같은 원통형 및 사각기둥형의 니켈 수소전지(Ni-MH)의 구조가 기재되어 있다. 원통형 전지(1A)는, 소정형상의 박판상의 양극(2) 및 음극(3)을 세퍼레이터(4)를 사이에 두고 나선형으로 감아(나선은 단위 셀을 겹쳤다고 볼 수 있다), 원통형의 케이스(5)에 삽입하고, 전해액을 주입한 후에 밀폐하여 전지로서 완성시키고 있다. 사각기둥형 전지(1B)는, 소정형상의 박판상의 양극(2) 및 음극(3) 사이에 세퍼레이터(4)를 끼운 구조를 적층하여, 사각기둥형 케이스(5)에 삽입하고, 전해액을 주입한 후에 밀폐하여 전지로서 완성시키고 있다.
특허문헌 1에는, 도 3에 나타낸 것과 같은 사각기둥형 리튬이온 이차전지의 내부구조(극판군(極板群))가 기재되어 있다. 지그재그로 접어 구부러진 세퍼레이터(4)의 연속체의 홈 내에 양극판(2)과 음극판(3)을 교대로 삽입하고, 지그재그 방향으로 눌러 편평하게 한 극판군(1C)이 기재되어 있다. 이와 같은 극판군이 사각기둥형 외장 통에 삽입되고, 전해액이 주입된 후에 밀폐되어 사각기둥형 전지로서 완성된다.
또, 최근 고체 박막화하여 구성되는 전(全)고체형 이차전지가 연구, 개발되고 있고, 소형화를 실현하는 이차전지로서 기대되고 있다. 도 4에는, 전고체형 이차전지의 구성을 나타내는 사시도 및 단면도를 나타내고 있다. 도 4는, 양극단자 및 음극단자 등의 단자부재, 외장부재나 피복부재 등의 실장(實裝)부재 등을 생략하고 있다. 전고체형 이차전지(1D)는, 음극층(3)과 양극층(2)과의 사이에 충방전 시에 내부변화를 일으키는 고체층(이하, '축전층'이라 함)(6)을 갖는 것이다. 전고체형 이차전지(1D)로는, 상술한 양자전지나, 전고체형 리튬이온 이차전지 등이 있다. 양자전지의 경우, 음극층(3)과 양극층(2)과의 사이에, 충전동작으로 전자를 축적(포획)하고, 방전동작으로 축적한 전자를 방출하는 층(후술하듯이 이 층을 '충전층'이라 함)이 설치되어 있고, 이 충전층이 축전층(6)에 해당한다. 또, 전고체형 리튬이온 이차전지의 경우, 음극층(3)과 양극층(2)과의 사이에 고체 전해질층이 설치되어 있고, 이 고체 전해질층이 축전층(6)에 해당한다. 또한, 도 4에 나타낸 구조를 단위 셀로서 적층하는 경우에는, 축전층(6)의 주위 등에, 음극층(3)과 양극층(2)을 절연하거나, 축전층(6)의 주위를 보호하는 실(seal)(7)을 설치하는 것이 바람직하다(다만, 실(7)은 필수 구성요소는 아니다).
전고체형 이차전지(1D)도 주지하는 바와 같이, 단위 셀을 직렬로 적층함으로써 단자 전압을 높일 수 있고, 단위 셀을 병렬로 적층함으로써 에너지 밀도를 크게 할 수 있다.
도 5는, 이차전지(1D)를 단위 셀로 하고, 복수의 단위 셀을 병렬로 접속한, 용이하게 생각할 수 있는 이차전지(1E)를 나타낸 단면도이다. 이차전지(1E)에서의 각 단위 셀(1D)은 각각 음극단자판(8) 및 양극단자판(9)에 끼워져 지지되고 있고, 한 단위 셀에 따른 양극단자판(9)과, 그 상단의 단위 셀에 따른 음극단자판(8)과의 사이에는 절연층(10)이 설치되어 있다. 복수의 음극단자판(8)은 음극단자 연결부(8b)에 의해 연결되어 있고, 복수의 양극단자판(9)은 양극단자 연결부(9b)에 의해 연결되어 있고, 음극단자 연결부(8b) 및 양극단자 연결부(9b)는 각각 도시하지 않은 실장부재의 외부로 음극단자, 양극단자를 노출시키기 위한 연장부(8a, 9a)를 갖고 있다. 이차전지(1D)의 단자전압이 VO, 에너지 밀도가 I0이고, 이차전지(1D)의 적층수(병렬접속수)를 N이라 하면, 이차전지(1E)의 단자전압은 V0이고, 용량은 N×I0(예를 들어, 적층수가 6이면 6×I0)이 된다.
높은 단자전압으로 큰 에너지 밀도의 이차전지를 실현하는 데는, 단위 셀의 직렬적층과 병렬적층을 조합시키면 좋다. 예를 들어, 도 5의 음극단자판(8) 및 양극단자판(9)에 끼워져 지지되고 있는 단위 셀(1D) 부분을, 복수의 단위 셀을 직렬로 적층한 것과 치환함으로써, 높은 단자전압으로 큰 에너지 밀도의 이차전지를 구성할 수 있다.
특허문헌 1: 일본공개특허 특개2009-140707
비특허문헌 1: 전기화학회 전지기술위원회 편, 「전지 핸드북」, 주식회사 옴사, 평성22년(2010년) 2월 발행
도 1 내지 도 3에 나타낸 종래의 이차전지에서는, 인접하는 단위 셀의 양극과 음극을 절연시키기 위해 세퍼레이터를 배치시킬 필요가 있고, 또 전해액의 수용공간을 확보하기 위해, 전지의 전체용적을 작게 하는 것이 곤란하였다. 또, 도 1 내지 도 3에 나타낸 이차전지에서는, 화학반응을 이용하고 있기 때문에, 충방전 성능이 열화하거나, 수명이 저하한다. 또, 전해액을 사용하고 있기 때문에 누액의 위험을 동반하고 있다. 게다가, 리튬이온형 이차전지에서는, 과충전, 충방전에 의해 신뢰성이 저하하거나, 전해액을 사용하고 있기 때문에 전극 사이가 단락할 우려가 있다.
전해액을 사용하는데 따른 문제는, 전고체형 이차전지에 의해 상당부분이 해결된다.
상술한 바와 같이, 복수의 단위 셀을 병렬 접속시킴으로써, 이차전지의 에너지 밀도를 크게 할 수 있다. 그러나, 이와 같은 이차전지(1E)는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 인접하는 단위 셀의 음극단자판(8) 및 양극단자판(9) 사이에 절연층(10)을 설치하지 않으면 안되고, 또 단위 셀의 음극층(3)의 수만큼 음극단자판(8)을 설치함과 동시에, 단위 셀의 양극층(2)의 수만큼 양극단자판(9)을 설치하지 않으면 안되어, 이차전지(1E)의 용적이 커진다.
일반적으로, 전지의 용적효율은 전지의 전체용적에 대한 전지의 실효용적의 비율로 구해진다. 이차전지의 충전 주기를 고려하면, 이차전지의 에너지 밀도를 크게 하는 것이 요구되지만, 에너지 밀도를 크게 해도 전지의 전체용적이 작은 것이 바람직하다. 또, 전지의 전체용적이 작아지면, 이차전지의 소형화로도 이어진다. 음극단자판(8) 및 양극단자판(9)은 전지의 구성상 필요한 것이지만, 절연층(10)은 충전에 직접 기여하지 않기 때문에 에너지 밀도 향상의 저해요인이 되고 있다.
원하는 에너지 밀도가 커지면 커질수록, 병렬 접속하는 단위 셀의 적층수를 증대시켜면 된다. 그러나, 적층수의 증대에 따라, 절연층(10)의 수도 늘어나(음극단자판(8)이나 양극단자판(9)의 수도 늘어남), 전체용적을 한층 크게 한다.
병렬접속에서도 직렬접속에서도, 복수의 단위 셀을 적층하는 이차전지에서는, 각 단위 셀의 위치 맞춤의 요구가 높다. 도 5에 나타낸 이차전지(1E)의 경우, 음극단자 연결부(8b)나 양극단자 연결부(9b)가 단위 셀(1D)에 가까운 쪽(도 5의 간극(L)이 짧은 쪽)이 전체용적의 경감 관점에서 바람직하다. 예를 들어, 어느 한 단위 셀이 도 5의 오른쪽으로 어긋나 적층되어, 그 단위 셀의 음극층(3)이 양극단자 연결부(9b)에 접한 경우에는 단락 경로가 형성되어 버린다. 그 때문에, 각 단위 셀의 위치 맞춤의 요구가 높아, 제조효율의 저하를 초래할 가능성도 있다.
또, 적층 공정에서는, 적층수 만큼의 단위 셀을 적층 처리하지 않으면 안되어, 제조공정 수가 많은 것으로 되어 있었다.
그 때문에, 축전층을 양극층과 음극층으로 끼운 전고체형 이차전지로서, 에너지 밀도가 높고, 제조 프로세스가 적은 이차전지 및 그 제조방법이 요구되고 있다.
이러한 과제를 해결하기 위해, 제1 본 발명의 이차전지는, (1) 제1 전극으로서의 기능과 기재로서의 기능을 발휘하는 시트상 제1 전극겸용 기재와, (2) 상기 제1 전극겸용 기재의 표면 쪽에 설치된 표면쪽 축전층과, (3) 상기 표면쪽 축전층에 적층된 표면쪽 제2 전극층과, (4) 상기 제1 전극겸용 기재의 이면 쪽에 설치된 이면쪽 축전층과, (5) 상기 이면쪽 축전층에 적층된 이면쪽 제2 전극층을 갖춘 것을 특징으로 한다.
제2 본 발명의 이차전지의 제조방법은, (1) 제1 전극으로서의 기능과 기재로서의 기능을 발휘하는 시트상 제1 전극겸용 기재의 표면쪽 및 이면 쪽에 제1 산화물 반도체층을 적층하는 공정과, (2) 표면 쪽의 상기 제1 산화물 반도체층에 표면쪽 충전층을 적층하는 공정과, (3) 이면 쪽의 상기 제1 산화물 반도체층에 이면쪽 충전층을 적층하는 공정과, (4) 상기 표면쪽 충전층 및 상기 이면쪽 충전층에 자외선을 조사하는 공정과, (5) 상기 표면쪽 충전층에 제2 산화물 반도체층 및 제2 전극층을 적층하는 공정과, (6) 상기 이면쪽 충전층에 제2 산화물 반도체층 및 제2 전극층을 적층하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
제3 본 발명의 이차전지의 제조방법은, (1) 제1 전극으로서의 기능과 기재로서의 기능을 발휘하는 시트상 제1 전극겸용 기재의 표면에서 이면으로 연속하도록 제1 산화물 반도체층을 적층하는 공정과, (2) 상기 제1 산화물 반도체층의 일부 또는 전부를 덮도록 충전층을 적층하는 공정과, (3) 상기 충전층에 자외선을 조사하는 공정과, (4) 상기 충전층의 일부 또는 전부를 덮도록 제2 산화물 반도체층 및 제2 전극층을 적층하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 이차전지 및 그 제조방법은, 하나의 제1 전극층(제1 전극겸용 기재)이 그에 대하여 서로 반대쪽에 형성된 2개의 단위 셀의 제1 전극층을 겸하기 때문에, 기재로서의 강도를 유지하면서, 실효적으로 제1 전극층의 두께를 반감할 수 있는 점에서 에너지 밀도 향상에 기여한다. 또, 1회의 제1 전극층(제1 전극겸용 기재)의 제조에 의해 2개의 단위 셀을 형성할 수 있기 때문에, 제조 프로세스 삭감 효과도 갖는다.
게다가, 하나의 제1 전극층(제1 전극겸용 기재)이 그에 대하여 서로 반대쪽에 형성된 2개의 단위 셀의 제1 전극층을 겸하는 것은, 2개의 단위 셀의 병렬 접속의 경우에, 제1 전극층끼리의 접속 프로세스를 생략할 수 있고, 이에 의해, 그 프로세스 시의 열처리에 의한 적층완료 부분의 산화를 방지하는 효과도 갖는다.
도 1은 종래의 원통형 니켈 수소전지(Ni-MH)의 내부구조를 일부 절단하여 나타낸 사시도이다.
도 2는 종래의 사각기둥형 니켈 수소전지(Ni-MH)의 내부구조를 일부 절단하여 나타낸 사시도이다.
도 3은 특허문헌 1에 기재된 사각기둥형 리튬이온 이차전지의 내부구조(극판군)를 나타낸 사시도이다.
도 4는 전고체형 이차전지의 구성을 나타낸 사시도 및 단면도를 나타내고 있다.
도 5는 전고체형 이차전지를 단위 셀로 하고, 복수의 단위 셀을 병렬로 접속한, 생각할 수 있는 이차전지의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 6은 제1 실시형태의 이차전지의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 7은 제1 실시형태의 이차전지의 제조방법을 나타낸 설명도이다.
도 8은 제1 실시형태의 이차전지의 실장(實裝) 구조예를 나타낸 설명도이다.
도 9는 제1 실시형태의 이차전지에서의 단면(端面) 절연부재에 따른 변형 실시형태를 나타낸 설명도이다.
(A) 제1 실시형태
이하, 본 발명에 의한 이차전지 및 그 제조방법의 제1 실시형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 제1 실시형태의 이차전지는 양자전지이다.
(A-1) 제1 실시형태의 이차전지의 기본구조
도 6은, 제1 실시형태에 따른 이차전지(20)의 구성을 나타낸 단면도이고, 상술한 도 4(B)와 동일한 방향에서 본 단면도이다. 도 6은 면방향의 치수보다 두께방향의 치수를 강조하여 나타내고 있다.
도 6에 있어서, 제1 실시형태의 이차전지(20)는, 시트상 음극겸용 기재(21), 표면쪽 n형 금속산화물 반도체층(22F), 표면쪽 충전층(23F), 표면쪽 p형 금속산화물 반도체층(24F), 표면쪽 양극층(25F), 이면쪽 n형 금속산화물 반도체층(22R), 이면쪽 충전층(23R), 이면쪽 p형 금속산화물 반도체층(24R), 이면쪽 양극층(25R) 및 기재단면(端面) 절연부(26)를 갖는다.
시트상 음극겸용기재(21), 표면쪽 n형 금속산화물 반도체층(22F), 표면쪽 충전층(23F), 표면쪽 p형 금속산화물 반도체층(24F) 및 표면쪽 양극층(25F)으로 표면쪽 단위 이차전지(단위 셀)가 구성되고, 시트상 음극겸용 기재(21), 이면쪽 n형 금속산화물 반도체층(22R), 이면쪽 충전층(23R), 이면쪽 p형 금속산화물 반도체층(24R) 및 이면쪽 양극층(25R)으로 이면쪽 단위 이차전지(단위 셀)가 구성되어 있다.
이차전지(20)는, 기재의 양면 모두, 단위 셀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이고, 양면의 어느쪽 면이 표면이라고 할 수 없지만, 이하의 설명에서는 편의상, 도 6에서의 위쪽 면을 표면, 도 6에서의 아래쪽 면을 이면이라 부르기로 한다. 또, 이하에서는, 이차전지(20)가 짧은 변과 긴 변의 차가 큰 거의 사각형의 시트상인 것으로 하여 설명한다(후술하는 도 7 참조). 적절히 도 6에서의 좌우방향을 폭방향, 도 6 지면의 법선방향을 길이방향이라 부르기로 한다.
시트상 음극겸용 기재(21)는, 박막형성처리 시의 시트상 기재로서 기능함과 동시에, 음극 본체로서 기능하는 것이다. 상술한 종래의 이차전지(양자전지)(1D)를 나타낸 도 4는, 기재 위에 대한 각종 박막형성처리를 거쳐 얻어진 후, 기재로부터 떼어낸 이차전지를 나타내고 있다. 이 종래의 이차전지(양자전지)(1D)와 비교하면, 제1 실시형태의 이차전지(20)는, 하나의 음극층(시트상 음극겸용 기재(21))이 그에 대하여 면대칭인 2개의 단위 셀의 음극층을 겸하고 있는 것을 특징으로 한다. 시트상 음극겸용 기재(21)의 폭방향(도 6의 좌우방향)의 한쪽 단부(도 6에서는 왼쪽 단부)(21a)는 n형 금속산화물 반도체층(22F, 22R), 충전층(23F, 23R), p형 금속산화물 반도체층(24F, 24R), 양극층(25F, 25R)이 피복되어 있지 않고, 음극의 인출부로서 기능하도록 되어 있다.
시트상 음극겸용 기재(21)는, 1종류의 도전성 재질로 형성되어 있는 것이어도 좋고, 또 도체 또는 절연체의 표면에 스패터링이나 도금 등에 의해 도전성 박막을 부착시켜 형성되어 있는 것이어도 좋다. 시트상 음극겸용 기재(21)로서, 예를 들어 스테인리스강 시트(SUS 시트)를 적용할 수 있다.
각 면의 충전층(23F, 23R)은, 충전동작으로 전자를 모으고, 방전동작으로 축전전자를 방출하며, 충방전이 이루어지지 않는 상태로 전자를 보유(축전)하고 있는 층이다. 충전층이 이와 같은 기능을 갖기 위해서는, 예를 들어 국제공개 WO 2008/053561에 개시되어 있듯이, 광여기구조 변화에 근거한 충전층 중의 밴드 갭으로의 트랩준위의 형성을 할 수 있으면 된다. 즉, 소정값 이상의 밴드 갭을 갖는 반도체로서 투광성을 갖는 금속산화물이 절연피복된 미립자 상태의 것이 층을 이룬 충전층을 형성하고, 거기에 자외선 조사를 행하여 가전자대에 있던 전자를 전도대로 여기시키면, 일부 전자가 절연피막에 의해 형성된 에너지 장벽으로부터 음전극으로 이동한다. 이 동안에 충전층 중의 전자가 빠진 부위의 원자간 거리가 변화하는 구조변화에 의해, 전자가 빠진 공핍준위가 밴드 갭 중으로에 이동하여 트랩준위가 된다. 충분한 양의 광 조사에 의해, 밴드 갭 내에 트랩준위를 다수 발생시킨 후, 충전층에 대하여 음전극의 반대쪽에 절연물 등에 의한 에너지 장벽을 사이에 두고 양전극을 설치하고, 양 전극 사이에 전압을 인가하면, 이 트랩준위로의 전자의 포획, 방출에 의해 충방전이 가능하다. 이것이 양자전지에서의 충전층의 기능이다.
각 면의 n형 금속산화물 반도체층(22F, 22R)은, 충전층(23F, 23R)에 있어서, 금속산화물 주위의 절연층과 같이, 에너지 장벽이 되는 기능을 갖고, 어떤 원인으로 금속산화물이 절연층을 통하지 않고 직접 음전극과 접함으로써 에너지 장벽이 존재하지 않는 부분이 생기는 것을 방지할 수 있다. n형 금속산화물 반도체층(22F, 22R)을 구성하는 재질은 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 이산화티탄(TiO2)을 적용할 수 있다.
양자전지를, 일반적인 이차전지와 마찬가지로, 전기 에너지를 보유하는 부분과, 2개의 전극으로 구성되어 있다고 본 경우, n형 금속산화물 반도체층(22F, 22R)은 음극의 요소로 볼 수 있다.
각 면의 양극층(25F, 25R)은, 도전층으로서 형성된 것이면 좋다. 양극층(25F, 25R)의 재질은 상관없지만, 예를 들어 알루미늄(Al)을 적용할 수 있다. 양자전지의 경우, 양극층(25F, 25R)에서 충전층(23F, 23R)으로의 불필요한 전자의 주입을 방지하기 위해, 충전층(23F, 23R)에 접하도록 p형 금속산화물 반도체층(24F, 24R)을 갖고 있다. p형 금속산화물 반도체층(24F, 24R)의 재질은 한정되지 않지만, 예를 들어 산화니켈(NiO)을 적용할 수 있다.
기재단면(端面) 절연부(26)는, 음극으로서 기능하는 시트상 음극겸용 기재(21)와 양극층(25F, 25R) 사이의, 충전층(23F, 23R)이 설치되어 있지 않은 시트상 음극겸용 기재(21)의 한쪽 단부에서의 단락을 방지하기 위해 설치된 것이다. 기재단면 절연부(26)의 재질은 상관없지만, 예를 들어 고무계 재료, 폴리올레핀제 재료, 불소 수지 등을 이용할 수 있고, 또 알루미나(Al2O3)나 실리카(SiO2)를 적용할 수 있다. 또한, 기재단면 절연부(26)는, n형 금속산화물 반도체층(22F, 22R)보다 먼저 형성되어도 좋고, n형 금속산화물 반도체층(22F, 22R)의 형성 후 충전층(23F, 23R)보다 먼저 형성되어도 좋고, 충전층(23F, 23R)보다 뒤에 형성되어도 좋다. 충전층(23F, 23R)의 형성 시에는 고온처리도 행해지기 때문에, 충전층보다 먼저 형성하는 경우에는 기재단면 절연부(26)의 재질로서 내열성의 재질을 적용하는 것이 바람직하다.
도 6의 예에서는, n형 금속산화물 반도체층(22F, 22R) 및 충전층(23F, 23R)이 시트상 음극겸용 기재(21)의 한쪽 단면에서 조금 전까지 형성되고, 단면 コ자상으로 기재단면 절연부(26)가 형성된 예를 나타내고 있다. 시트상 음극겸용 기재(21)의 표면 및 이면의 기재단면 절연부(26)의 두께는, n형 금속산화물 반도체층(22F, 22R)의 두께 정도이다. 또, 충전층(23F, 23R)의 기재단면 절연부(26)쪽 가장자리와 n형 금속산화물 반도체층(22F, 22R)의 기재단면 절연부(26)쪽 가장자리는 거의 맞추어져 있다. 그 결과, 기재단면 절연부(26)의 표면, 이면과, 충전층(23F, 23R)과의 가장자리에는 단차가 생긴다. 도 6의 예에서는, 기재단면 절연부(26)의 표면 및 이면 위에도, p형 금속산화물 반도체층(24F, 24R) 및 양극층(25F, 25R)이 적층되어 있다. 그 결과, 시트상 음극겸용 기재(21)의 한쪽 단부 쪽에서, 양극층(25F, 25R) 자체가 단차를 갖는 것으로 되어 있다.
기재단면 절연부(26)가 설치되어 있지 않은 시트상 음극겸용 기재(21)의 폭방향의 단부에서는, 시트상 음극겸용 기재(21)가 소정 길이만큼 외부로 노출해 있고(인출부(21a)), 표면 및 이면 모두, 단면까지의 거리는 n형 금속산화물 반도체층(22F, 22R)이 가장 짧고, 충전층(23F, 23R)이 다음으로 짧고, p형 금속산화물 반도체층(24F, 24R) 및 양극층(25F, 25R)이 가장 길게 되어 있다. 이와 같은 단차 구조에 의해, 시트상 음극겸용 기재(21)와 양극층(25F, 25R)과의 단락을 방지하도록 되어 있다.
또한, 기판 단부의 구조는 양극층(25F, 25R)의 단락을 방지할 수 있는 구조라면 이에 한정되지 않는다.
도 6에서는, 기재단면 절연부(26)의 단면(표면 및 이면이 아닌 면)이 외부에 노출해 있는 것을 나타내었으나, 기재단면 절연부(26)의 단면도 p형 금속산화물 반도체층이나 양극층으로 덮도록 해도 좋다. 이 경우에 있어서, 표면 및 이면의 p형 금속산화물 반도체층(24F 및 24R)을, 피복한 p형 금속산화물 반도체층이 서로 이음과 동시에, 표면 및 이면의 양극층(25F 및 25R)을, 피복한 양극층이 서로 잇도록 해도 좋다.
또, 도 6에서는, 기재단면 절연부(26)의 표면쪽 부분 및 이면쪽 부분이 시트상 음극겸용 기재(21)의 단부 쪽을 덮는 것(환언하면, 시트상 음극겸용 기재(21)의 단부쪽에 적층된 것)을 나타내었지만, 시트상 음극겸용 기재(21) 위에 형성된 n형 금속산화물 반도체층(22F, 22R)의 단부 쪽을 덮도록 해도 좋다.
이상에서는, 시트상 음극겸용 기재(21)의 폭방향의 한쪽 단부에서의 단락방지 구성에 대해서 설명하였다. 또한, 제1 실시형태의 특징에서 벗어나지만, 시트상 음극겸용 기재(21)의 길이방향의 한쪽 또는 양쪽 단부에도, 상술한 것과 같은 단락방지 구성을 적용해도 좋다. 또, 시트상 음극겸용 기재(21)의 길이방향의 한쪽 또는 양쪽 단부에도, 상술한 인출부(21a)와 같은 처리를 해도 좋다.
(A-2) 제1 실시형태의 이차전지의 제조방법
이어서, 도 6에 나타낸 구조를 갖는 제1 실시형태의 이차전지(20)의 제조방법을 설명한다. 도 7은, 제1 실시형태의 이차전지의 제조방법을 나타낸 설명도이다. 도 7(A1)∼(A4)가 개략 사시도이고, 도 7(B1)∼(B4)가 단면도이다. 도 7(B1)∼(B4)의 단면도는, 상술한 도 6에 나타낸 단면도와 비교하여, 이차전지의 중간형성상태나 완성품을 시계방향으로 90도만큼 회전한 단면도이다.
처음에, 도 7(A1) 및 (B1)에 나타낸 것과 같이, 시트상 음극겸용 기재(21)의 폭방향의 한 변 근방에, 기재단면 절연부(26)를 형성시킨다. 형성방법에 따라 다르지만, 이 형성 시에는 비형성 영역을 마스킹해 둔다. 예를 들어, 시트상 음극겸용 기재(21)로서 SUS 시트를 적용하고, 그 일단부에 기재단면 절연부(26)를 형성한다. 예를 들어, 기재단면 절연부(26)의 재질이 수지인 경우에는, 일반적인 수지 피막의 성막방법(예를 들어, 분무도장)에 의해 기재단면 절연부(26)를 형성한다. 또 예를 들어, 기재단면 절연부(26)의 재질이 알루미나(Al2O3)나 실리카(SiO2) 등인 경우에는, 스패터링법, 증착법, CVD법(화학기상성장법), 도포열분해법 등에 의해 기재단면 절연부(26)를 형성(성막)한다.
이어서, 도 7(A2) 및 (B2)에 나타낸 바와 같이, 시트상 음극겸용 기재(21)에서의 인출부(21a)를 확보하고, 그리고 기재단면 절연부(26) 위에는 적층하지 않도록 적절히 마스킹을 하고, n형 금속산화물 반도체층(22F, 22R)을 형성한다. 예를 들어, n형 금속산화물 반도체층(22F, 22R)의 재질로서 이산화티탄(TiO2)을 적용하고, 스패터링법, 증착법, CVD법, 도포열분해법 등에 의해, n형 금속산화물 반도체층(22F, 22R)을 형성한다. 여기에서, 표면 및 이면의 n형 금속산화물 반도체층(22F 및 22R)을 동시에 형성하도록 해도 좋고, 또 한 면씩 형성하도록 해도 좋다.
또한, 도 6에 나타낸 제1 실시형태의 이차전지(20)의 경우, 기재단면 절연부(26)와, n형 금속산화물 반도체층(22F, 22R)은 적층관계가 아니기 때문에, 상술한 바와 달리, n형 금속산화물 반도체층(22F, 22R)의 형성(성막) 후에, 기재단면 절연부(26)를 형성하도록 해도 좋다.
계속해서, 도 7(A3) 및 (B3)에 나타낸 바와 같이, 시트상 음극겸용 기재(21)에서의 인출부(21a)를 n형 금속산화물 반도체층(22F, 22R)의 일부가 노출하도록 확보하고, 그리고 기재단면 절연부(26) 위에는 적층하지 않도록 적절히 마스킹을 하여, 충전층(23F 및 23R)을 형성한다. 충전층(23F, 23R)의 형성방법의 상세는, 국제공개 WO 2012/046325에 기재되어 있다. 여기에서, 표면 및 이면의 충전층(23F 및 23R)을 동시에 형성하도록 해도 좋고, 또 한 면씩 형성하도록 해도 좋다.
이어서, 도 7(A4) 및 (B4)에 나타낸 바와 같이, 시트상 음극겸용 기재(21)에서의 인출부(21a)를 n형 금속산화물 반도체층(22F, 22R)의 일부와 충전층(23F, 23R)의 일부가 노출하도록 확보하고, 그리고 기재단면 절연부(26)의 단면에 p형 금속산화물 반도체층이나 양극층을 형성하지 않도록 적절히 마스킹을 하여, p형 금속산화물 반도체층(24F 및 24R)을 형성하고, 그 후 양극층(25F 및 25R)을 형성한다. 또한, 도 7(A4) 및 (B4)는, 양극층(25F 및 25R)이 형성된 후의 상태를 나타내고 있다. 예를 들어, p형 금속산화물 반도체층(24F, 24R)의 재질로서 산화 니켈(NiO)을 적용하고, 스패터링법, 증착법, CVD법, 도포열분해법 등에 의해, p형 금속산화물 반도체층(24F, 24R)을 형성한 후, 양극층(25F, 25R)의 재질로서 알루미늄(Al)을 적용하고, 스패터링법, 증착법, CVD법, 도포열분해법 등에 의해, 양극층(25F, 25R)을 형성한다. 여기에서, 표면 및 이면의 p형 금속산화물 반도체층(24F 및 24R)을 동시에 형성하도록 해도 좋고, 또 한 면씩 형성하도록 해도 좋다. 또, 표면 및 이면의 양극층(25F 및 25R)을 동시에 형성하도록 해도 좋고, 또 한 면씩 형성하도록 해도 좋다.
이상의 공정을 거쳐, 도 6에 나타낸 구조를 갖는 제1 실시형태의 이차전지(20)가 형성된다.
이상에서는, n형 금속산화물 반도체층(22F, 22R), 충전층(23F, 23R), p형 금속산화물 반도체층(24F, 24R), 양극층(25F, 25R)의 형성에 관하여, 시트상 음극겸용 기재(21)의 양면의 처리를 병행적으로 행하는 것을 나타내었으나, 예를 들어 표면쪽 형성처리를 모아 하고, 표면쪽 형성처리가 종료한 후에, 이면쪽 형성처리를 하도록 해도 좋다. 즉, 기재단면 절연부(26)가 형성된 시트상 음극겸용 기재(21)에 대하여, 표면쪽 n형 금속산화물 반도체층(22F), 충전층(23F), p형 금속산화물 반도체층(24F), 양극층(25F)을 차례로 형성하고, 그 후 이면쪽 n형 금속산화물 반도체층(22R), 충전층(23R), p형 금속산화물 반도체층(24R), 양극층(25R)을 차례로 형성하도록 해도 좋다.
제1 실시형태의 이차전지(20)의 실장 구조에 맞추어, 상기 공정에서의 처리를 일부 변경하도록 해도 좋다.
예를 들어, 제조된 제1 실시형태의 이차전지(20)를 길이방향으로 소정 길이씩 나누어 잘라 실장에 공급하는 경우라면, 절단위치에서는 시트상 음극겸용 기재(21)를 폭방향으로 노출시키도록 해도 좋다.
또 예를 들어, 제조된 제1 실시형태의 이차전지(20)를 주름형상으로 구부려 케이스에 수용하는 경우라면, 구부렸을 때에 안쪽이 되는 구부림부의 소정 종류의 박막을 형성하지 않도록 하여 구부릴 시의 응력을 경감하도록 해도 좋다. 예를 들어, 구부림부에는 양극층(25F, 25R)을 형성하지 않도록 해도 좋고, 또, 구부림부에는 양극층(25F, 25R)과 p형 금속산화물 반도체층(24F, 24R)과, 충전층(23F, 23R)을 형성하지 않도록 해도 좋다. 또는 구부림부의 박막을 형성한 후에 레이저 등으로 선택적으로 제거함으로써 구부릴 때의 응력을 경감하도록 해도 좋다.
(A-3) 제1 실시형태의 이차전지의 실장구조
계속해서, 도 6에 나타낸 구조를 갖는 제1 실시형태의 이차전지(20)의 실장구조의 일례를 설명한다.
도 6에 나타낸 구조를 갖는 제1 실시형태의 이차전지(20)의 실장방법은 임의로 된다. 예를 들어, 평면 시트상 채로, 이차전지(20)를 필요로 하는 장치의 전원부로서 부착하도록 해도 좋다. 또 예를 들어, 제조된 이차전지(20)를, 길이방향으로 소정 길이씩 잘라 실장에 공급하도록 해도 좋다.
여기에서, 양면의 각각에 이차전지로서 기능하는 구조가 형성된 시트상이라는 특징을 반영하면, 도 8에 나타낸 것과 같은 실장구조를 들 수 있다.
즉, 도 8(A)의 이미지적인 평면도에 나타낸 바와 같이, 원통상 심재(芯材)(30)에 제1 실시형태의 이차전지(20)를 감고, 이차전지(20)의 권취 롤(31)을 형성시킨다. 권취 롤(31)의 형성 후에, 심재(30)를 그대로 남겨 두어도 좋고, 또 심재(30)를 제거해도 좋다. 전극에 적용 가능한 도전성 재질이 표면에 부착한 것을 심재(30)로서 적용하여, 심재(30)가 외부의 양극부재로서 기능하는 것이어도 좋다. 도 8(B)는, 도 8(A)의 ⅧB-ⅧB선에 따른 단면을 다소 위쪽에서 본 이미지적인 사시도를 나타내고 있다. 또한, 이하의 실장구조의 설명에 있어서는, 도 8(B)의 상하방향을 따라 상하로 언급하고 있다. 도 8(A) 및 (B)는 이차전지(20)의 층 구조를 생략하여 그려져 있다.
권취 롤(31)에 있어서, 한 권취 수의 이차전지 부분의 표면쪽 양극층(25F)이, 그보다 1만큼 많은 권취 수의 이차전지 부분의 이면쪽 양극층(25R)에 접하여 권취함으로써, 양극층이 다른 층에 접하는 일은 없다.
권취 롤(31)에서의 시트상 음극겸용 기재(21)의 인출부(21a) 쪽은, 외부의 음극단자가 접촉되는, 도전성 재질로 이루어지는 노출 음극부재(32)(윗덮개라 볼 수 있음)에 의해 덮인다. 노출 음극부재(32)는, 원형의 윗판과, 그 가장자리에서 아래쪽으로 설치되어 있는, 인출부(21a)의 폭방향의 길이와 같은 길이를 갖는 원통부재를 갖는다. 노출 음극부재(32)의 내부에는, 턴(turn)이 다른 인출부(21a) 사이의 간극에 들어가 인출부(21a)에 접촉하는 도전성 부재가, 원형 윗판의 내면에서 아래쪽으로 설치되어 있어도 좋다. 이와 같은 도전성 부재는 시트상(狀)의 것에 한정되지 않고, 부직포 형상이나 브러시 형상의 것이어도 좋다.
권취 롤(31)에서의 인출부(21a)의 반대쪽 단부는, 외부의 양극단자가 접촉되는, 도전성 재질로 이루어지는 노출 양극부재(33)(아래덮개라 볼 수 있음)에 의해 덮인다. 노출 양극부재(33)는, 원형의 바닥판과, 그 가장자리에서 위쪽으로 설치되어 있는, 양극층(25F, 25R)의 단(段)에 의해 낮게 되어 있는 부분의 폭방향의 길이와 같은 길이를 갖는 원통부재를 갖는다. 노출 양극부재(33)의 내부에는, 턴이 다른 양극층(25F, 25R)의 저단부분 사이의 간극에 들어가 저단부분에 접촉하는 도전성 부재가, 원형 바닥판의 내면에서 위쪽으로 설치되어 있어도 좋다. 이와 같은 도전성 부재는 시트상의 것에 한정되지 않고, 부직포 형상이나 브러시 형상의 것이어도 좋다.
도 8(C)는, 노출 음극부재(32) 및 노출 양극부재(33)를, 권취 롤(31)에 설치한 상태를 나타내고 있다. 이 원통상 상태의 측면을, 도 8(D)에 나타낸 바와 같이, 시트상의 절연부재(34)로 덮어 실용에 제공하는 이차전지(35)를 완성시킨다.
이상에서는, 노출 음극부재(32) 및 노출 양극부재(33)를 설치한 후에 시트상 절연부재(34)를 설치하는 순서를 설명하였으나, 시트상 절연부재(34)를 설치한 후에 노출 음극부재(32) 및 노출 양극부재(33)를 설치하는 순서로 이차전지(35)를 완성시키도록 해도 좋다.
상기에서는, 1매의 이차전지(20)를 감는 경우를 설명했으나, 여러 장의 이차전지(20)를 겹친 상태로 감도록 해도 좋다. 여기에서, 폭방향은 일치하지만, 길이 방향으로 어긋나서 서로 겹쳐 있어도 좋다.
(A-4) 제1 실시형태의 이차전지의 효과
제1 실시형태의 이차전지(20)에 의하면, 이하의 효과를 가질 수 있다.
음극은, 외부의 전극부재(예를 들어 노출 음극부재(32))와 접촉하기 위한 의도적인 인출부(21a)를 갖는다. 양극에 대해서도, 성막하는 영역을 폭방향의 단면(端面)을 향해 증대시켜 외부의 전극부재(예를 들어 노출 양극부재(33))와 접촉하는 부분을 형성하고 있기 때문에, 외부의 전극부재와 접촉하는 부분을 얇게 형성할 수 있고, 게다가 형성하기 위한 공정수도 적게 끝난다.
롤 형상의 실장방법을 채용한 경우에는, 양극(25F, 25R)이 롤 형상으로 감긴 봉형상의 인출부가 된다. 이에 의해, 간편하게 저저항의 전기 접속이 가능하고, 충방전시의 로스가 적어진다. 또, 양극, 음극에 인출 전극을 외장하는 공법에 비하면 제조공정수를 적게 할 수 있다.
제1 실시형태의 이차전지(20)는, 시트상 음극겸용 기재(21)의 양면 함께 단위 셀(단위 이차전지)을 구성하고 있기 때문에, 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 기재(다만, 음극겸용 기재여도 좋다) 위에 구성된 기재가 남은 그대로의 종래의 이차전지를 2개 이용하여, 기재의 배면끼리를 접착하여 양면에 단위 셀을 구성한 이차전지를 비교대상으로 하면, 제1 실시형태의 이차전지(20)는, 기재의 두께를 비교대상인 이차전지의 반 정도로 할 수 있고, 이에 의해 에너지 밀도를 높일 수 있다.
제1 실시형태의 이차전지(20)에서는, 시트상 음극겸용 기재(21)를 2개의 단위 셀을 공용하여 2개의 단위 셀이 병렬 접속되어 있다. 별개의 2개의 단위 셀로 제1 실시형태의 이차전지(20)와 같은 물리량을 실현하고자 한 경우, 별개의 2개의 단위 셀을 병렬 접속시키기 위한 구성요소가 필요하고, 그만큼 제1 실시형태의 이차전지(20)는 구조 및 제조공정이 간단하게 되어 있다고 할 수 있다.
충전층(23F, 23R)의 형성 등, 제조공정 중에 열처리가 포함되어 있다. 시트상 음극겸용 기재(21)는 빠른 단계에서 양면 모두 n형 금속산화물 반도체층(22F, 22R)으로 피복되기 때문에, 열처리 시의 산화 등의 문제는 종래의 이차전지에 비해 작아져 있다.
제1 실시형태의 이차전지(20)는, 시트상 음극겸용 기재(21)에서의 인출부(21a)를 제외하면 노출해 있는 대부분이 양극층(25F, 25R)이다. 그 때문에, 복수의 이차전지(20)는 서로 겹쳐도, 1매 또는 복수의 이차전지(20)를 감아도 구부려도 접촉하는 것은 양극층끼리이다. 이에 의해, 절연부재 등을 이용하지 않고, 다양한 실장구조를 취할 수 있게 되어 있다.
(B) 다른 실시형태
상기 제1 실시형태의 설명에서도, 각종 변형 실시형태를 언급했으나, 하기에 예시한 변형 실시형태를 더 들 수 있다.
(B-1) 제1 실시형태에서는, 음극이 기재와 겸용인 것을 나타내었으나, 반대로 양극이 기재와 겸용하는 것이어도 좋다. 이 경우에는, 양극겸용 기재 위에, p형 금속산화물 반도체층, 충전층, n형 금속산화물 반도체층, 음극층을 차례로 성막하게 된다. 또는, p형 금속산화물 반도체층이 이미 형성되어 있는 양극겸용 기재 위에, 충전층, n형 금속산화물 반도체층, 음극층을 차례로 성막하도록 한다.
제1 실시형태의 이차전지와 이 변형 실시형태의 이차전지를 겹친 경우에는, 단층 이차전지의 직렬 접속을 실현할 수 있어, 단자 전압을 증대시킬 수 있다.
(B-2) 제1 실시형태에서는, 이차전지의 베이스로 되어있는 음극겸용 기재가 짧은 변과 긴 변의 차가 큰 사각형의 시트상의 것을 나타내었으나, 음극겸용 기재는 제1 실시형태의 것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 가로세로의 길이가 같은 사각형이어도 좋고, 원형이나 육각형 등의 다른 형상이어도 좋다. 원형이나 육각형인 경우에는, 기본형상에 인출부에 상당하는 부분을 부가한 형상으로 하는 것이 바람직하다.
또 예를 들어, 음극겸용 기재를 원통 형상으로 형성하고, 원통 측면(바닥이 있는 경우에는 바닥면을 포함해도 좋다)의 바깥면과 내면의 양면에 대하여, 제1 실시형태와 같은 단위 셀을 구성하도록 해도 좋다.
(B-3) 제1 실시형태에서는, 음극겸용 기재(21)의 양면 모두, 음극의 인출부(21a)로서 기능하는 부분을 확보한 것을 나타내었으나, 한쪽 면(예를 들어 이면)에 인출부(21a)로서 기능하는 부분을 설치하지 않고, 이면의 전체 면을 단위 셀로서 기능시키도록 해도 좋다.
또, 음극겸용 기재(21)가 띠형상인 경우, 길이방향의 한쪽 또는 양쪽 단부에 인출부(21a)를 설치하고, 폭방향에 대해서는 양쪽 단부 모두 인출부(21a)로서 기능하는 부분을 설치하지 않도록 해도 좋다.
(B-4) 제1 실시형태에서는, 음극의 인출부(21a)가 평판상인 것을 나타내었으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 음극의 인출부(21a)가 빗살형이나 톱니형이어도 좋다. 또, 원통 또는 원봉이 결합하는 개구를 음극의 인출부(21a)가 갖고 있어도 좋다.
(B-5) 제1 실시형태에서는, 기재단면 절연부(26)를 박막형성처리 등에 의해 적극적으로 형성한 것을 나타내었으나, 다른 방법에 의해 기재단면 절연부(26)를 형성하도록 해도 좋다. 예를 들어, 시트상 음극겸용 기재(21)가 절연체의 표면에, 스패터링이나 도금에 의해 도전성 박막을 부착시켜 형성되는 것인 경우에는, 기재단면 절연부(26)가 되는 영역에 대한 도전성 박막의 부착을 저지함으로써 기재단면 절연부(26)를 구성하도록 해도 좋다.
(B-6) 제1 실시형태에서는, 기재단면 절연부(26)가 단면 コ자상으로 설치된 것을 나타내었으나, 기재단면 절연부(26)의 부착 방법은 이에 한정되지 않는다. 또, 기판의 단면 근방에서 양극층과 음극층과의 절연을 확보할 수 있는 것이라면, 기재단면 절연부(26)를 설치하지 않도록 해도 좋다. 도 9(A)는, 시트상 음극겸용 기재(21)의 표면이나 이면 쪽에 설치하지 않고 시트상 음극겸용 기재(21)의 단면만을 덮도록 기재단면 절연부(26)를 설치한 경우를 나타내고 있다. 도 9(B)는, 시트상 음극겸용 기재(21)의 단면에도, 표면에서 이면으로 연속하도록, n형 금속산화물 반도체층, 충전층, p형 금속산화물 반도체층 및 양극층을 설치함으로써 기재단면 절연부(26)를 필요로 하지 않는 경우를 나타내고 있다.
(B-7) 제1 실시형태의 이차전지(20)의 실장구조는, 상술한 바와 같이 한정되는 것은 아니다. 상술한 권취 롤 이외의 실장구조를, 몇 가지 예를 들면 하기와 같다.
이차전지(20)의 길이방향의 중심위치에서 2절로 접어 실장에 공급해도 좋고, 또 2절로 접은 것을 폭방향으로 양극과 음극이 단락하지 않도록 접어 구부린 4절로 한 것을 케이스 등에 실장하도록 해도 좋다. 게다가, 접어 구부리는 방향을 교대로 바꾸어 주름형상으로 한 것을 케이스 등에 실장하도록 해도 좋고, 접어 구부릴 때마다 구부림 방향이 같은 피륙형상으로 한 것을 케이스 등에 실장하도록 해도 좋다. 주름형상이나 피륙형상으로 하는 경우에, 가는 원통 또는 원봉을 이용하여 구부리고, 이 원통 또는 원봉으로서 전극에 이용되는 도전성 재질을 적용하여, 양극층과 외부의 양극부재를 전기적으로 서로 잇는 기능을 담당시켜도 좋다. 또, 길이방향에 대하여 90도 이외의 소정 각도(예를 들어 45도)로 접어 구부리고, 수평방향을 따라 연장해 있는 것을 도중에 다른 방향으로 연장하도록 변경한 것을 실장에 공급하도록 해도 좋다. 이차전지(20)의 길이방향의 양단을 물리적으로 연결하고(전기적으로 연결되어 있어도 좋고, 전기적으로는 절연상태로 연결된 것이어도 좋다), 이 엔드리스한 상태로 실장에 공급하도록 해도 좋다. 복수의 가는 원통 또는 원봉으로, 이 엔드리스 벨트형상의 이차전지에 장력을 부여하고, 각 원통 또는 원봉이 상술한 바와 같이, 양극층과 외부의 양극부재를 전기적으로 서로 잇는 기능을 담당하도록 해도 좋다.
(B-8) 실장 시, 절연 시트나 절연판 등을 적절히 개재시키도록 해도 좋다. 또, 양극층(25F, 25R)과 노출 양극부재를 서로 잇는 양극 연결부재를 실장에서 이용하도록 해도 좋다.
(B-9) 제1 실시형태에서는, 단위 셀이 양자전지인 것을 나타내었으나, 양자전지에 한정되는 것은 아니고, 시트상(평행평판상)의 이차전지이면 된다. 예를 들어, 고체 리튬이온 이차전지도, 음극겸용 기재 또는 양극겸용 기재의 양면에 설치하는 단위 셀로 할 수 있다.

Claims (9)

  1. 전극과 기재로서의 기능을 발휘하는 시트상의 기재 겸용 제1 전극;
    상기 제1 전극의 표면쪽에 설치된 표면쪽 제1 산화물 반도체층;
    상기 표면쪽 제1 산화물 반도체층에 설치된 표면쪽 축전층;
    상기 표면쪽 축전층에 설치된 표면쪽 제2 산화물 반도체층;
    상기 표면쪽 제2 산화물 반도체층에 적층된 표면쪽 제2 전극층;
    상기 제1 전극의 이면쪽에 설치된 이면쪽 제1 산화물 반도체층;
    상기 이면쪽 제1 산화물 반도체층에 설치된 이면쪽 축전층;
    상기 이면쪽 축전층에 설치된 이면쪽 제2 산화물 반도체층;
    상기 이면쪽 제2 산화물 반도체층에 적층된 이면쪽 제2 전극층; 및
    상기 제1 전극의 적어도 일부 단부의, 표면쪽과 이면쪽의 단면에 설치된, 상기 표면쪽 제2 전극층과 상기 이면쪽 제2 전극층 및 상기 제1 전극과의 단락을 방지하기 위한 기재단면 절연부;
    를 포함하고,
    상기 기재단면 절연부의 표면쪽 두께가 상기 표면쪽 제1 산화물 반도체층의 두께와 동일하고, 상기 기재단면 절연부의 이면쪽 두께가 상기 이면쪽 제1 산화물 반도체층의 두께와 동일하고,
    상기 표면쪽 축전층과 상기 표면쪽 제2 전극층이 설치되지 않은 영역, 및 상기 이면쪽 축전층과 상기 이면쪽 제2 전극층이 설치되지 않은 영역의 적어도 한쪽에서, 상기 제1 전극을 외부의 제1 전극부재와 접속하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 표면쪽 제1 산화물 반도체층 및 상기 이면쪽 제1 산화물 반도체층은 n형 금속산화물 반도체이고, 상기 표면쪽 제2 산화물 반도체층 및 상기 이면쪽 제2 산화물 반도체층은 p형 금속산화물 반도체인 것을 특징으로 하는 이차전지.
  6. 제1항에 있어서, 상기 표면쪽 제1 산화물 반도체층 및 상기 이면쪽 제1 산화물 반도체층은 p형 금속산화물 반도체이고, 상기 표면쪽 제2 산화물 반도체층 및 상기 이면쪽 제2 산화물 반도체층은 n형 금속산화물 반도체인 것을 특징으로 하는 이차전지.
  7. 전극과 기재로서의 기능을 발휘하는 시트상 기재 겸용 제1 전극의 적어도 일부 단부의 표면쪽, 이면쪽, 및 단면에, 기재단면 절연부를 적층하는 단계;
    상기 제1 전극에 상기 기재단면 절연부가 설치되어 있지 않는 부분의 표면쪽 및 이면쪽에 제1 산화물 반도체층을 적층하는 단계;
    표면쪽의 상기 제1 산화물 반도체층에 표면쪽 축전층을 적층하는 단계;
    이면쪽의 상기 제1 산화물 반도체층에 이면쪽 축전층을 적층하는 단계;
    상기 표면쪽 축전층 및 상기 이면쪽 축전층에 자외선을 조사하는 단계;
    상기 표면쪽 축전층에 제2 산화물 반도체층 및 제2 전극층을 적층하는 단계; 및
    상기 이면쪽 축전층에 제2 산화물 반도체층 및 제2 전극층을 적층하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 기재단면 절연부의 표면쪽 두께가 상기 표면쪽 제1 산화물 반도체층의 두께와 동일하고, 상기 기재단면 절연부의 이면쪽 두께가 상기 이면쪽 제1 산화물 반도체층의 두께와 동일하고,
    상기 표면쪽 축전층과 상기 표면쪽 제2 전극층이 설치되지 않은 영역, 및 상기 이면쪽 축전층과 상기 이면쪽 제2 전극층이 설치되지 않은 영역의 적어도 한쪽에서, 상기 제1 전극을 외부의 제1 전극부재와 접속하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 제조방법.
  8. 삭제
  9. 전극과 기재로서의 기능을 발휘하는 시트상 제1 전극의 적어도 일부 단부의 표면쪽, 이면쪽, 및 단면에, 기재단면 절연부를 적층하는 단계;
    상기 제1 전극에 상기 기재단면 절연부가 설치되어 있지 않는 부분의 표면에서 이면으로 연속하도록 제1 산화물 반도체층을 적층하는 단계;
    상기 제1 산화물 반도체층의 일부 또는 전부를 덮도록 축전층을 적층하는 단계;
    상기 축전층에 자외선을 조사하는 단계; 및
    상기 축전층의 일부 또는 전부를 덮도록 제2 산화물 반도체층 및 제2 전극층을 적층하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 기재단면 절연부의 표면쪽 두께가 상기 표면쪽 제1 산화물 반도체층의 두께와 동일하고, 상기 기재단면 절연부의 이면쪽 두께가 상기 이면쪽 제1 산화물 반도체층의 두께와 동일하고,
    상기 표면쪽 축전층과 상기 표면쪽 제2 전극층이 설치되지 않은 영역, 및 상기 이면쪽 축전층과 상기 이면쪽 제2 전극층이 설치되지 않은 영역의 적어도 한쪽에서, 상기 제1 전극을 외부의 제1 전극부재와 접속하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 제조방법.
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