TWI654786B - 薄片狀二次電池及薄片狀二次電池之製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明之課題在於可以由把充電層夾在正極層與負極層之間的構成之薄片狀電池，容易地而且迴避金屬懸垂短路同時形成任意形狀的複數電池。

解決手段之相關於本發明的薄片狀二次電池，係於正極層及負極層之間具有充電層；其特徵為具有：被成層於充電層之一方之面的正極層，與被成層於另一方之面的負極層之中，於某一方或雙方在膜厚方向被除去而形成的複數溝部，與藉由複數溝部區分的複數小電池。

Description

薄片狀二次電池及薄片狀二次電池之製造方法

本發明係關於薄片狀二次電池及薄片狀二次電池之製造方法。

有基本構成是被構成為薄片(sheet)狀的電池。為了形成這樣的薄片狀的單位電池(以下，亦稱為薄片狀電池)，在成膜對向電極時，使用定形的遮罩區分電極，剪裁薄片狀電極形成特定尺寸之複數電池。

專利文獻1之記載技術，係關於有機薄膜太陽電池之製造方法。專利文獻1之記載技術，記載著使用遮罩形成下部的電極，製造複數單位胞。專利文獻1之記載技術，在形成有機薄膜太陽電池之有機層之前，構成胞的下部的電極，與鄰接的胞的下部電極是完全電氣絕緣的。

然而，近年來，進行著作為固體薄膜化而構成的全固體型二次電池的研究發展，期待著可實現小型化的二次電池。作為這樣的二次電池之一，有記載於專利文獻2之電池。

於專利文獻2，揭示著利用金屬氧化物半導體的光激發構造變化，根據在能帶間隙中形成新的能態而捕 獲電子的動作原理之二次電池。此電池，在第1電極與第2電極之間，具備著覆蓋於絕緣性覆膜的微粒子之n型金屬氧化物半導體被填充之充電層。該充電層，藉由根據紫外線照射之光激發構造變化現象，而在n型金屬氧化物半導體之能帶間隙內形成新的能態，於該能態捕獲電子而充入能量。在此，於本說明書，把這樣的利用金屬氧化物的光激發構造變化之全固體型二次電池稱為「量子電池」。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2006-237165號公報

[專利文獻2]國際公開第2013/065093號公報

然而，如前所述的先前技術，使用已經定形的遮罩分割電極而切出規格化的形狀的電池，所以無法加工出任意形狀的電池。例如，鋰離子二次電池等化學電池，因為其尺寸被規格所規定，雖可形成規格化的形狀的電池，但無法形成小片化的電池，還有因為在對向的電極間注入電解質等而製造電池的緣故，在電池製造後，無法變更電池形狀。

此外，先前技術因為使用遮罩而成膜出電 極，所以也有耗費製造成本的問題。

進而，如先前技術那樣，在電極成膜後，使用遮罩來切割區分的電極的場合，被配置於對向的電極間的充電層很薄的緣故，會因為切割導致的應力發生作用，使得電極變形，特別是在端面會有該電極與另一方電極接觸而短路之虞。

本發明的目的在於提供容易由薄片狀二次電池形成任意形狀的複數小電池，而且可以避免短路同時由薄片狀二次電池形成複數小電池之薄片狀二次電池以及薄片狀二次電池之製造方法。

為了解決相關課題，相關於本案第1發明之薄片狀二次電池，係於正極層及負極層之間具有充電層；其特徵為具有：(1)被成層於充電層之一方之面的正極層，與被成層於另一方之面的負極層之中，於某一方或雙方在膜厚方向被除去而形成的複數溝部，與(2)藉由複數溝部區分的複數小電池。

相關於本案第2發明之薄片狀二次電池之製造方法，係於正極層及負極層之間具有充電層；其特徵為具有：(1)於充電層之一方之面成層正極層，於充電層之另一方之面成層負極層之步驟，以及(2)在膜厚方向除去被成層於充電層的正極層與負極層之中的某一方或雙方，形成複數溝部的溝部形成步驟。

根據本發明的話，可以容易地由薄片狀二次電池形成任意形狀的複數小電池，而且可避免短路同時由薄片狀二次電池形成複數小電池。

1‧‧‧薄片狀電池

2‧‧‧負極層

3‧‧‧正極層

4‧‧‧劃線區域

5‧‧‧溝部

6‧‧‧充電層

7‧‧‧凸部

10‧‧‧電池

圖1係切割相關於第1實施型態的薄片狀電池的正極層加工為任意形狀後的電池形狀之圖(其1)。

圖2係相關於第1實施型態的薄片狀電池的正面圖。

圖3為圖2之薄片狀電池的A-A線剖面圖。

圖4係捲繞相關於第1實施型態的薄片狀電池為卷狀，拉出一部分之圖。

圖5係說明對相關於第1實施型態的薄片狀電池的正極層的切割深度之說明圖。

圖6係顯示相關於第1實施型態的劃線的正極層的剖面之剖面圖。

圖7係切割相關於第1實施型態的薄片狀電池的正極層加工為任意形狀的電池形狀之圖(其2)。

圖8係顯示於第1實施型態交互改變折疊方向而折疊薄片狀電池1時的景象之模式圖。

圖9係說明折彎從前的薄片狀電池時之折彎部的說明圖。

圖10係說明在相關於第1實施型態的薄片狀電池的溝部折彎時的折彎部之說明圖。

圖11係切割相關於第2實施型態的薄片狀電池的正極層加工為任意形狀後的電池形狀之圖。

圖12係顯示相關於第2實施型態的劃線的正極層的剖面之剖面圖。

圖13係說明在相關於第2實施型態的薄片狀電池的溝部折彎時的折彎部之說明圖。

圖14係說明相關於第3實施型態的電池的試驗裝置之說明圖。

圖15係說明在相關於第3實施型態的薄片狀電池絕緣產生瑕疵的電池的方法之說明圖。

圖16係於第3實施型態，說明薄片狀電池的產生於電池的缺陷處所之說明圖。

圖17係於第3實施型態，說明薄片狀電池的產生於電池的缺陷處所的遮罩之說明圖。

圖18係於第3實施型態，說明遮罩缺陷處所的方法之說明圖。

(A)第1實施型態

以下，參照圖式同時詳細說明相關於本發明之薄片狀二次電池及薄片狀二次電池之製造方法之第1實施型態。

於此說明書，所謂「薄片狀電池」，是指具備電極層(正極層、負極層)，與中介在這些正極層及負極層之間的電極間層之平行平板狀(薄片狀)的電池。這些正極層及負極層與電極間層，亦可於1個薄片狀電池的厚度方向多段地層積複數之薄片狀電池，亦可在薄片狀電池的擴展方向上並列複數個薄片狀電池。

此外，中介於正極層與負極層之間的電極間層，是防止正極層與負極層之接觸而且對於起電力的產生或蓄電有所貢獻的部分，例如可以為電解質或隔板、充放電層(以下將此充放電層稱為「充電層」)等，特別是以二次電池的充電層為佳，更佳者可適用於量子電池的充電層。

薄片狀電池，例如可以廣泛適用於以化學電池或物理電池為原理之一次電池或二次電池，特別是適切用於全固體型之二次電池，更佳為可適用於量子電池。

於此說明書，「薄片狀二次電池」，是指適用了二次電池之薄片狀電池。特別是薄片狀二次電池，是指使用了電極間層為全固體型之薄片狀二次電池，或者使用了量子電池之薄片狀二次電池。

(A-1)關於量子電池

於此實施型態，例示相關於本發明之薄片狀二次電池為量子電池的場合。因此，首先說明量子電池之基本構成。

量子電池，是利用金屬氧化物半導體的光激發構造變化，根據在能帶間隙中形成新的能態而捕獲電子的動作原理之二次電池。

量子電池，為全固體型的二次電池，作為單獨的二次電池發揮機能的構成，是在負極層與正極層之間具有固體的充電層。

充電層，是在充電動作蓄積電子，在放電動作放出蓄積的電子，在未進行充放電的狀態保持(蓄電)著電子之層，被適用光激發構造變化技術而形成的。

充電層，是以絕緣覆膜覆蓋的n型金屬氧化物半導體之微粒子，對負極層附著為薄膜狀，n型金屬氧化物半導體藉由紫外線照射引起光激發構造變化，以可蓄積電子的方式變化之層。

正極層，具有正極本體層，與以接於充電層的方式形成的p型金屬氧化物半導體層。p型金屬氧化物半導體層，是為了防止電子由正極本體層往充電層注入而設的。

負極層與正極層之正極本體層，只要形成為導體層即可。

這樣的基本構成之量子電池，可因應需要而在電極層安裝電極端子，或於周圍安裝外裝構件或覆蓋構件等而整理出作為電池之樣貌。此外，把這量子電池的基本構成作為單層電池，層積此單層電池而串聯或並聯進行封裝亦可。進而，折曲作為單層電池之量子電池，折疊成 蛇腹狀，或是層積複數之單層電池，串聯或並聯而進行封裝亦可。

(A-2)薄片狀二次電池

在第1實施型態，說明薄片狀二次電池(以下簡稱為薄片狀電池1)，為具備前述基本構成的薄片狀的量子電池的場合。

圖2係相關於此實施型態的薄片狀電池1的正面圖。圖3為圖2之薄片狀電池1的A-A線剖面圖。

如圖2及圖3所示，相關於第1實施型態的薄片狀電池1，為依序被層積前述的量子電池的基本構成之負極層3、充電層6、及正極層2的薄板狀的長尺寸物。

如圖3所示，薄片狀電池1，具有被成層於充電層6一方之面的正極層2，與被成層於充電層6的另一方之面的負極層。正極層2及負極層3，只要是具有導電性之層即可，例如可以利用金屬板或金屬膜、透明導電膜等。

如圖2所示，薄片狀電池1的寬幅方向之兩側緣被形成為相互平行。此薄片狀電池1的寬幅長度沒有特別限定，例如可以使寬幅長度為10mm~500mm程度。薄片狀電池1的長邊方向(亦即對於同一面之寬幅方向的垂直方向)的長度，只要是可以把薄片狀電池1一度折曲，使長邊方向電池1的正極層2(或者負極層3)彼此重合的長度以上即可，沒有特別限定，例如可以為10mm~100m程度。

又，作為薄片狀電池1之折曲方法，以使薄片狀電池1的折曲方向交互改變，折疊2回以上(亦即折疊為蛇腹狀)為佳。

正極層2及負極層3的膜厚方向的長度(亦即膜厚長度)可以為10nm~1μm程度，充電膜6的膜厚長度可以為50nm~10μm程度。此薄片狀電池1能夠以具有柔軟性的方式構成，製造後可捲為卷狀。例如，如圖4所示，可以把薄片狀電池1捲繞為卷狀。

(A-3)電極層之切割方法

圖1(A)係於第1實施型態，說明捲繞為卷狀的薄片狀電池1之切割位置之說明圖。圖1(B)係顯示在圖1(A)之切割位置切割後形成的複數小電池之圖。

在圖1，例示切割薄片狀電池1的正極層2的場合，但切割薄片狀電池1的負極層3亦可。

於此說明書，所謂「小電池」，係於充電層6之一方之面被形成正極層2，於充電層6之另一方之面被形成負極層3，薄片狀電池1進行作為二次電池之電池機能(亦即充電動作、放電動作)的狀態，藉由以切割形成的溝部5而被區分為複數之電池。

薄片狀電池1之電極層(正極層2、負極層3)之切割方法，可以廣泛適用種種方法。

但是，因為薄片狀電池1的充電層6的膜厚長度很薄，所以切割時會有物理力的作用，藉由應力使電極 層(正極層2、負極層3)移動，於進行了切割的薄片狀電池1的端面，會因正極層2與負極層3接觸而產生短路。如此，把正極層2與負極層3接觸產生短路的情形，簡稱為「金屬懸垂短路」說明如下。

因此，電極層之切割方法，例如，以適用對薄片狀電池1的正極層2、負極層3照射雷射光，除去正極層2、負極層3的雷射劃線方法，或者對薄片狀電池1的正極層2、負極層3照射超音波，除去正極層2、負極層3的超音波劃線方法等為較佳。在此實施型態，做為切割電極層(正極層2、負極層3)的方法例示適用雷射劃線方法的場合。

於圖1(A)，以虛線包圍的區域4，是對薄片狀電池1的正極層2照射雷射的位置，是在薄片狀電池1的膜厚方向把正極層2劃線的區域。

如圖1(A)所示，藉著朝向正極層2之區域4，對薄片狀電池1的膜厚方向照射雷射，劃線正極層2，如圖1(B)所示，正極層2於膜厚方向被除去而形成溝部5。結果，如圖1(B)所示，可以形成被加工為矩形形狀的複數小電池10。總之，小電池10藉由溝部5區分。

作為電極層之切割方法是用雷射劃線方法的場合，照射於電極層的雷射光的寬幅長或波長或照射時間或輸出值等，可以因應於切割的電極層的膜厚等而任意設定。

例如，形成圖1(A)及圖1(B)所示的矩形 形狀的小電池10的場合，可以使區域4的寬幅長為30~100μm程度，藉著對正極層2照射雷射光而實現。此外，因應於切割的正極層2的膜厚，調整雷射光的波長或照射時間或輸出值為佳。

圖5係說明對薄片狀電池1的正極層2的切割之膜厚方向的深度之說明圖。

圖5(A)係劃線了正極層2之薄片狀電池1的平面圖。圖5(B)及圖5(C)，係劃線了正極層2後之薄片狀電池1的正面圖，顯示溝部5的剖面形狀之圖。

於圖5(A)，於膜厚方向劃線薄片狀電池1的正極層2時，可以如前所述調整雷射光的波長或寬幅長或照射時間或輸出值等。

此時，如圖5(B)所示，於薄片狀電池1，僅劃線正極層2而已，以形成相當於正極層2的膜厚長度的深度之溝部5亦可。換句話說，於薄片狀電池1之長邊方向的剖面，來看溝部5的剖面形狀的話(參照圖5(B))，溝部5的膜厚方向的長度，與正極層2(或負極層3)之膜厚長度為同程度之長度，使溝部5的底部達到充電層6。

藉此，於薄片狀電池1僅正極層2在膜厚方向被除去，在充電層6的上部形成不存在正極層2的區域。此外，如稍後敘述，以溝部5為基準即使折曲薄片狀電池1或者折疊為蛇腹狀，溝部5也作為折疊部發揮機能，在正極層2與負極層3之間存在著充電層6的緣故，可以防止正極層2與負極層3之接觸，可以避免短路發生。

此外，參照圖5(C)說明薄片狀電池1之溝部5的剖面形狀之其他例。

如圖5(C)所示，調整雷射光的寬幅長或波長或照射時間或輸出值等，於薄片狀電池1，不僅劃線正極層2，也劃線充電層6之膜厚全部或者一部分亦可。換句話說，於薄片狀電池1之長邊方向的剖面，來看溝部5的剖面形狀的話(參照圖5(C))，溝部5的膜厚方向的長度，與正極層2(或負極層3)與充電層6之相加的長度之程度，使溝部5的底部，達到對於充電層6對向而成層的另一方的負極層3(或正極層2)附近或者達到另一方的負極層3(或正極層2)。

圖5(C)，顯示溝部5的膜厚方向的長度，為正極層2與充電層6之膜厚長度相加的長度，溝部5的底部達到負極層3的場合。藉此，於薄片狀電池1之膜厚方向，可以形成更深的溝部5，所以可以使把薄片狀電池1折曲或者折疊為蛇腹狀時之加工性變得更好。

在此，在第1實施型態，例示薄片狀電池1，係以全固體型之物鋰電池為原理的量子電池的場合。量子電池，例如與鋰離子二次電池等化學電池不同，不需要電解液等而作為電池發揮機能。亦即，只要負極層3及正極層2與充電層6接觸的話，即使藉由劃線除去充電層6，被小片化的各小電池10也作為電池發揮機能。

其次，使用圖6說明形成於薄片狀電池1的各溝部5的剖面形狀之變形例。

圖6係說明對薄片狀電池1的正極層2之膜厚方向的切割方法之其他變形例之說明圖。

如圖6所示，以相對於正極層2之溝部5的寬幅長使充電層6之溝部5的寬幅長變短的方式劃線正極層2及充電層的方式進行亦可。總之，溝部5的剖面形狀，如圖6那樣以成為階梯狀的方式劃線亦可。

換句話說，使薄片狀電池1沿著長邊方向之剖面之各溝部5的形狀，為各溝部5的膜厚方向的長度，為與正極層2(或負極層3)及充電層6的膜厚長度之各長度相加的長度為相同程度之長度。此外，正極層2(或負極層3)之各溝部5的開口部的寬幅長(薄片狀電池1之長邊方向的長度)，比達到充電層6的溝部5的底部的寬幅長度更長。

具體的切割方法，可以適用種種方法，例如，首先藉由雷射劃線，以溝部5的深度為相當於正極層2的膜厚長的深度，且對於正極層2，成為在薄片狀電池1的長邊方向上為比較長的寬幅長的方式對正極層2照射雷射光。其後，調整雷射光的輸出值或雷射光的寬幅長，對充電層6使雷射光的寬幅長變窄同時對充電層6照射雷射光，使溝部5的底部到達負極層3。換句話說，使雷射光的寬幅長為比較寬而對正極層2照射雷射光，除去正極層2的膜厚方向進行切割後，使雷射光的寬幅長為比較狹窄，對於正極層2的下層之充電層6照射雷射光而切割充電層6的膜厚方向。

如圖6所例示的，藉著以溝部5的剖面形狀成為階梯形狀的方式，切割正極層2及充電層6，在折曲薄片狀電池1或者折疊為蛇腹狀時，即便是正極層2移動，也因為被配置於正極層2的下層的充電層6作為停止件而可以支撐正極層2，所以可更進一步防止正極層2與負極層3之接觸，可以避免短路。

又，只要是各溝部5的膜厚方向的長度，與正極層2及充電層6的膜厚長度相加的長度為相同程度，正極層2之各溝部5的開口部的寬幅長，比達到充電層6的溝部5的底部的寬幅長更長的話，溝部5的剖面形狀不限定於圖6的形狀。

例如，在雷射劃線方法，可以調整雷射光的寬幅長或輸出值等，所以劃線後的溝部5的剖面形狀，可以是隨著膜厚方向上變深，溝部5的寬幅長成為V字形狀(逆金字塔形)，或是U字形狀等。

在圖1(A)及圖1(B)，例示於薄片狀電池1切割正極層2的場合。但是，於薄片狀電池1，切割負極層3亦可，切割正極層2與負極層3雙方亦可。

例如，切割薄片狀電池1的正極層2或負極層3之任一方的場合，對於切割的正極層2或負極層3照射雷射光，可以於正極層2或負極層3形成各溝部5。

此外，切割薄片狀電池1的正極層2與負極層3雙方的場合，可以適用以下的方法。

例如，對於薄片狀電池1的薄片面之雙面之各 個，由垂直的方向對正極層2與負極層3雙方照射雷射光劃線正極層2與負極層3，形成正極層2之各溝部5(也稱為正極層溝部)，與負極層3之各溝部5(也稱為負極層溝部)。

此外，例如對薄片狀電池之薄片面之中的一方之面(例如，正極層2)由垂直的方向對正極層2照射雷射光，劃線正極層2形成正極層溝部之後，對於另一方之面(例如，負極層3)由垂直的方向對負極層3照射雷射光，劃線負極層3形成負極層溝部亦可。

如前所述，藉由在薄片狀電池1的正極層2與負極層3雙方形成各溝部5，在如稍後所述使薄片狀電池1的折疊方向交互改變折疊為蛇腹狀的場合，能夠以各正極層溝部與各負極層溝部之雙方為基準來折疊。

此外，在圖1(A)及圖1(B)，例示跨薄片狀電池1的寬幅方向照射雷射光進行劃線，以溝部5為邊界形成複數小電池的場合。

但是，如圖7(A)及圖7(B)所例示，在薄片狀電池1的寬幅方向照射雷射光，同時跨薄片狀電池1的長邊方向照射雷射光，在薄片狀電池1的寬幅方向及長邊方向劃線正極層2，形成藉由溝部5區分的複數小電池亦可。

圖7(A)的場合，於薄片狀電池1的寬幅方向及長邊方向劃線正極層2，所以如圖7(B)所示，被形成薄片狀電池1的寬幅方向的溝部5，以及長邊方向的溝部 5a。亦即，圖7(B)之複數小電池10之各個，比圖1之小電池10更被小片化。

又，劃線薄片狀電池1的電極層而形成的小電池10的形狀，不限定於矩形形狀，可以為圓形、橢圓形、3角形、5角形等多角形，星形等任意形狀。

(A-4)關於薄片狀電池1的折曲

薄片狀電池1，可以折曲，或者使折疊方向交互改變而折疊，藉著適當地與電極端子連接，可以形成串聯或並聯的層積構造之電池。

圖8係顯示交互改變折疊方向而折疊薄片狀電池1時的景象之模式圖。

如圖8所示，交互改變折疊方向而折疊薄片狀電池1時，位於折疊部的內側的電極層(正極層2、負極層3)會被壓迫。

例如，如圖9所示，在不劃線電極層的狀態折疊薄片狀電池1的場合，由於薄片狀電池1的折疊部之外徑與內徑之差，位於此折疊部的內側的電極層(例如正極層2)把充電層6壓往外側，內側的電極層有破壞充電層6之虞。進而，伴隨著充電層6的破壞，於該破壞的部分，位於內側的一方之電極層(例如正極層2)，會有與位於外側的另一方電極層(例如負極層3)接觸而引起短路之虞。

對此，如相關於第1實施型態的薄片狀電池1 那樣，藉由使被劃線的電極層被除去，該處所被形成為溝部5，如圖10所示，各溝部5作為各折疊部而發揮機能。在此，折疊部，是在折彎薄片狀電池1時，成為折曲薄片狀電池1的位置的基準的部分。

在此，如圖8所示，交互改變薄片狀電池1的折曲方向折疊為蛇腹狀時，對於薄片狀電池1的正極層2照射雷射光，形成正極層溝部，而且對薄片狀電池1的負極層3照射雷射光於膜厚方向形成負極層溝部。

此外，為了使可以把薄片狀電池1折疊為蛇腹狀，正極層溝部與負極層溝部之分別的位置，對充電層6在不對向的位置(亦即非對向位置)交互被形成。藉此，把薄片狀電池1折疊為蛇腹狀時，各正極層溝部及各負極層溝部，可以做為折曲位置的基準之折疊部而發揮機能。

在此場合，如圖10所示，因為可以防止各折疊部之內側的電極層(例如正極層2)與充電層6之接觸，內側的電極層變得不會把充電層6壓往外側。亦即，可以避免內側的電極層破壞充電層6，進而，可以避免內側的電極層(例如正極層2)與外側的電極層(例如負極層3)之接觸導致的短路。

又，在圖8~圖10，例示交互改變折疊方向而折疊薄片狀電池1的場合，但折曲薄片狀電池1的場合也同樣有效。

(A-5)第1實施型態之效果

如以上所述，根據第1實施型態的話，於成膜電極層之後，藉著劃線薄片狀電池的電極層，可以分割任意形狀之複數的電池。

此外，根據第1實施型態的話，藉由劃線薄片狀電池的電極層，可以防止由於端面之電極層的金屬懸垂而與另一方的電極層接觸，可以避免金屬懸垂短路。

進而，根據第1實施型態的話，藉由劃線薄片狀電池的電極層形成溝部，在折曲或者折疊薄片狀電池時，可以避免折疊部分之充電層的破壞或在破壞的充電層的部分之短路。

(B)第2實施型態

其次，參照圖式同時詳細說明相關於本發明之薄片狀二次電池及薄片狀二次電池之製造方法之第2實施型態。

(B-1)第2實施型態的構成

於第2實施型態，為了例示薄片狀電池1為量子電池的場合，也使用相關於第1實施型態的圖2~圖4，詳細說明相關於第2實施型態之薄片狀電池。

第2實施型態，其薄片狀電池1的電極層(正極層2、負極層3)之切割方法與第1實施型態不同，藉由電極層的劃線而形成的各溝部5的形狀與第1實施型態不同。

在此，在第2實施型態，詳細說明薄片狀電池 1的電極層的切割方法。

圖11(A)係於第2實施型態，說明捲繞為卷狀的薄片狀電池1之切割位置之說明圖。圖11(B)係顯示在圖11(A)之切割位置切割後形成的複數小電池之圖。

於圖11(A)，以虛線包圍的斜線部分的區域4，是照射雷射光而劃線正極層2的區域，區域4，為空出特定的間隔的特定寬幅長之2列之區域。

亦即，在區分某個小電池10，以及鄰接於此的小電池10之溝部5的中央部分，設有未被劃線的正極層2的凸部7。這些各凸部7，於各溝部5的中央部分殘留為島狀，所以也稱為島部。藉此，如圖11(B)所示，被形成被加工為矩形形狀的複數小電池10，以及某小電池10與鄰接的小電池10之間被形成溝部5及凸部7。

又，電極層之劃線時，藉由形成島狀的凸部7，可以作為使認識加工小電池10的處所的標記(記號)來利用。亦即，由凸部7的機能性觀點來看，亦把凸部7稱為加工認識部。

此外，在圖11(A)及圖11(B)，正極層2的凸部7，例示跨薄片狀電池1的寬幅方向為四角柱的場合，但凸部7，亦可跨薄片狀電池1的寬幅方向為點點散布，朝向薄片狀電池1的寬幅方向使複數四角柱為點狀分布亦可。

進而，在圖11(A)及圖11(B)，例示於薄片狀電池1的寬幅方向，形成1列凸部7的場合，但亦可為 各凸部7，於薄片狀電池1的寬幅方向形成為2列、3列等複數列。

相關於第2實施型態之切割方法，與第1實施型態同樣，可以廣泛適用種種方法，例如可以是用雷射劃線方法或超音波劃線方法等。於此實施型態，例示適用雷射劃線方法的場合。

圖12(A)及圖12(B)，顯示正極層2之劃線後之各溝部5的剖面形狀之圖。

於圖12(A)及圖12(B)，正極層2之2條溝部5的分別的寬幅長，例如可以為30nm~50nm程度。此外，正極層2之凸部7的寬幅長，例如可以為50nm~100nm程度。例如，把寬幅長30nm~50nm程度的雷射光照射於正極層2，於正極層2形成第1條溝部5。接著，對第1條溝部5，隔著50nm~100nm程度的間隔，進而把寬幅長30nm~50nm程度的雷射光照射於正極層2，於正極層2形成第2條溝部5。如此進行，於正極層2，可以在溝部5的中央部分形成具有凸部7的溝。

又，劃線正極層2的寬幅長或正極層2的凸部7的寬幅長，可以藉由調整雷射光的波長或寬幅長或照射時間或輸出值等而實現，可因應於各小電池10的形狀等的加工精度而任意設定。

此外，對於薄片狀電池1的正極層2的切割深度，與第1實施型態同樣，如圖12(A)所示，為相當於正極層2的膜厚長之深度亦可。在此場合，正極層2的凸部7 的高度，成為相當於正極層2的膜厚的高度。

此外，例如圖12(B)所示，為了形成更深的溝部5，劃線直到充電層6的全部或一部分為止亦可。在此場合，各溝部5的深度，可以為與正極層2及充電層6的膜厚長度相加之膜厚長度相同程度。在此場合，正極層2的凸部7的高度，成為加總正極層2的膜厚與充電層6的膜厚之高度。又，溝部5的剖面，與第1實施型態同樣，可為階梯形狀，亦可為V字形狀、U字形狀等。

進而，薄片狀電池1的電極層的切割，不限定於薄片狀電池1的正極層2，亦可劃線負極層3，亦可劃線成膜於薄片狀電池1的兩面的電極層。

圖13係顯示相關於第2實施型態交互改變折疊方向而折疊薄片狀電池1時的景象之模式圖。

把圖11之第2實施型態之薄片狀電池1，交互改變折疊方向而折疊時，薄片狀電池1的折疊部能夠以凸部7為基準點進行折疊。總之，凸部7位於薄片狀電池1的折疊部的內側而被折曲。

於凸部7之雙鄰側背形成各溝部5，可以防止折疊部之內側的電極層(例如正極層2)與充電層6之接觸，內側的電極層變得不會把充電層6壓往外側。亦即，可以避免內側的電極層破壞充電層6，進而，可以避免內側的電極層(例如正極層2)與外側的電極層(例如負極層3)之接觸導致的短路。

(B-2)第2實施型態之效果

如以上所述，根據第2實施型態的話，與第1實施型態有同樣的效果，於成膜電極層之後，藉著劃線薄片狀電池的電極層，可以分割任意形狀之複數的電池。

此外，根據第2實施型態的話，藉由劃線薄片狀電池的電極層，可以防止由於端面之電極層的金屬懸垂而與另一方的電極層接觸，可以避免金屬懸垂短路。

進而，根據第2實施型態的話，藉由劃線薄片狀電池的電極層形成溝部，在折曲或者折疊薄片狀電池時，可以避免折疊部分之充電層的破壞或在破壞的充電層的部分之短路。

(C)第3實施型態

其次，參照圖式同時詳細說明相關於本發明之薄片狀電池之第3實施型態。

在電池之製造步驟，於製造步驟的途中或者完成後，進行試驗電池的性能等。在此，所謂「電池的試驗」，包含電池的性能評估、電池的正常性的檢查、電池性能的測定或試驗，例如，是包含電池性能檢查、充放電試驗、調節、充放電循環試驗、老化試驗等的概念。

於電池的製造步驟的途中或完成後，進行電池的試驗，但如從前那樣，未分割(區分)為複數電池的薄片狀電池1有缺陷或異常等的場合，因為有1處之缺陷等處所，會對薄片狀電池1全體的試驗結果造成影響。

此外，於薄片狀電池有缺陷或異常等的處所的場合，有必要修復該缺陷或異常等的處所，或是進行使其成為惰性之修理。

在此，在第3實施型態，說明藉由在第1及第2實施型態說明的電極層的劃線而分割為各小電池10的薄片狀電池1之電池的試驗方法，與缺陷或異常等的處所之修理方法。

此處，薄片狀電池之缺陷處所，是正極層2、負極層3、充電層6之任一或全部會產生電氣特性缺陷的處所。例如，正極層2或負極層3之缺陷處所，是指正極層2或負極層3之電氣特性未正常表現的處所。此外，例如充電層6的缺陷處所，是充電層6的充電動作或放電動作或蓄電動作未正常動作的處所，或是於充電層6，存在著產生缺陷的正極層2或負極層3的處所。

(C-1)電池試驗的方法

首先，說明係相關於第1及第2實施型態的薄片狀電池1的電池之試驗方法。

圖14係顯示薄片狀電池1的試驗的概略構成之構成圖。在圖14，進行薄片狀電池1的性能檢查、充放電試驗、調節、充放電循環試驗、老化試驗等。

於圖14，薄片狀電池1的試驗，大致具有電池試驗機55、推壓部51、推壓台54。

又，於圖14，薄片狀電池1，如在第1及第2實 施型態所說明的，劃線電極層(正極層2、負極層3)，劃線的處所成為各溝部5。藉由此溝部5，薄片狀電池1被區分為複數小電池10。

電池試驗機55，在交互改變折疊方向折疊為蛇腹狀的薄片狀電池1的各折疊部之間或上下面，配設電氣連接用的負極端子板521及正極端子板522，進行供電池試驗所必要的電力的供給或電氣特性的測定。

推壓部51，把薄片狀電池1，以在其折疊部分或上下面被配置正極端子板522及負極端子板521的狀態下由兩外面夾住施加壓力。藉由推壓部51對薄片狀電池1施加壓力，可以確實達成使夾在薄片狀電池1的折疊部分或被配置於上下面的正極端子板522及負極端子板521，與薄片狀電池1的正極層2、負極層3之接觸。在此實施型態，推壓部51，具有承載被折疊的薄片狀電池1的推壓台54，使被承載於該推壓台54的薄片狀電池1由上方朝向下方推壓的推壓板56，以及使該推壓板56可動於推壓方向的未圖示的推壓機構部。

推壓板56，是對薄片狀電池1例如從上方朝向下方是加壓力之用的板狀體。推壓板56，具有可推壓的平坦的推壓面，藉由前述推壓機構部由薄片狀電池1的上方朝向推壓台54，保持前述推壓面為水平同時移動往下方，推壓薄片狀電池1的上面。在此，推壓板56，為了使正極端子板522及負極端子板521與薄片狀電池1之接觸性保持良好，具有推壓薄片狀電池1的上面全體的推壓面，但至 少具有推壓正極端子板522及負極端子板521的導電部，與薄片狀電池1的正極層2、負極層3接觸的區域(亦即薄片狀電池1的上面的一部分區域)的推壓面者亦可。

推壓台54，載置薄片狀電池1。推壓台54，設於推壓板56的推壓方向的下側。推壓台54，具有與推壓板56的推壓面對向的平坦的載置面，從下面支撐藉由推壓板56推壓的載置面上的薄片狀電池1。前述載置面，支撐薄片狀電池1的下面全體，但至少也支撐著正極端子板522及負極端子板521之導電性構件，與蛇腹狀的薄片狀電池1的電極層接觸的區域(亦即薄片狀電池1的下面的一部分區域)。藉此，可以施加把被折疊的薄片狀電池1，以推壓板56與推壓台54夾入的壓力。

又，藉由推壓部51推壓的折疊的薄片狀電池1，直接載置於推壓台54的載置面亦可，如稍後所述以載置於承載盤101的狀態載置亦可。

此外，在此實施型態，例示在固定了推壓台54的狀態，使推壓板56由上方往下方移動進行推壓的場合，但不以此為限。總之，只要可以由兩面夾住被折疊的薄片狀電池1施加壓力即可。例如，亦可固定推壓板56而由下方往上方推壓推壓台54進行推壓。此外，推壓台54及推壓板56為可動式，推壓台54由下方往上方移動，而且推壓板56由上方往下方移動者亦可。

於圖14，被折疊的薄片狀電池1為蛇腹狀，被折入其內側的部分之間隙，被插入正極端子板522及負極 端子板521。總之，以薄片狀電池1的正極層2成為內側的方式折入的部分，被插入作為正極端子的正極端子板522。此外，以薄片狀電池1的負極層3成為內側的方式折入的部分，被插入作為負極端子的負極端子板521。

電池試驗機106，把接觸於薄片狀電池1的正極端子板522及負極端子板521作為電氣連接用的電極端子進行連接，進行供試驗之電力供給(例如，施加電壓，或流通以電流)。正極端子板522，透過電線被連接於電池試驗機55的正極側端子55a。此外，負極端子板521，透過電線被連接於電池試驗機55的負極側端子55b。

又，電池試驗機55，除了對正極端子板522與負極端子板521之間施加電壓，或流通以電流的機能以外，亦可具有測定正極端子板522與負極端子板521之間的電流或電壓等電氣特性的機能。

電池試驗機106，亦可具有判斷被測定的電氣特性是否在預先被登錄的容許範圍內，而進行該測定處所的電池為正常還是異常的判定之機能。

異常處所(試驗體)，是藉由特定出該被判定為異常的測定值被測定的正極端子板522與負極端子板521，或者是正極端子板522被特定出而判斷的。

電池試驗機106，把被折疊的薄片狀電池之相鄰的折線之間或者位在薄片狀電池1的端邊與其相鄰的折線之間的小電池10視為1個試驗體的場合，可以對複數小電池10同時並聯地進行試驗。

進而，電池試驗機106，可以並聯地試驗複數小電池10，所以同時進行試驗的複數小電池10之中，在某一個小電池10有缺陷的場合，可以個別地遮斷由該產生缺陷的小電池10往試驗體之電氣供給。

更具體地說，如圖15所例示的，複數小電池10之中，有缺陷的小電池10之間，替代正極端子板522或負極端子板521，插入絕緣體60。藉此，可以使產生缺陷的試驗體之小電池10以絕緣體60絕緣，使除此以外的小電池10(沒有產生缺陷的試驗體)之電池的試驗繼續進行，所以可謀求試驗的效率化。

試驗結束後，薄片狀電池1，被拔掉正極端子板522、負極端子板521、絕緣體60，維持蛇腹狀移到下一步驟，或者被保管。

又，在試驗步驟被檢測到異常的部份的電池(例如被夾在檢測到異常的正極端子板522與負極端子板521之試驗體)，在其後的步驟可以修補該部分，或者去除掉。

(C-2)修理方法

圖16係顯示劃線正極層2分割為複數小電池10的薄片狀電池1之缺陷處所(或異常處所)之圖。於圖16，由右邊算起第2個小電池10為具有缺陷處所70者。此缺陷處所70的檢測方法，可以在前述之電池的試驗方法之試驗步驟，例如特定出電氣短路的缺陷處所，或者使用外觀目視 或CCD攝影機等來特定缺陷處所。

於電池的試驗步驟，如圖16所示，在小電池10確認了缺陷處所70的話，如圖17所示，使用與電擊層(正極層2、負極層3)之劃線方法同樣的劃線方法，劃線該缺陷處所，可以修復缺陷處所70或者使其惰性化。

更具體地說，如圖18(A)所示，假設在正極層2與負極層3之間的充電層6具有缺陷處所70。此時，劃線缺陷處所70的位置的電極層(正極層2或負極層3)，部分除去正極層2或負極層3。如此，如圖18(B)所示，因為與缺陷處所70接觸的正極層2或負極層3被除去，所以可避免對缺陷處所70的電池性能等造成的不良影響。

此外，如圖18(C)所示，在圖18(B)劃線除去正極層2或負極層3後，將該除去的部分，以與正極層2或負極層3相同材質的電極，進行遮罩80，能夠以該遮罩80覆蓋劃線處所。藉此，可以進行發現了缺陷處所70的薄片狀電池1的修復。

Claims (16)

1. 一種薄片狀二次電池，係於正極層及負極層之間具有充電層；其特徵為具有：被成層於前述充電層之一方之面的前述正極層，與被成層於另一方之面的前述負極層之中，某一方或雙方在膜厚方向被除去而形成的複數溝部，以及藉由前述複數溝部區分的複數小電池；前述各溝部的膜厚方向的長度，比前述正極層或前述負極層之膜厚長度更長，前述各溝部的底部達到前述充電層。
2. 如申請專利範圍第1項之薄片狀二次電池，其中前述正極層或前述負極層之前述各溝部的開口部的寬幅長，比到達前述充電層的前述各溝部的底部的寬幅長更長。
3. 如申請專利範圍第1項之薄片狀二次電池，其中前述各溝部，成為折疊該薄片狀二次電池時之折疊部。
4. 如申請專利範圍第1項之薄片狀二次電池，其中作為前述正極層的溝部之正極層溝部，與作為前述負極層的溝部之負極層溝部，跨該薄片狀電池的長邊方向，以前述充電層為基準交互被形成於非對向位置；前述正極層溝部與前述負極層溝部，成為折疊該薄片狀電池時之折疊部。
5. 如申請專利範圍第1項之薄片狀二次電池，其中具備被形成於前述複數之溝部的各個的底面上之凸部，前述凸部成為折疊該薄片狀電池時之折疊部。
6. 如申請專利範圍第1項之薄片狀二次電池，其中前述複數小電池之中，於具有缺陷處所的小電池，具有對應於前述缺陷處所的前述正極層或前述負極層的區域被除去之除去區域。
7. 如申請專利範圍第1項之薄片狀二次電池，其中前述複數小電池之中，於具有缺陷處所的小電池，具有對應於前述缺陷處所的前述正極層或前述負極層的區域被除去之除去區域，與遮罩前述除去區域之遮罩部。
8. 如申請專利範圍第1項之薄片狀二次電池，其中具有絕緣部，其係前述複數小電池之中，以包含缺陷處所的小電池不成為試驗對象的方式，絕緣包含前述缺陷處所的小電池。
9. 一種薄片狀二次電池之製造方法，係於正極層及負極層之間具有充電層；其特徵為具有：於前述充電層之一方之面成層前述正極層，於前述充電層之另一方之面成層前述負極層之步驟，以及在膜厚方向除去被成層於前述充電層的前述正極層與前述負極層之中的某一方或雙方，形成複數溝部的溝部形成步驟；前述溝部形成步驟，以比前述正極層或前述負極層之膜厚長度更長，而各溝部的底部達到前述充電層的方式，藉由除去前述正極層或前述負極層，形成前述各溝部。
10. 如申請專利範圍第9項之薄片狀二次電池之製造方法，其中前述溝部形成步驟，使前述正極層或前述負極層之前述各溝部的開口部的寬幅長，比到達前述充電層的前述各溝部的底部的寬幅長更長，而形成前述各溝部。
11. 如申請專利範圍第9項之薄片狀二次電池之製造方法，其中進而具有把藉由前述溝部形成步驟形成的前述各溝部作為折疊部，折疊前述薄片狀二次電池的折疊步驟。
12. 如申請專利範圍第9項之薄片狀二次電池之製造方法，其中前述溝部形成步驟，具有：於前述正極層的膜厚方向除去前述正極層形成複數正極層溝部的步驟，跨該薄片狀二次電池之長邊方向，以前述充電層為基準，在成為與前述複數溝部之分別的位置為非對向位置的位置，於前述負極層的膜厚方向除去前述負極層形成複數負極層溝部的步驟；具有把前述正極層溝部與前述負極層溝部分別作為折疊部，以前述正極層與前述負極層交互成為內側的方式，進行該薄片狀二次電池的交互折疊之折疊步驟。
13. 如申請專利範圍第9項之薄片狀二次電池之製造方法，其中前述溝部形成步驟，於各溝部的中央部分以被形成凸部的方式於膜厚方向除去前述正極層與前述負極層之中之某一方或雙方；具有把被形成於前述複數溝部的前述凸部作為折疊部，折疊前述薄片狀二次電池的折疊步驟。
14. 如申請專利範圍第9項之薄片狀二次電池之製造方法，其中具有在以前述溝部區分的複數小電池之中，特定出對應於具有缺陷處所的小電池之前述缺陷處所的前述正極層或前述負極層的區域之特定除去區域步驟。
15. 如申請專利範圍第14項之薄片狀二次電池之製造方法，其中具有遮罩藉由前述特定除去區域步驟所特定的前述除去區域之遮罩步驟。
16. 如申請專利範圍第9項之薄片狀二次電池之製造方法，其中具有：把該薄片狀二次電池交互折疊，於該折疊的部分夾入電極端子進行薄片狀二次電池之試驗的步驟，及以前述複數溝部區分的複數小電池之中，以包含缺陷處所的小電池不成為試驗對象的方式，絕緣包含前述缺陷處所的電池之絕緣步驟。