(57)【要約】【課題】固体電解質を備える薄膜型のリチウムイオン二次電池の構成の簡易化を図る。【解決手段】リチウムイオン二次電池１は、金属製の基板５および基板５の表面に形成された電池部１０を含む電池ユニット５０と、電池部１０を内部に収容する外装部３０とを備えている。外装部３０は、金属層３１３および熱融着性樹脂層３１５を含む積層フィルム３１によって構成されるとともに、金属層３１３は電池部１０の負極集電体層１４と接続されており、基板５が電池部１０の正の外部電極として、金属層３１３が電池部１０の負の外部電極として、それぞれ機能する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を有する基板と、
前記基板の一方の面に積層され、第１極性にてリチウムイオンを吸蔵および放出する第１極層と、当該第１極層に積層され、リチウムイオン伝導性を示す無機固体電解質を有する固体電解質層と、当該固体電解質層に積層され、当該第１極性とは逆の第２極性にてリチウムイオンを吸蔵および放出する第２極層とを備える電池部と、
金属層と、当該金属層の一方の面に当該金属層の一部が露出する露出部が形成されるように当該金属層に積層される樹脂層とを備え、当該露出部にて当該金属層が前記第２極層と電気的に接続されるとともに、当該金属層が前記基板と電気的に絶縁された状態で、前記電池部を封止する積層フィルムと
を含むリチウムイオン二次電池。
【請求項２】
前記電池部は、前記基板の他方の面に積層され、前記第１極性にてリチウムイオンを吸蔵および放出する他の第１極層と、当該他の第１極層に積層され、リチウムイオン伝導性を示す無機固体電解質を有する他の固体電解質層と、当該他の固体電解質層に積層され、前記第２極性にてリチウムイオンを吸蔵および放出する他の第２極層とをさらに備え、
前記積層フィルムにはさらに他の露出部が形成され、当該他の露出部にて前記金属層が前記他の第２極層と電気的に接続されること
を特徴とする請求項１記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項３】
前記樹脂層が内側となるように折り曲げられた前記積層フィルムの当該内側に前記電池部が配置されており、
前記樹脂層が融着されることで前記電池部を封止していることを特徴とする請求項１または２記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項４】
前記基板の一部が、前記積層フィルムに覆われることなく露出していることを特徴とする請求項３記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項５】
前記電池部に設けられた前記第２極層と、前記積層フィルムの前記露出部に露出する前記金属層とが、直接に接触していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項６】
基板の一方の面に、第１極性にてリチウムイオンを吸蔵および放出する第１極層を成膜する工程と、
前記第１極層に、リチウムイオン伝導性を示す無機固体電解質を有する固体電解質層を成膜する工程と、
前記固体電解質層に、前記第１極性とは逆の第２極性にてリチウムイオンを吸蔵および放出する第２極層を成膜する工程と、
金属層と、当該金属層の一方の面に当該金属層の一部が露出する露出部が形成されるように当該金属層に積層される樹脂層とを備えた積層フィルムを、当該露出部に露出する金属層が前記第２極層と対峙するように配置した状態で、当該樹脂層を融着して前記第１極層、前記固体電解質層および当該第２極層を封止する工程と
を含むリチウムイオン二次電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン二次電池、リチウムイオン二次電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
正極活物質を含む正極と、負極活物質を含む負極と、リチウムイオン伝導性を有し且つ正極と負極との間に介在する電解質とを含み、充放電が可能な電池部と、電池部を内部に収容することで電池部を外気等から封止する外装部とを備えたリチウムイオン二次電池が知られている。
【０００３】
リチウムイオン二次電池の外装部には、気体、液体および固体に対する高いバリア性が要求される。特許文献１には、金属箔層と熱融着性樹脂層とを積層してなるラミネート外装材を用い、熱融着フィルム同士を熱融着することで外装部を構成することが記載されている。
【０００４】
また、電池部を構成する電解質としては、従来から有機電解液等が用いられてきた。これに対し、特許文献２には、電解質として無機材料からなる固体電解質を用いるとともに、負極、固体電解質および正極をすべて薄膜で構成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−１２９０９１号公報
【特許文献２】特開２０１３−７３８４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、薄膜型の電池部と、電池部を内部に収容する外装部とを用いてリチウムイオン二次電池を構成する場合、外装部や電池部の形成対象となる基板とは別に、電池部のための正負電極（タブ電極）を設ける必要があった。
本発明は、固体電解質を備える薄膜型のリチウムイオン二次電池の構成の簡易化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明が適用されるリチウムイオン二次電池は、導電性を有する基板と、前記基板の一方の面に積層され、第１極性にてリチウムイオンを吸蔵および放出する第１極層と、当該第１極層に積層され、リチウムイオン伝導性を示す無機固体電解質を有する固体電解質層と、当該固体電解質層に積層され、当該第１極性とは逆の第２極性にてリチウムイオンを吸蔵および放出する第２極層とを備える電池部と、金属層と、当該金属層の一方の面に当該金属層の一部が露出する露出部が形成されるように当該金属層に積層される樹脂層とを備え、当該露出部にて当該金属層が前記第２極層と電気的に接続されるとともに、当該金属層が前記基板と電気的に絶縁された状態で、前記電池部を封止する積層フィルムとを含んでいる。
このようなリチウムイオン二次電池において、前記電池部は、前記基板の他方の面に積層され、前記第１極性にてリチウムイオンを吸蔵および放出する他の第１極層と、当該他の第１極層に積層され、リチウムイオン伝導性を示す無機固体電解質を有する他の固体電解質層と、当該他の固体電解質層に積層され、前記第２極性にてリチウムイオンを吸蔵および放出する他の第２極層とをさらに備え、前記積層フィルムにはさらに他の露出部が形成され、当該他の露出部にて前記金属層が前記他の第２極層と電気的に接続されることを特徴とすることができる。
また、前記樹脂層が内側となるように折り曲げられた前記積層フィルムの当該内側に前記電池部が配置されており、前記樹脂層が融着されることで前記電池部を封止していることを特徴とすることができる。
さらに、前記基板の一部が、前記積層フィルムに覆われることなく露出していることを特徴とすることができる。
さらにまた、前記電池部に設けられた前記第２極層と、前記積層フィルムの前記露出部に露出する前記金属層とが、直接に接触していることを特徴とすることができる。
また、他の観点から捉えると、本発明のリチウムイオン二次電池の製造方法は、基板の一方の面に、第１極性にてリチウムイオンを吸蔵および放出する第１極層を成膜する工程と、前記第１極層に、リチウムイオン伝導性を示す無機固体電解質を有する固体電解質層を成膜する工程と、前記固体電解質層に、前記第１極性とは逆の第２極性にてリチウムイオンを吸蔵および放出する第２極層を成膜する工程と、金属層と、当該金属層の一方の面に当該金属層の一部が露出する露出部が形成されるように当該金属層に積層される樹脂層とを備えた積層フィルムを、当該露出部に露出する金属層が前記第２極層と対峙するように配置した状態で、当該樹脂層を融着して前記第１極層、前記固体電解質層および当該第２極層を封止する工程とを含んでいる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、固体電解質を備える薄膜型のリチウムイオン二次電池の構成の簡易化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）、（ｂ）は、実施の形態１が適用されるリチウムイオン二次電池の全体構成を説明するための図である。
【図２】図１（ａ）のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、実施の形態１における電池ユニットの斜視図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、実施の形態１における積層フィルムの斜視図である。
【図５】リチウムイオン二次電池の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図６】（ａ）、（ｂ）は、実施の形態２が適用されるリチウムイオン二次電池の全体構成を説明するための図である。
【図７】図６（ａ）のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、実施の形態２における電池ユニットの斜視図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）は、実施の形態２における積層フィルムの斜視図である。
【図１０】実施の形態１の変形例を説明するための図であって、図１（ａ）のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図１１】（ａ）、（ｂ）は、実施の形態１の変形例における電池ユニットの斜視図である。
【図１２】実施の形態２の変形例を説明するための図であって、図６（ａ）のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。
【図１３】（ａ）、（ｂ）は、実施の形態２の変形例における電池ユニットの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で参照する図面における各部の大きさや厚さ等は、実際の寸法とは異なっている場合がある。
【００１１】
＜実施の形態１＞
［リチウムイオン二次電池の構成］
図１は、本実施の形態が適用されるリチウムイオン二次電池１の全体構成を説明するための図である。ここで、図１（ａ）はリチウムイオン二次電池１を正面（表面）からみた図であり、図１（ｂ）はリチウムイオン二次電池１を背面（裏面）からみた図である。
また、図２は図１（ａ）のＩＩ−ＩＩ断面図を示している。なお、図１（ａ）は、図２をＩＡ方向からみた図であり、図１（ｂ）は、図２をＩＢ方向からみた図である。
【００１２】
本実施の形態のリチウムイオン二次電池１は、リチウムイオンを用いた充電および放電を行う電池部１０を含む電池ユニット５０と、電池部１０を内部に収容することで電池部１０を外気等から封止する外装部３０とを備えている。本実施の形態のリチウムイオン二次電池１は、全体としてみたときに直方体状（実際にはカード状）の形状を呈している。
【００１３】
［電池ユニットの構成］
電池ユニット５０は、リチウムイオン二次電池１における一方の電極（ここでは正の電極）として機能する基板５と、基板５の一方の面（表面と称する）に設けられる電池部１０とを備えている。本実施の形態では、後述するように、電池部１０を、基板５の表面にスパッタ法によって形成しているため、電池ユニット５０は、基板５と電池部１０とを一体化した構造となっている。
【００１４】
図３は、本実施の形態における電池ユニット５０の構成を説明するための図であり、（ａ）は正面側（図２においては上側）からみた斜視図を、（ｂ）は背面側（図２においては下側）からみた斜視図を、それぞれ示している。以下では、図１および図２に加えて図３も参照しながら、電池ユニット５０の構成を説明する。
【００１５】
［基板］
基板５は、導電性を有する薄板状の部材であって、スパッタ法による成膜に適したものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、各種金属板を用いることができる。ただし、基板５がスパッタ法による電池部１０の形成に用いられることを考慮すると、機械的強度が高いステンレス箔を用いることが好ましい。また、ニッケル、錫、銅、クロム等の導電性金属でめっきした金属箔を用いてもよい。本実施の形態では、基板５として、ステンレス箔を用いた。
【００１６】
基板５の厚さは、２０μｍ以上２００μｍ以下とすることができる。基板５の厚さが２０μｍ未満であると、金属箔を製造する際の圧延時や熱封止時にピンホールや破れが生じやすく、また、正の電極として用いる場合の電気抵抗値が高くなってしまう。一方、基板５の厚さが２００μｍを超えると、電池の厚さおよび重量の増加により体積エネルギー密度および重量エネルギー密度が低下する。また、電池の柔軟性が低下する。本実施の形態では、基板５の厚さを３０μｍとした。
【００１７】
［電池部］
電池部１０は、基板５の表面（図２においては上側）に積層される正極層１１と、正極層１１上に積層される固体電解質層１２と、固体電解質層１２上に積層される負極層１３と、負極層１３上に積層される負極集電体層１４とを有している。ここで、電池部１０の一方の端部（図２においては下側）に位置する正極層１１は、基板５の表面と接触している。これに対し、電池部１０の他方の端部（図２においては上側）に位置する負極集電体層１４は、後述する積層フィルム３１に設けられた金属層３１３と接触している。
【００１８】
電池部１０の各構成要素について、より詳細な説明を行う。
（正極層）
第１極層の一例としての正極層１１は、固体薄膜であって、第１極性の一例としての正極性にてリチウムイオンを吸蔵および放出する正極活物質を含むものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、マンガン（Ｍｎ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、モリブデン（Ｍｏ）、バナジウム（Ｖ）から選ばれる一種以上の金属を含む、酸化物、硫化物あるいはリン酸化物など、各種材料で構成されたものを用いることができる。本実施の形態では、正極層１１としてＬｉ２Ｍｎ２Ｏ４を用いた。
【００１９】
正極層１１の厚さは、例えば１０ｎｍ以上４０μｍ以下とすることができる。正極層１１の厚さが１０ｎｍ未満であると、得られる電池部１０の容量が小さくなりすぎ、実用的ではなくなる。一方、正極層１１の厚さが４０μｍを超えると、層形成に時間がかかりすぎるようになってしまい、生産性が低下する。本実施の形態では、正極層１１の厚さを６００ｎｍとした。
【００２０】
また、正極層１１は、結晶構造を持つものであっても、結晶構造を持たないアモルファスであってもかまわないが、リチウムイオンの吸蔵および放出に伴う膨張および収縮がより等方的になるという点で、アモルファスであることが好ましい。
【００２１】
さらに、正極層１１の製造方法としては、各種ＰＶＤ（物理的蒸着）や各種ＣＶＤ（化学的蒸着）など、公知の成膜手法を用いてかまわないが、生産効率の観点からすれば、スパッタ法（スパッタリング）を用いることが望ましい。この場合、正極層１１を形成する際に使用するスパッタターゲットに応じて、ＤＣスパッタ法を採用してもよいし、ＲＦスパッタ法を採用してもよい。ただし、正極層１１として上記Ｌｉ２Ｍｎ２Ｏ４を用いる場合にあっては、ＲＦスパッタ法を採用することが好ましい。
【００２２】
（固体電解質層）
固体電解質層１２は、無機材料（無機固体電解質）で構成された固体薄膜であって、リチウムイオン伝導性を示すものであれば、特に限定されるものではなく、酸化物、窒化物、硫化物など、各種材料で構成されたものを用いることができる。本実施の形態では、固体電解質層１２として、Ｌｉ３ＰＯ４における酸素の一部を窒素に置き換えたＬｉＰＯＮ（ＬｉｘＰＯｙＮｚ）を用いた。
【００２３】
固体電解質層１２の厚さは、例えば１０ｎｍ以上１０μｍ以下とすることができる。固体電解質層１２の厚さが１０ｎｍ未満であると、得られた電池部１０において、正極層１１と負極層１３との間でのリークが生じやすくなる。一方、固体電解質層１２の厚さが１０μｍを超えると、リチウムイオンの移動距離が長くなり、充放電速度が遅くなる。本実施の形態では、固体電解質層１２の厚さを２００ｎｍとした。
【００２４】
また、固体電解質層１２は、結晶構造を持つものであっても、結晶構造を持たないアモルファスであってもかまわないが、熱による膨張および収縮がより等方的になるという点で、アモルファスであることが好ましい。
【００２５】
さらに、固体電解質層１２の製造方法としては、各種ＰＶＤ（物理的蒸着）や各種ＣＶＤ（化学的蒸着）など、公知の成膜手法を用いてかまわないが、生産効率の観点からすれば、スパッタ法（スパッタリング）を用いることが望ましい。この場合、固体電解質層１２を形成する際に使用するスパッタターゲットには絶縁体が多いことから、ＲＦスパッタ法を採用することが好ましい。
【００２６】
（負極層）
第２極層の一例としての負極層１３は、固体薄膜であって、第２極性の一例としての負極性にてリチウムイオンを吸蔵および放出する負極活物質を含むものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、炭素（Ｃ）やシリコン（Ｓｉ）を用いることができる。本実施の形態では、負極層１３として、ホウ素（Ｂ）が添加されたシリコン（Ｓｉ）を用いた。
【００２７】
負極層１３の厚さは、例えば１０ｎｍ以上４０μｍ以下とすることができる。負極層１３の厚さが１０ｎｍ未満であると、得られる電池部１０の容量が小さくなりすぎ、実用的ではなくなる。一方、負極層１３の厚さが４０μｍを超えると、層形成に時間がかかりすぎるようになってしまい、生産性が低下する。本実施の形態では、負極層１３の厚さを１００ｎｍとした。
【００２８】
また、負極層１３は、結晶構造を持つものであっても、結晶構造を持たないアモルファスであってもかまわないが、リチウムイオンの吸蔵および放出に伴う膨張および収縮がより等方的になるという点で、アモルファスであることが好ましい。
【００２９】
さらに、負極層１３の製造方法としては、各種ＰＶＤ（物理的蒸着）や各種ＣＶＤ（化学的蒸着）など、公知の成膜手法を用いてかまわないが、生産効率の観点からすれば、スパッタ法（スパッタリング）を用いることが望ましい。この場合、負極層１３を形成するためのスパッタターゲットには半導体が多いことから、ＤＣスパッタ法を採用することが好ましい。
【００３０】
（負極集電体層）
負極集電体層１４は、固体薄膜であって、電子伝導性を有するものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）などの金属や、これらの合金を含む導電性材料を用いることができる。本実施の形態では、負極集電体層１４としてチタン（Ｔｉ）を用いた。
【００３１】
負極集電体層１４の厚さは、例えば５ｎｍ以上５０μｍ以下とすることができる。負極集電体層１４の厚さが５ｎｍ未満であると、集電機能が低下し、実用的ではなくなる。一方、負極集電体層１４の厚さが５０μｍを超えると、層形成に時間がかかりすぎるようになってしまい、生産性が低下する。本実施の形態では、負極集電体層１４の厚さを２００ｎｍとした。
【００３２】
また、負極集電体層１４の製造方法としては、各種ＰＶＤ（物理的蒸着）や各種ＣＶＤ（化学的蒸着）など、公知の成膜手法を用いてかまわないが、生産効率の観点からすれば、スパッタ法（スパッタリング）を用いることが望ましい。この場合、負極集電体層１４を形成するためのスパッタターゲットは金属（Ｔｉ）であることから、ＤＣスパッタ法を採用することが好ましい。
【００３３】
［外装部の構成］
続いて、外装部３０の構成について説明を行う。
外装部３０は、複数の層を積層してなる積層フィルム３１と、積層フィルム３１と電池ユニット５０（より具体的には基板５）とを熱融着するための熱融着フィルム３３とを有している。そして、外装部３０は、この積層フィルム３１を２つ折りし、その内側に電池ユニット５０を配置した状態で、積層フィルム３１および熱融着フィルム３３を、電池部１０の周囲の全周にわたって熱融着することで、電池部１０を封止している。ただし、外装部３０は、電池ユニット５０における基板５の一端を外部に露出させた状態で、電池部１０を封止している。
【００３４】
［積層フィルム］
図４は、本実施の形態における積層フィルム３１の構成を説明するための図であり、（ａ）は積層フィルム３１を２つ折りしたときに内側となる部位の斜視図を、（ｂ）は積層フィルム３１を２つ折りしたときに外側となる部位の斜視図を、それぞれ示している。以下では、図１乃至図３に加えて図４も参照しながら、積層フィルム３１の構成を説明する。
【００３５】
積層フィルム３１は、耐熱性樹脂層３１１と、外側接着層３１２と、金属層３１３と、内側接着層３１４と、熱融着性樹脂層３１５とを、この順でフィルム状に積層して構成されている。すなわち、積層フィルム３１は、耐熱性樹脂層３１１と金属層３１３と熱融着性樹脂層３１５とを、外側接着層３１２および内側接着層３１４を介して貼り合わせることで構成されている。
【００３６】
また、積層フィルム３１における熱融着性樹脂層３１５の形成面側（外装部３０において内側）には、熱融着性樹脂層３１５および内側接着層３１４が存在しないことで金属層３１３の一方の面（内側の面）が一部露出する、露出部の一例としての内側露出部３１６が設けられている。ここで、内側露出部３１６は、電池ユニット５０の電池部１０を収容するための部位となる。
【００３７】
さらに、積層フィルム３１における耐熱性樹脂層３１１の形成面側（外装部３０において外側）には、外側接着層３１２および耐熱性樹脂層３１１が存在しないことで金属層３１３の他方の面（外側の面）が一部露出する、外側露出部３１７が設けられている。
【００３８】
次に、積層フィルム３１の各構成要素について、より詳細な説明を行う。
（耐熱性樹脂層）
耐熱性樹脂層３１１は、外装部３０における最外層であり、外部からの突き刺しや摩耗などに対する耐性が高く、且つ、熱融着性樹脂層３１５を熱融着する際の融着温度では溶融しない耐熱性樹脂が用いられる。ここで、耐熱性樹脂層３１１としては、熱融着性樹脂層３１５を構成する熱融着性樹脂の融点より１０℃以上融点が高い耐熱性樹脂を用いるのが好ましく、この熱融着性樹脂の融点より２０℃以上融点が高い耐熱性樹脂を用いるのが特に好ましい。また、本実施の形態では、後述するように、金属層３１３が電池部１０の負の電極を兼ねることから、安全性の観点より、耐熱性樹脂層３１１として電気抵抗値の高い絶縁性樹脂が用いられる。
【００３９】
耐熱性樹脂層３１１としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリアミドフィルム、ポリエステルフィルム等が挙げられ、これらの延伸フィルムが好ましく用いられる。中でも、成形性および強度の点で、二軸延伸ポリアミドフィルムまたは二軸延伸ポリエステルフィルム、あるいはこれらを含む複層フィルムが特に好ましく、さらに二軸延伸ポリアミドフィルムと二軸延伸ポリエステルフィルムとが貼り合わされた複層フィルムを用いることが好ましい。ポリアミドフィルムとしては、特に限定されるものではないが、例えば、６−ポリアミドフィルム、６，６−ポリアミドフィルム、ＭＸＤポリアミドフィルム等が挙げられる。また、二軸延伸ポリエステルフィルムとしては、二軸延伸ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）フィルム、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等が挙げられる。本実施の形態では、耐熱性樹脂層３１１としてナイロンフィルム（融点：２２０℃）を用いた。
【００４０】
耐熱性樹脂層３１１の厚さは、９μｍ以上５０μｍとすることができる。耐熱性樹脂層３１１の厚さが９μｍ未満であると、電池部１０の外装部３０として十分な強度を確保することが困難となる。一方、耐熱性樹脂層３１１の厚さが５０μｍを超えると、電池が厚くなるため好ましくない。また、製造コストが高くなる。本実施の形態では、耐熱性樹脂層３１１の厚さを２５μｍとした。
【００４１】
（外側接着層）
外側接着層３１２は、耐熱性樹脂層３１１と金属層３１３とを接着するための層である。外側接着層３１２としては、例えば、主剤としてのポリエステル樹脂と硬化剤としての多官能イソシアネート化合物とによる二液硬化型ポリエステル−ウレタン系樹脂、あるいは、ポリエーテル−ウレタン系樹脂を含む接着剤を用いることが好ましい。本実施の形態では、外側接着層３１２として二液硬化型ポリエステル−ウレタン系接着剤を用いた。
【００４２】
（金属層）
金属層３１３は、積層フィルム３１を用いて外装部３０を構成した場合に、外装部３０の外部から、その内部に配置された電池部１０に、酸素や水分等の侵入を阻止（バリア）する役割を担う層である。また、金属層３１３は、後述するように、電池部１０の負の内部電極としての役割と、外部に設けられた負荷（図示せず）と電気的に接続される負の外部電極としての役割とをさらに担う。このため、金属層３１３には、導電性を有する金属箔を用いる。
【００４３】
金属層３１３としては、特に限定されるものではないが、例えば、アルミニウム箔、銅箔、ニッケル箔、ステンレス箔、あるいはこれのクラッド箔、これらの焼鈍箔または未焼鈍箔等が好ましく用いられる。また、ニッケル、錫、銅、クロム等の導電性金属でめっきした金属箔を用いてもよい。本実施の形態では、金属層３１３として、ＪＩＳ  Ｈ４１６０で規定されたＡ８０２１Ｈ−Ｏ材からなるアルミニウム箔を用いた。
【００４４】
金属層３１３の厚さは、２０μｍ以上２００μｍ以下とすることができる。金属層３１３の厚さが２０μｍ未満であると、金属箔を製造する際の圧延時や熱封止時にピンホールや破れが生じやすく、また、電極として用いる場合の電気抵抗値が高くなってしまう。一方、金属層３１３の厚さが２００μｍを超えると、積層フィルム３１を２つ折りする際に折り返し部分に隙間ができやすくなる。また、熱融着の際に熱が分散して熱融着が不完全になる可能性がある。本実施の形態では、金属層３１３の厚さを４０μｍとした。
【００４５】
（内側接着層）
内側接着層３１４は、金属層３１３と熱融着性樹脂層３１５とを接着するための層である。内側接着層３１４としては、例えば、ポリウレタン系接着剤、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤、ポリオレフィン系接着剤、エラストマー系接着剤、フッ素系接着剤等により形成された接着剤を用いることが好ましい。中でも、アクリル系接着剤、ポリオレフィン系接着剤を用いるのが好ましく、この場合には、水蒸気に対する積層フィルム３１のバリア性を向上させることができる。また、酸変成したポリプロピレンやポリエチレン等の接着剤を使用することが好ましい。本実施の形態では、内側接着層３１４として、酸変性ポリプロピレン系接着剤を用いた。
【００４６】
（熱融着性樹脂層）
樹脂層の一例としての熱融着性樹脂層３１５は、外装部３０における最内層であり、電池部１０の各層を構成する材料に対する耐性が高く、且つ、上記融着温度で溶融し、熱融着フィルム３３と融着する熱可塑性樹脂が用いられる。また、本実施の形態では、上述したように、金属層３１３が電池部１０の負の電極を兼ねることから、安全性の観点より、熱融着性樹脂層３１５として電気抵抗値の高い絶縁性樹脂が用いられる。
【００４７】
熱融着性樹脂層３１５としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、オレフィン系共重合体、これらの酸変性物およびアイオノマー等が好ましく用いられる。ここで、オレフィン系共重合体としては、ＥＶＡ（エチレン・酢酸ビニル共重合体）、ＥＡＡ（エチレン・アクリル酸共重合体）、ＥＭＡＡ（エチレン・メタアクリル酸共重合体）を例示できる。また、耐熱性樹脂層３１１との融点の関係を満足できるのであれば、ポリアミドフィルム（例えば１２ナイロン）やポリイミドフィルムを使用することもできる。本実施の形態では、熱融着性樹脂層３１５として無軸延伸ポリプロピレンフィルム（融点：１６５℃）を用いた。
【００４８】
熱融着性樹脂層３１５の厚さは、２０μｍ以上８０μｍ以下とすることができる。熱融着性樹脂層３１５の厚さが２０μｍ未満であると、ピンホールが生じやすくなる。一方、熱融着性樹脂層３１５の厚さが８０μｍを超えると、電池が厚くなるため好ましくない。また、断熱性が高まるため熱融着が不完全になる可能性がある。本実施の形態では、熱融着性樹脂層３１５の厚さを３０μｍとした。
【００４９】
［熱融着フィルム］
熱融着フィルム３３は、基板５と、積層フィルム３１における熱融着性樹脂層３１５とを熱融着するための層（フィルム）である。熱融着フィルムとしては、例えば、酸変性したオレフィン系のフィルム等を用いることが好ましく、特に、金属との接着性の高い無水マレイン酸変性ポリプロピレン製のフィルム（厚さ５０〜１５０μｍ）を使用することが好ましい。
【００５０】
［リチウムイオン二次電池における電気的な接続構造］
ここで、本実施の形態のリチウムイオン二次電池１における電気的な接続構造について説明しておく。
まず、電池部１０では、正極層１１、固体電解質層１２、負極層１３および負極集電体層１４が、この順番で電気的に接続される。また、電池ユニット５０では、基板５と電池部１０の正極層１１とが、電気的に接続される。ここで、基板５の一端側は、外装部３０に覆われることなく外部に露出しており、この部位は、正極として、外部に設けられた負荷（図示せず）と電気的に接続することが可能である。
【００５１】
電池部１０の負極集電体層１４は、積層フィルム３１に設けられた金属層３１３の一方の面（内側の面）のうち、内側露出部３１６に露出する部位と電気的に接続される。そして、積層フィルム３１に設けられた金属層３１３の他方の面（外側の面）の一部は、外側露出部３１７において外部に露出しており、この部位は、負極として、外部に設けられた負荷（図示せず）と電気的に接続することが可能である。
【００５２】
したがって、この例では、基板５が、リチウムイオン二次電池１の正極となり、積層フィルム３１に設けられた金属層３１３が、リチウムイオン二次電池１の負極となる。ここで、正極側となる基板５と、負極側となる金属層３１３とは、積層フィルム３１に設けられた熱融着性樹脂層３１５と、熱融着フィルム３３とによって、電気的に絶縁されている。
【００５３】
［リチウムイオン二次電池の製造方法］
図５は、図１等に示すリチウムイオン二次電池１の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【００５４】
（電池ユニット形成工程）
まず、基板５の表面に電池部１０を形成する（ステップ１０）。すなわち、基板５の表面に、正極層１１、固体電解質層１２、負極層１３および負極集電体層１４をこの順で形成することで、基板５と電池部１０とを含む電池ユニット５０を得る。なお、ステップ１０の詳細については後述する。
【００５５】
（熱融着フィルム取付工程）
次に、ステップ１０で得られた電池ユニット５０のうち、後に、基板５が外装部３０によって覆われる部位と覆われない部位との境界となる部位に対し、基板５の全周にわたって熱融着フィルム３３を取り付ける（ステップ２０）。
【００５６】
（積層フィルム露出部形成工程）
続いて、耐熱性樹脂層３１１と金属層３１３と熱融着性樹脂層３１５とを、外側接着層３１２および内側接着層３１４を介して貼り合わせてなる積層フィルム３１から、耐熱性樹脂層３１１、外側接着層３１２、内側接着層３１４および熱融着性樹脂層３１５の一部を除去する。これにより、積層フィルム３１に、内側露出部３１６および外側露出部３１７を形成する（ステップ３０）。
【００５７】
（融着工程）
次いで、例えばＮ２ガス等の不活性ガスが充填された作業ボックス内に、熱融着フィルム３３が取り付けられた電池ユニット５０と、積層フィルム３１とを導入する。そして、電池ユニット５０の電池部１０に設けられた負極集電体層１４と、積層フィルム３１に設けられた内側露出部３１６とを対峙させる。それから、電池ユニット５０が内部に位置するとともに、基板５の一端が外部に露出するように、積層フィルム３１を２つ折りする。
【００５８】
その後、作業ボックス内を負圧に設定した状態で、積層フィルム３１における熱融着性樹脂層３１５同士および熱融着性樹脂層３１５と電池ユニット５０に取り付けられた熱融着フィルム３３とを、電池部１０の周縁の外側全周にわたって、加圧および加熱しながら融着する（ステップ４０）。そして、熱融着性樹脂層３１５と熱融着フィルム３３とが熱融着されることにより、基板５および電池部１０と、電池部１０を封止する外装部３０とを含むリチウムイオン二次電池１が得られる。
【００５９】
このとき、電池ユニット５０では、基板５と電池部１０とが、スパッタ法による成膜により接合（一体化）した状態となっている。また、電池部１０の負極集電体層１４と、積層フィルム３１の金属層３１３とは、積層フィルム３１の熱融着性樹脂層３１５同士および熱融着性樹脂層３１５と熱融着フィルム３３とを負圧で熱融着することにより密着した状態となっている。
【００６０】
［電池ユニットの製造方法］
では、上記ステップ１０における電池ユニット５０の製造手順について、具体例を挙げて説明を行う。
【００６１】
（正極層の形成）
まず、基板５を、図示しないスパッタ装置の成膜室（チャンバ）内に設置した。このとき、基板５の表面が、スパッタリングターゲットに対向するようにした。チャンバ内に基板５を設置した後、５％のＯ２ガスを含むＡｒガスを導入してチャンバ内の圧力を０．８Ｐａとした。それから、Ｌｉ２Ｍｎ２Ｏ４なる組成を有するスパッタターゲットを用い、ＲＦスパッタ法により、基板５の表面に正極層１１の形成（成膜）を行った。このようにして得られた正極層１１の膜組成はＬｉ２Ｍｎ２Ｏ４であり、厚さは６００ｎｍであり、結晶構造はアモルファスであった。
【００６２】
（固体電解質層の形成）
次に、Ｎ２ガスを導入してチャンバ内の圧力を０．８Ｐａとした。それから、Ｌｉ３ＰＯ４なる組成を有するスパッタターゲットを用い、ＲＦスパッタ法により、正極層１１上に固体電解質層１２の形成（成膜）を行った。このようにして得られた固体電解質層１２の膜組成はＬｉＰＯＮであり、厚さは２００ｎｍであり、それぞれ結晶構造はアモルファスであった。
【００６３】
（負極層の形成）
続いて、Ａｒガスを導入してチャンバ内の圧力を０．８Ｐａとした。それから、ホウ素（Ｂ）をドープしたシリコン（Ｓｉ）からなるスパッタターゲット（Ｐ型のＳｉターゲット）を用い、ＤＣスパッタ法により、固体電解質層１２上に負極層１３の形成（成膜）を行った。このようにして得られた負極層１３の膜組成はＢがドープされたＳｉであり、厚さは１００ｎｍであり、結晶構造はアモルファスであった。
【００６４】
（負極集電体層の形成）
さらに、Ａｒガスを導入してチャンバ内の圧力を０．８Ｐａとした状態で、チタン（Ｔｉ）からなるスパッタターゲットを用い、ＤＣスパッタ法により、負極層１３上に負極集電体層１４の形成（成膜）を行った。このようにして得られた負極集電体層１４の膜組成はＴｉであり、厚さは２００ｎｍであった。
【００６５】
以上の手順にて、基板５の表面に電池部１０を形成してなる電池ユニット５０を得た。そして、得られた電池ユニット５０をチャンバ内から取り出した。
【００６６】
［実施の形態１のまとめ］
以上説明したように、本実施の形態によれば、金属製の基板５の表面に電池部１０を形成するとともに、電池部１０を外装部３０の内部に収容するようにした。また、本実施の形態では、電池部１０と外装部３０に設けられた金属層３１３とを電気的に接続するようにした。これにより、電池部１０に固体電解質層１２が設けられたリチウムイオン二次電池１の構成の簡易化を図ることができる。
【００６７】
＜実施の形態２＞
実施の形態１では、外装部３０内に単数（１個）の電池部１０を収容することで、リチウムイオン二次電池１を構成していた。これに対し、本実施の形態では、外装部３０内に複数の電池部を収容するとともに、基板５および外装部３０を用いてこれら複数の電池部を並列接続することで、より容量が大きいリチウムイオン二次電池１を構成するようにしたものである。なお、本実施の形態において、実施の形態１と同様のものについては、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００６８】
以下、本実施の形態では、電池部１０を第１電池部１０と呼ぶことにする。また、本実施の形態では、正極層１１、固体電解質層１２、負極層１３および負極集電体層１４を、それぞれ、第１正極層１１、第１固体電解質層１２、第１負極層１３および第１負極集電体層１４と呼ぶことにする。さらに、本実施の形態では、積層フィルム３１に設けられる内側露出部３１６を、第１内側露出部３１６と呼ぶことにする。
【００６９】
［リチウムイオン二次電池の構成］
図６は、本実施の形態が適用されるリチウムイオン二次電池１の全体構成を説明するための図である。ここで、図６（ａ）はリチウムイオン二次電池１を正面（表面）からみた図であり、図６（ｂ）はリチウムイオン二次電池１を背面（裏面）からみた図である。
また、図７は図６（ａ）のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図を示している。なお、図６（ａ）は、図７をＶＩＡ方向からみた図であり、図６（ｂ）は、図７をＶＩＢ方向からみた図である。
【００７０】
本実施の形態のリチウムイオン二次電池１は、リチウムイオンを用いた充電および放電を行う第１電池部１０および第２電池部２０を含む電池ユニット５０と、第１電池部１０および第２電池部２０を内部に収容することでこれら第１電池部１０および第２電池部２０を外気等から封止する外装部３０とを備えている。本実施の形態のリチウムイオン二次電池１は、全体としてみたときに直方体状（実際にはカード状）の形状を呈している。なお、本実施の形態では、第１電池部１０および第２電池部２０の両者が、「電池部」として機能している。
【００７１】
［電池ユニットの構成］
電池ユニット５０は、リチウムイオン二次電池１における一方の電極（ここでは正の電極）として機能する基板５と、基板５の一方の面（表面と称する）に設けられる第１電池部１０と、基板５の他方の面（裏面と称する）に設けられる第２電池部２０とを備えている。本実施の形態では、第１電池部１０および第２電池部２０を、基板５の表裏面にスパッタ法によって形成しているため、電池ユニット５０は、基板５と第１電池部１０と第２電池部２０とを一体化した構造となっている。
【００７２】
図８は、本実施の形態における電池ユニット５０の構成を説明するための図であり、（ａ）は正面側（図７においては上側）からみた斜視図を、（ｂ）は背面側（図７においては下側）からみた斜視図を、それぞれ示している。以下では、図６および図７に加えて図８も参照しながら、電池ユニット５０の構成を説明する。
【００７３】
［基板］
基板５は、導電性を有する薄板状の部材であって、スパッタ法による成膜に適したものであれば、特に限定されるものではない。
【００７４】
そして、基板５としては、実施の形態１のところで説明した材料を用いることができる。本実施の形態では、基板５として、厚さ３０μｍのステンレス箔を用いた。
【００７５】
［第１電池部］
第１電池部１０は、基板５の表面（図７においては上側）に積層される第１正極層１１と、第１正極層１１上に積層される第１固体電解質層１２と、第１固体電解質層１２上に積層される第１負極層１３と、第１負極層１３上に積層される第１負極集電体層１４とを有している。ここで、第１電池部１０の一方の端部（図７においては下側）に位置する第１正極層１１は、基板５の表面と接触している。これに対し、第１電池部１０の他方の端部（図７においては上側）に位置する第１負極集電体層１４は、積層フィルム３１に設けられた金属層３１３と接触している。
【００７６】
そして、第１電池部１０を構成する第１正極層１１、第１固体電解質層１２、第１負極層１３および第１負極集電体層１４としては、それぞれ、実施の形態１のところで説明した材料を用いることができる。本実施の形態では、第１正極層１１として厚さ６００ｎｍのＬｉ２Ｍｎ２Ｏ４（アモルファス）を、第１固体電解質層１２として厚さ２００ｎｍのＬｉＰＯＮ（ＬｉｘＰＯｙＮｚ）（アモルファス）を、第１負極層１３として厚さ１００ｎｍのホウ素（Ｂ）が添加されたシリコン（Ｓｉ）（アモルファス）を、第１負極集電体層１４として厚さ１００ｎｍのチタン（Ｔｉ）を、それぞれ用いた。
【００７７】
［第２電池部］
第２電池部２０は、基板５の裏面（図７においては下側）に積層される第２正極層２１と、第２正極層２１上に積層される第２固体電解質層２２と、第２固体電解質層２２上に積層される第２負極層２３と、第２負極層２３上に積層される第２負極集電体層２４とを有している。ここで、第２電池部２０の一方の端部（図７においては上側）に位置する第２正極層２１は、基板５の裏面と接触している。これに対し、第２電池部２０の他方の端部（図７においては下側）に位置する第２負極集電体層２４は、積層フィルム３１に設けられた金属層３１３と接触している。
【００７８】
第２電池部２０の各構成要素について、より詳細な説明を行う。
（第２正極層）
他の第１極層の一例としての第２正極層２１は、固体薄膜であって、第１極性の一例としての正極性にてリチウムイオンを吸蔵および放出する正極活物質を含むものであれば、特に限定されるものではない。
【００７９】
そして、第２正極層２１としては、上記第１正極層１１のところで説明した材料を用いることができる。このとき、第２正極層２１と第１正極層１１とは、同じ材料で構成してもよいし、異なる材料で構成してもよい。また、第２正極層２１の厚さも、第１正極層１１と同じ厚さとしてもよいし、異なる厚さとしてもよい。ただし、第１電池部１０および第２電池部２０の各容量を均衡化するという観点からすれば、これらを同じにすることが好ましい。本実施の形態では、第２正極層２１として、厚さ６００ｎｍのＬｉ２Ｍｎ２Ｏ４（アモルファス）を用いた。
【００８０】
また、第２正極層２１の製造方法としては、第１正極層１１と同じであってもよいし、異なっていてもかまわないが、生産効率の観点からすれば、同じであることが好ましく、さらに、第１正極層１１と第２正極層２１とを、同時に形成することがより好ましい。
【００８１】
（第２固体電解質層）
他の固体電解質層の一例としての第２固体電解質層２２は、無機材料で構成された固体薄膜であって、リチウムイオン伝導性を示すものであれば、特に限定されるものではない。
【００８２】
そして、第２固体電解質層２２としては、上記第１固体電解質層１２のところで説明した材料を用いることができる。このとき、第２固体電解質層２２と第１固体電解質層１２とは、同じ材料で構成してもよいし、異なる材料で構成してもよい。また、第２固体電解質層２２の厚さも、第１固体電解質層１２と同じ厚さとしてもよいし、異なる厚さとしてもよい。ただし、第１電池部１０および第２電池部２０の各容量を均衡化するという観点からすれば、これらを同じにすることが好ましい。本実施の形態では、第２固体電解質層２２として、厚さ２００ｎｍのＬｉＰＯＮ（ＬｉｘＰＯｙＮｚ）（アモルファス）を用いた。
【００８３】
また、第２固体電解質層２２の製造方法としては、第１固体電解質層１２と同じであってもよいし、異なっていてもかまわないが、生産効率の観点からすれば、同じであることが好ましく、さらに、第１固体電解質層１２と第２固体電解質層２２とを、同時に形成することがより好ましい。
【００８４】
（第２負極層）
他の第２極層の一例としての第２負極層２３は、固体薄膜であって、第２極性の一例としての負極性にてリチウムイオンを吸蔵および放出する負極活物質を含むものであれば、特に限定されるものではない。
【００８５】
そして、第２負極層２３としては、上記第１負極層１３のところで説明した材料を用いることができる。このとき、第２負極層２３と第１負極層１３とは、同じ材料で構成してもよいし、異なる材料で構成してもよい。また、第２負極層２３の厚さも、第１負極層１３と同じ厚さとしてもよいし、異なる厚さとしてもよい。ただし、第１電池部１０および第２電池部２０の各容量を均衡化するという観点からすれば、これらを同じにすることが好ましい。本実施の形態では、第２負極層２３として、厚さ１００ｎｍのホウ素（Ｂ）が添加されたシリコン（Ｓｉ）（アモルファス）を用いた。
【００８６】
また、第２負極層２３の製造方法としては、第１負極層１３と同じであってもよいし、異なっていてもかまわないが、生産効率の観点からすれば、同じであることが好ましく、さらに、第１負極層１３と第２負極層２３とを、同時に形成することがより好ましい。
【００８７】
（第２負極集電体層）
第２負極集電体層２４は、固体薄膜であって、電子伝導性を有するものであれば、特に限定されるものではない。
【００８８】
そして、第２負極集電体層２４としては、上記第１負極集電体層１４のところで説明した材料を用いることができる。このとき、第２負極集電体層２４と第１負極集電体層１４とは、同じ材料で構成してもよいし、異なる材料で構成してもよい。また、第２負極集電体層２４の厚さも、第１負極集電体層１４と同じ厚さとしてもよいし、異なる厚さとしてもよい。ただし、第１電池部１０および第２電池部２０の各容量を均衡化するという観点からすれば、これらを同じにすることが好ましい。本実施の形態では、第２負極集電体層２４として、厚さ１００ｎｍのチタン（Ｔｉ）を用いた。
【００８９】
また、第２負極集電体層２４の製造方法としては、第１負極集電体層１４と同じであってもよいし、異なっていてもかまわないが、生産効率の観点からすれば、同じであることが好ましく、さらに、第１負極集電体層１４と第２負極集電体層２４とを、同時に形成することがより好ましい。
【００９０】
［外装部の構成］
続いて、外装部３０の構成について説明を行う。
外装部３０は、複数の層を積層してなる積層フィルム３１と、積層フィルム３１と電池ユニット５０（より具体的には基板５）とを熱融着するための熱融着フィルム３３とを有している。そして、外装部３０は、この積層フィルム３１を２つ折りし、その内側に電池ユニット５０を配置した状態で、積層フィルム３１および熱融着フィルム３３を、第１電池部１０および第２電池部２０のそれぞれの周囲の全周にわたって融着することで、第１電池部１０および第２電池部２０を封止している。ただし、外装部３０は、電池ユニット５０における基板５の一端を外部に露出させた状態で、第１電池部１０および第２電池部２０を封止している。
【００９１】
［積層フィルム］
図９は、本実施の形態における積層フィルム３１の構成を説明するための図であり、（ａ）は積層フィルム３１を２つ折りしたときに内側となる部位の斜視図を、（ｂ）は積層フィルム３１を２つ折りしたときに外側となる部位の斜視図を、それぞれ示している。以下では、図６乃至図８に加えて図９も参照しながら、積層フィルム３１の構成を説明する。
【００９２】
積層フィルム３１は、耐熱性樹脂層３１１と、外側接着層３１２と、金属層３１３と、内側接着層３１４と、熱融着性樹脂層３１５とを、この順でフィルム状に積層して構成されている。すなわち、積層フィルム３１の構成そのものは、実施の形態１と同じである。
【００９３】
また、積層フィルム３１における熱融着性樹脂層３１５の形成面側（外装部３０において内側）には、熱融着性樹脂層３１５および内側接着層３１４が存在しないことで金属層３１３の一方の面（内側の面）が一部露出する、第１内側露出部３１６および第２内側露出部３１８が設けられている。ここで、第１内側露出部３１６は、電池ユニット５０の第１電池部１０を収容するための部位となり、他の露出部の一例としての第２内側露出部３１８は、電池ユニット５０の第２電池部２０を収容するための部位となる。
【００９４】
さらに、積層フィルム３１における耐熱性樹脂層３１１の形成面側（外装部３０において外側）には、外側接着層３１２および耐熱性樹脂層３１１が存在しないことで金属層３１３の他方の面（外側の面）が一部露出する、外側露出部３１７が設けられている。
【００９５】
そして、積層フィルム３１を構成する耐熱性樹脂層３１１、外側接着層３１２、金属層３１３、内側接着層３１４および熱融着性樹脂層３１５としては、それぞれ、実施の形態１のところで説明した材料を用いることができる。本実施の形態では、耐熱性樹脂層３１１として、厚さ２５μｍのナイロンフィルム（融点：２２０℃）を、外側接着層３１２として二液硬化型ポリエステル−ウレタン系接着剤を、金属層３１３として、厚さ４０μｍのアルミニウム箔（ＪＩＳ  Ｈ４１６０  Ａ８０２１Ｈ−Ｏ）を、内側接着層３１４として酸変性ポリプロピレン系接着剤を、熱融着性樹脂層３１５として、厚さ３０μｍの無軸延伸ポリプロピレンフィルムを、それぞれ用いた。
【００９６】
［熱融着フィルム］
熱融着フィルム３３としては、実施の形態１のところで説明した材料を用いることができる。本実施の形態では、熱融着フィルム３３として、厚さ１００μｍの無水マレイン酸変性ポリプロピレンフィルムを用いた。
【００９７】
［リチウムイオン二次電池における電気的な接続構造］
ここで、本実施の形態のリチウムイオン二次電池１における電気的な接続構造について説明しておく。
まず、第１電池部１０では、第１正極層１１、第１固体電解質層１２、第１負極層１３および第１負極集電体層１４が、この順番で電気的に接続される。また、第２電池部２０では、第２正極層２１、第２固体電解質層２２、第２負極層２３および第２負極集電体層２４が、この順番で電気的に接続される。そして、電池ユニット５０では、基板５の表面に第１電池部１０の第１正極層１１が、基板５の裏面に第２電池部２０の第２正極層２１が、それぞれ電気的に接続される。ここで、基板５の一端側は、外装部３０に覆われることなく外部に露出しており、この部位は、正極として、外部に設けられた負荷（図示せず）と電気的に接続することが可能である。
【００９８】
第１電池部１０の第１負極集電体層１４は、積層フィルム３１に設けられた金属層３１３の一方の面（内側の面）のうち、第１内側露出部３１６に露出する部位と電気的に接続される。また、第２電池部２０の第２負極集電体層２４は、積層フィルム３１に設けられた金属層３１３の一方の面（内側の面）のうち、第２内側露出部３１８に露出する部位と電気的に接続される。そして、積層フィルム３１に設けられた金属層３１３の他方の面（外側の面）の一部は、外側露出部３１７において外部に露出しており、この部位は、負極として、外部に設けられた負荷（図示せず）と電気的に接続することが可能である。
【００９９】
したがって、この例では、基板５が、リチウムイオン二次電池１の正極となり、積層フィルム３１に設けられた金属層３１３が、リチウムイオン二次電池１の負極となる。また、この例では、第１電池部１０の正極側および第２電池部２０の正極側は基板５に、第１電池部１０の負極側および第２電池部２０の負極側は金属層３１３に、それぞれ電気的に接続されている。したがって、リチウムイオン二次電池１内において、第１電池部１０および第２電池部２０は、並列に接続されていることになる。ここで、正極側となる基板５と、負極側となる金属層３１３とは、積層フィルム３１に設けられた熱融着性樹脂層３１５と、熱融着フィルム３３とによって、電気的に絶縁されている。
【０１００】
［リチウムイオン二次電池および電池ユニットの製造方法］
本実施の形態のリチウムイオン二次電池１の製造方法は、基本的に実施の形態１と同じである。ただし、ステップ１０に示す電池ユニット形成工程において、基板５の表裏面に、第１電池部１０および第２電池部２０を同時形成している点が異なる。より具体的に説明すると、まず、スパッタ装置のチャンバ内に、第１電池部１０用（基板５の表面用）のスパッタターゲットと、第２電池部２０用（基板５の裏面用）のスパッタターゲットとを、それぞれ用意しておく。そして、基板５の表裏面に第１正極層１１および第２正極層２１を同時に形成した後、第１固体電解質層１２および第２固体電解質層２２を同時に形成し、第１負極層１３および第２負極層２３を同時に形成し、第１負極集電体層１４および第２負極集電体層２４を同時に形成する。
【０１０１】
［実施の形態２のまとめ］
以上説明したように、本実施の形態によれば、金属製の基板５の表面には第１電池部１０を、裏面には第２電池部２０を、それぞれ形成するとともに、これら第１電池部１０および第２電池部２０を外装部３０の内部に収容するようにした。また、本実施の形態では、第１電池部１０および第２電池部２０と外装部３０に設けられた金属層３１３とを電気的に接続するようにした。これにより、第１電池部１０に第１固体電解質層１２が、第２電池部２０に第２固体電解質層２２が、それぞれ設けられたリチウムイオン二次電池１の構成の簡易化を図ることができる。
【０１０２】
＜実施の形態１の変形例＞
実施の形態１のリチウムイオン二次電池１では、電池部１０が負極集電体層１４を有していたが、負極集電体層１４は必須ではない。
図１０は、実施の形態１の変形例を説明するための図であって、図１（ａ）のＩＩ−ＩＩ断面図である。また、図１１（ａ）、（ｂ）は、実施の形態１の変形例における電池ユニット５０の斜視図である。
【０１０３】
実施の形態１の変形例において、電池ユニット５０を構成する電池部１０は、基板５の一方の面に積層される正極層１１と、正極層１１に積層される固体電解質層１２と、固体電解質層１２に積層される負極層１３とを備えている。そして、電池部１０の他方の端部（図１０においては上側）に位置する負極層１３は、積層フィルム３１の内側露出部３１６に露出する金属層３１３と、直接に接触している。
【０１０４】
このような構成を採用することにより、実施の形態１で説明した構成と比較して、リチウムイオン二次電池１の構造を簡易にすることができる。
【０１０５】
＜実施の形態２の変形例＞
実施の形態２のリチウムイオン二次電池１では、第１電池部１０が第１負極集電体層１４を有し、且つ、第２電池部２０が第２負極集電体層２４を有していたが、第１負極集電体層１４および第２負極集電体層２４は必須ではない。
図１２は、実施の形態２の変形例を説明するための図であって、図６（ａ）のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。また、図１３（ａ）、（ｂ）は、実施の形態２の変形例における電池ユニット５０の斜視図である。
【０１０６】
実施の形態２の変形例において、電池ユニット５０を構成する第１電池部１０は、基板５の一方の面に積層される第１正極層１１と、第１正極層１１に積層される第１固体電解質層１２と、第１固体電解質層１２に積層される第１負極層１３とを備えている。そして、第１電池部１０の他方の端部（図１２においては上側）に位置する第１負極層１３は、積層フィルム３１の第１内側露出部３１６に露出する金属層３１３と、直接に接触している。
【０１０７】
また、電池ユニット５０を構成する第２電池部２０は、基板５の他方の面に積層される第２正極層２１と、第２正極層２１に積層される第２固体電解質層２２と、第２固体電解質層２２に積層される第２負極層２３とを備えている。そして、第２電池部２０の他方の端部（図１２においては下側）に位置する第２負極層２３は、積層フィルム３１の第２内側露出部３１８に露出する金属層３１３と、直接に接触している。
【０１０８】
このような構成を採用することにより、実施の形態２で説明した構成と比較して、リチウムイオン二次電池１の構造を簡易にすることができる。
【０１０９】
＜その他＞
なお、実施の形態１、２およびこれらの変形例では、基板５側に正極層（第１正極層１１（正極層１１）、第２正極層２１）を配置し、外装部３０を構成する積層フィルム３１の金属層３１３側に負極層（第１負極層１３（負極層１３）、第２負極層２３）を配置していたが、これに限られるものではなく、逆としてもよい。すなわち、基板５側に各電池部の負極側を配置し、各積層フィルム（金属層）側に各電池部の正極側を配置するようにしてもかまわない。
【０１１０】
また、実施の形態１、２では、電池ユニット５０の負極集電体層１４あるいは第１負極集電体層１４および第２負極集電体層２４（変形例では負極層１３あるいは第１負極層１３および第２負極層２３）と積層フィルム３１の金属層３１３とを固定しない状態で接触（密着）させていたが、これに限られるものではなく、例えば導電性接着剤等を用いて、これらの位置関係を固定するようにしてもかまわない。
【符号の説明】
【０１１１】
１…リチウムイオン二次電池、５…基板、１０…（第１）電池部、１１…（第１）正極層、１２…（第１）固体電解質層、１３…（第１）負極層、１４…（第１）負極集電体層、２０…第２電池部、２１…第２正極層、２２…第２固体電解質層、２３…第２負極層、２４…第２負極集電体層、３０…外装部、３１…積層フィルム、３３…熱融着フィルム、５０…電池ユニット、３１１…耐熱性樹脂層、３１２…外側接着層、３１３…金属層、３１４…内側接着層、３１５…熱融着性樹脂層、３１６…（第１）内側露出部、３１７…外側露出部、３１８…第２内側露出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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