(57)【要約】      （修正有）【課題】薄膜固体二次電池の電池セルを積層する場合に、厚み抑えて高密度に積層する構造を提供する。【解決手段】隣接する電池セル１０−１〜１０−４は、負電極同士、正電極同士が接触するように積層され、少なくとも、接触する２つの負電極間、又は、接触する２つの正電極間のいずれか一方に、負電極面又は正電極面よりも狭い取出し用のリード電極３８−１１〜３８−２２を挟み、異なる層の電極間に挟まれるリード電極３８−１１〜３８−２２が、平面的な配置で見た場合に、リード電極３８−１１〜３８−２２が全て同時に重なる領域が無いように配置されている積層型二次電池。リード電極３８−１１〜３８−２２の形状は、短冊状リード電極、線状リード電極３８−１１〜３８−２２がある。また、電極を形成する導電シートを延伸して引き出し用の電極を兼用して、リード電極３８−１１〜３８−２２の数を減らすことができる積層型二次電池。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負電極と正電極に、電気を蓄える充電層を挟んだ平面形状の電池セルを、複数個積層する積層型二次電池において、
隣接する電池セルは、負電極同士、正電極同士が接触するように積層され、
少なくとも、接触する２つの負電極間、又は、接触する２つの正電極間のいずれか一方に、負電極面又は正電極面よりも狭い取出し用のリード電極を挟み、
リード電極を取り出す面から見て、異なる層の電極間に挟まれるリード電極が、全て同時に重なる領域が無いように配置されていること、
を特徴とする積層型二次電池。
【請求項２】
請求項１に記載の積層型二次電池において、
電極間に挟まれる前記リード電極は、１又は複数のリード電極であること、
を特徴とする積層型二次電池。
【請求項３】
請求項１乃至２に記載の積層型二次電池において、
電極間に挟まれる前記リード電極は、線形状であること、
を特徴とする積層型二次電池。
【請求項４】
請求項１乃至２に記載の積層型二次電池において、
電極間に挟まれる前記リード電極は、短冊状であること、
を特徴とする積層型二次電池。
【請求項５】
請求項４に記載の積層型二次電池において、
電極間に挟まれる短冊状の前記リード電極は、積層部から外部に向かって徐々に幅が広くなっていること、
を特徴とする積層型二次電池。
【請求項６】
請求項１に記載の積層型二次電池において、
前記リード電極の抵抗率は、接触する前記正極及び前記負極の抵抗率と等しいか又は低いこと、
を特徴とする積層型二次電池。
【請求項７】
請求項６に記載の積層型二次電池において、
前記リード電極は、接触する正極及び負極からの電流をリード電極に集中さるために、電池セル外部への取出し部から電極内部の端部まで伸ばした形状であること、
を特徴とする積層型二次電池。
【請求項８】
請求項４に記載の積層型二次電池において、
短冊状の前記リード電極は、共通電極部から複数のリード電極が櫛歯状に設けられ、一体構成であること、
を特徴とする積層型二次電池。
【請求項９】
請求項８に記載の積層型二次電池において、
櫛歯状に設けられた前記リード電極は、負極の取出し電極として使用する場合は接触する２つの負電極間に、正極の取出し電極として使用する場合は接触する２つの正電極間に、それぞれのリード電極を挟み、正極用と負極用のリード電極が同時に重ならない配置とすること、
を特徴とする積層型二次電池。
【請求項１０】
請求項８に記載の積層型二次電池において、
櫛歯状に設けられた前記リード電極の数が、必要とする電極間の数よりも多く、同一の電極間に複数の前記リード電極を配置すること、
を特徴とする積層型二次電池。
【請求項１１】
請求項１に記載の積層型二次電池において、
前記リード電極は、電池セルの端部近辺に短絡防止用の絶縁層が設けられていること、
を特徴とする積層型二次電池。
【請求項１２】
請求項１に記載の積層型二次電池において、
積層型二次電池として積層するユニットである電池セルの充電層と、リード電極と接する電極の他の電極のリード電極と接する部分と側面部が絶縁層で覆われていること、
を特徴とする積層型二次電池。
【請求項１３】
請求項１に記載の積層型二次電池において、
リード電極での取出しは、正極又は負極の一方のみとし、
他の負電極又は正電極を充電層領域より延伸して取出し電極として重ね合わせること、
を特徴とする積層型二次電池。
【請求項１４】
請求項１に記載の積層型二次電池において、
積層型二次電池として積層するユニットである電池セルは、前記正電極又は前記負電極上に、前記正電極又は前記負電極より狭い領域に充電層を形成し、さらに前記充電層より狭い領域に、前記正電極又は前記負電極対応する負電極又は正電極を形成し、
前記電池セルを、前記正電極又は前記負電極同士が接触するように重ね合わせ、
前記充電層に囲まれた前記正電極又は前記負電極を、リード電極で外部に取出すこと、
を特徴とする積層型二次電池。
【請求項１５】
請求項１３に記載の積層型二次電池において、
前記リード電極は、前記充電層に囲まれた前記正電極又は前記負電極から外部に取出すように配置し、前記充電層及び一方の電極と接する部分は、絶縁層で被膜されていること、
を特徴とする積層型二次電池。
【請求項１６】
請求項１３に記載の積層型二次電池において、
前記リード電極は、前記充電層に囲まれた前記正電極又は前記負電極から外部に取出すように配置し、少なくとも前記リード電極と接する前記充電層及び一方の電極部の領域には、は絶縁層を設けること、
を特徴とする積層型二次電池。
【請求項１７】
請求項１に記載の積層型二次電池において、
複数の前記積層型二次電池の各電極接触部からのリード電極を共通としたこと、
を特徴とする積層型二次電池。
【請求項１８】
請求項１６に記載の積層型二次電池において、
正電極又は負電極の一方を充電層領域より延伸して取出し電極として、複数の積層型二次電池を電気的に結合するリード電極を配置し、
他の電極は、複数の前記積層型二次電池の各電極接触部からのリード電極を共通としたこと、
を特徴とする積層型二次電池。
【請求項１９】
請求項１７に記載の積層型二次電池において、
前記積層型二次電池の両側面の電極を同じ正電極又は負電極とし、
正電極又は負電極の一方を充電層領域より延伸して取出し電極とし、延伸して取出し電極とした電極は、複数の前記積層型二次電池間はリード電極で接続せず、
他の電極は、複数の前記積層型二次電池の各電極接触部からのリード電極を共通とし、
前記リード電極を共通として複数の前記積層型二次電池を組み立てた後、前記積層型二次電池の外部にある共通する前記リード電極を折り目として、複数の前記積層型二次電池を蛇腹上に折りたたみ、前記積層型二次電池を重ね合わせたこと、
を特徴とする積層型二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の固体電池を積層して容量を増大させる場合に、電気的に並列接続となるように固体電池間に設けられているリード電極に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気を充電して保存することができる二次電池は、鉛蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池やリチウムイオン二次電池等が開発され実用に供されているが、近年、高性能なリチウムイオン二次電池が注目されている。リチウムイオン二次電池は、有機溶媒を使用しており、正極活物質、負極活物質及び有機溶媒電解液等の最適化が図られ、多様な用途に使用されている。
【０００３】
二次電池は、蓄えられる電気容量を増大させるために、二次電池の電池セルを多層に積層し、電気的に並列接続となるように構成されている。
【０００４】
特許文献１に開示されているリチウムイオン二次電池では、図２２に示すように、シート状のセパレータ７を蛇腹に折りたたんで、正電極と負電極を交互に挿入した構造が採用されている。正極板８と負極板９とには、セパレータの連続体から互いに反対側に突出するリード部８ａ、９ａが設けられ、各極のリード部８ａ、９ａは、それぞれ集合して電気的に接続されている。
【０００５】
セパレータの連続体７は、ポリオレフィン系樹脂等の合成樹脂からなる微細な孔が形成された多孔膜により作られている。正極板８は、シート状金属箔の両面にリチウム遷移金属複合酸化物等の正極活物質を塗布することにより形成されている。負極板９は、シート状金属箔の両面に炭素材料等の負極活物質を塗布することにより形成されている。複数の正極板と複数の負極板はそれぞれまとめられ、ユニットセルが並列接続となるようにしている。
【０００６】
リチウムイオン二次電池は可燃性の有機溶媒電解液を使用ため、有機溶媒電解液が電極反応により分解し、電池の外装缶を膨張させ、場合によっては電解液の漏出を起こすおそれもあることから、小型軽量化、安全性の向上を目的としてポリマーリチウムイオン二次電池が開発されている。これは、従来のリチウムイオン二次電池に用いられている電解液の代わりに、ゲル状電解質が用いられたものである。ゲル状電解質は、電解液に、さらにポリエチレンオキシド、ポリフッ化ビニリデン−六フッ化プロピレン共重合体、ポリアクリルアミド、ポリアクリロニトリルなどのマトリクスポリマーが配合されている。
【０００７】
ゲル状電解質を用いたリチウム二次電池は、例えば特許文献２に開示され、図２３に示すように、リチウムイオン二次電池１は、端部から端子用タブ２を突出させた正極板３と、膜状に形成されたゲル状電解質４と、セパレータＳと、端部から端子用タブ５を突出させた負極板６とをユニットセルとして、複数のユニットセルを交互に積層し、加熱プレスによって多層の膜電極接合体を形成し、複数の正極板と複数の負極板をそれぞれまとめて、ユニットセルが並列接続となるようにして、ラミネートフィルム等の筐体によって包み封止されている。
【０００８】
また、全固体リチウムイオン二次電池の積層構造として特許文献３に開示されている構造は、リチウムイオンが出入りする正極活物質を有する正極層、リチウムイオンが出入りする負極活物質を有する負極層、及び、正極層と負極層との間に配設された固体電解質層を備え、隣り合う２つの積層体の固体電解質層は、絶縁層によって接続し、さらに、隣り合う２つの積層体は、それぞれの積層体４を構成する負極層同士、又は、それぞれの積層体４を構成する正極層同士が接触するように、積層されている。
【０００９】
積層された積層体の一対の側面には、第１集電体、及び、第２集電体がそれぞれ配設されている。第１集電体は、正極層と接触する一方、負極層とは接触しておらず、第１集電体と負極層とは、絶縁層によって隔てられている。また、第２集電体は、負極層と接触する一方、正極層１とは接触しておらず、第２集電体と正極層とは、絶縁層によって隔てられている。左右端には端末部が、下端には集電箔が、それぞれ配設され、端末部を介して締結荷重が付与されている。積層された積層体４は、第１集電体を正極とし、第２集電体７を負極として、電気的に並列接続されている。
【００１０】
全固体リチウムイオン二次電池の積層構造として、固体電解質層が隣接セル間の対電子伝導用絶縁膜となることを利用した構造が、特許文献４と特許文献５に開示されている。
【００１１】
特許文献４では、積層体は一括焼成体であり、二次電池の電池セルを直列に積相したブロックが、複数個、並列接合されている。各直列ブロックは、正極集電体層、正極活物質層、イオン伝導性無機物質層（固体電解質層）、負極活物質層及び負極集電体層をこの順に連続して有する電池セルが、複数個、直列接合されている。最外層にある正極集電体層及び負極集電体層以外は直列ブロックの端面に延出せず、最外層にある正極集電体層及び負極集電体層は、それぞれ、直列ブロックの端面の異なる部分に少なくとも延出しており、複数個の直列ブロックの最外層にある全正極集電体層及び全負極集電体層は、それぞれ、積層体の端面の異なる部分に少なくとも延出している。
【００１２】
特許文献５の多層積層電池は、リチウムイオンの吸蔵・放出が可能な正極活物質層及び負極活物質層と、それらの間にある電子伝導的に分離絶縁する機能を持つ固体電解質層と、それらの活物質層の直上及び直下で電流を集める機能を有する金属膜からなる正極側及び負極側集電体層とから構成される薄膜固体リチウムイオン二次電池を１つの電池セルとし、その電池セルを複数段重ねる多層積層構造において、固体電解質層は、さらに隣接セル間の対電子伝導用絶縁膜となる機能と、集電体層（金属膜）は、上下隣接セルの活物質層間の対イオン伝導用絶縁膜となる機能とを利用して、正極及び負極活物質層の周辺を固体電解質層及び集電体層によりその周辺外側部位置で被覆絶縁し、さらに、その集電体層の外縁部を固体電解質層によりその外縁部外側部位置で被覆絶縁した積層構成とし、個々の電池セル間に新たな絶縁膜を用いることなく、複数段構造を一つの基板上に各層を順次積層する。
【００１３】
さらに、特許文献６には、全固体型電池の電極端子の取出しが簡単であり、二次電池の電池セルを積み上げるだけで複数電池の電気的な並列接続を実現できる全固体型電池構造が開示されている。図２４に示すように、金属パターン１０２（取出し電極）とコンタクトホール１０４を有する絶縁基板１０６を上下に配置し、その間に正極集電体、正極、固体電解質、負極、負極集電体を積層した発電要素１０８を挟んで配置し、この発電要素１０８の正負極いずれか一方の例えば集電体は、それを覆う絶縁基板１０６のいずれかの金属パターン１０２とコンタクトホール１０４を介して電気的に接続し、他方の集電体はそれを覆う絶縁基板１０６のいずれかの金属パターン１０２とコンタクトホール１０４を介して電気的に接続しており、上下の絶縁基板１０６を接着することにより発電要素を封止して、この封止体の表面のコンタクトホール１０４で接続された金属パターン１０２から裏面のコンタクトホール１０４で接続されていない金属パターン１０２まで、発電要素１０８を挟む絶縁基板１０６を貫通するスルーホール１１０を介して金属パターン１０２により導電している構造である。
【００１４】
この全固体型電池構造によれば、ユニットセルの上面に取り出し電極による正極端子と負極端子が存在し、下面にも同様に正極端子と負極端子が存在することになり、ユニットセルを積み上げるだけで電気的な並列接続が可能となる。
【００１５】
また、特許文献７には形状の変化と容量の調節が容易な電池が得られる電極組立体が開示されている。電極組立体のセグメントの秩序ある配列として、一つの仮想平面内に一方向に並んで延びる。並んで延びたセグメントの仮想平面は、二つ以上であり、各仮想平面内のセグメントの延長方向は異なる。一つの仮想平面内のセグメントは、他の平面内のセグメントの延長方向と９０゜の差を有して交差してもよい。セグメント間の間隔は０であるか、または電池の成形加工性を提供できる任意のサイズ、例えば、５μｍないし数千μｍを有する。一部の実施形態においては、並んで延びたセグメントで形成された平面間に、分離膜がさらに配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００９−１４０７０７号公報
【特許文献２】特開２０１３−１８２７３５号公報
【特許文献３】ＷＯ２０１０／０８９８５５号公報
【特許文献４】特開２００８−１９８４９２号公報
【特許文献５】特開２００４−１５８２２２号公報
【特許文献６】特開２００３−１６８４１６号公報
【特許文献７】特開２０１３−５３５８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上述したように、二次電池の積層構造に対しては様々な提案がなされているが、二次電池の構成要素を利用したリチウムイオン電池の積層構造は、正電極と負電極がディスクリート素子として組み込まれること、また、固体電解質層を延伸して絶縁体としての利用をすることにより実現しているため、他の構造を有する二次電池には適用できない。
【００１８】
特許文献２に開示されてるような、正電極と負電極に端子用タブを設ける構造は、積層体の厚さを考慮したものではなく、また、正極板の場合は正極集電体上の正極活物質層、負電極の場合は負極集電体上の負極活物質層が、端子用タブの接続部の幅でを避けられているため、この領域での充電機能が作用しなくなり、二次電池としての容量を低下させる結果となっている。さらに、１対１に対応して全ての正極、負極に端子用タブを設けなければならない。
【００１９】
電池セルを積層して、電池セルの電極層の側面から電極を外部に取出す構造は、電極が厚い場合は物理的に可能であるが、導電性の電極を、例えば蒸着やスパッタで作製する場合は、厚さが１ミクロン以下と薄く、実現できない。
【００２０】
また、取出し電極である金属パターンとコンタクトホールを有する絶縁基板を、電池セルの上下に配置して積層する構造では、絶縁基板が介在するため、積層した二次電池が厚くなり、高密度実装の要求には不十分である。
【００２１】
セグメントを利用した形状変化が容易な電極構造も、秩序ある配列のセグメントとして複数のセグメントを平行に配置し、他の面との交差構造となっているが、電極の取出しは容易であるが、積層構造を意図したものではなく、積層構造とするには更なる構造上の工夫が必要となる。
【００２２】
携帯用電子機器の普及と技術的な進歩に伴い、ますます集積化される電子部品を高密度に実装し、そのエネルギー源となる二次電池も大容量化の一方、高密度の積層技術が要求されている。
【００２３】
本発明は、このような要求に応える実装技術として、主に薄膜固体二次電池の電池セルを、厚み抑えて高密度に積層する構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明は、１つの二次電池の電池セルを構造的に直列に積層した積層型二次電池において、各電池セルを電気的に並列接続するために、取出し用のリード電極を用いた構造である。
【００２５】
本発明による積層型二次電池は、負電極と正電極に、電気を蓄える充電層を挟んだ平面形状の電池セルを複数個積層する積層型二次電池であって、隣接する電池セルは、負電極同士、正電極同士が接触するように積層され、少なくとも、接触する２つの負電極間、又は、接触する２つの正電極間のいずれか一方に、負電極面又は正電極面よりも狭い取出し用のリード電極を挟み、リード電極を取り出す面から見て、異なる層の電極間に挟まれるリード電極が、全て同時に重なる領域が無いように配置されていることを特徴としている。
【００２６】
このリード電極構造により、積層した電池セル間に挟まれるリード電極数だけの厚さが単純に加算されることなく、リード電極の無い領域では電池セルを積層した厚さがリード電極で厚くならない。
【００２７】
電極間に挟まれるリード電極は、１又は複数のリード電極であり、リード電極形状は、線形状、短冊状、或いは、電極間に挟まれる短冊状のリード電極は、積層部から外部に向かって徐々に幅が広くなっている形状であってもよい。
【００２８】
リード電極の抵抗率は、接触する正極及び負極の抵抗率と等しいか又は低いことが望ましく、また、外部への取出し部から電極内部の端部まで伸ばし他形状とし、接触する正極及び負極からの電流をリード電極に集中させて抵抗による損失を軽減する。
【００２９】
短冊状の前記リード電極は、共通電極部から複数のリード電極が櫛歯状に設けられた一体構成であり、正極用と負極用は別の櫛歯状電極が用いられ、負極の取出し電極として使用する場合は接触する２つの負電極間に、正極の取出し電極として使用する場合は接触する２つの正電極間に、それぞれのリード電極を挟み、正極用と負極用のリード電極が同時に重ならない配置とする。
【００３０】
電極間に挟むリード電極は複数であってもよく、櫛歯状に設けられたリード電極の数を、必要とする電極間の数よりも多くし、同一の電極間に複数のリード電極を配置することもできる。
【００３１】
リード電極と他の部分との短絡を防止するために、リード電極は電池セルの端部近辺に短絡防止用の絶縁層を設けてもよい。また、リード電極に絶縁層を設けない場合は、積層型二次電池として積層するユニットである電池セルの充電層と、リード電極と接する電極の他の電極のリード電極と接する部分と側面部が絶縁層で覆われている構造とすることができる。
【００３２】
リード電極での取出しは、正極又は負極の一方のみとし、他の負電極又は正電極を充電層領域より延伸して取出し電極として重ねあわせることで、正電極又は負電極の一方のみの取出し電極構造とすることができる。
【００３３】
また、積層型二次電池として積層するユニットである電池セルは、正電極又は負電極上に、正電極又は負電極より狭い領域に充電層を形成し、さらに充電層より狭い領域に、正電極又は負電極対応する負電極又は正電極を形成し、電池セルを、正電極又は負電極同士が接触するように重ね合わせ、充電層に囲まれた正電極又は負電極を、リード電極で外部に取出す構造とすることで、電池セルを積層するとき位置精度のマージンを大きくすることができる。さらに、内部で充電層に囲まれた電極の側面にも充電層が介在し充電部となり、無駄のない積層構造となる。
【００３４】
この構造でのリード電極は、充電層に囲まれた正電極又は負電極から外部に取出すように配置し、充電層及び一方の電極と接する部分は、絶縁層で被膜されている。また、充電層に囲まれた正電極又は負電極から外部に取出すように配置し、少なくともリード電極と接する充電層及び一方の電極部の領域に絶縁層を設けてもよい。
【００３５】
複数の積層型二次電池の各電極接触部からのリード電極を共通とすることができ、積層型二次電池をさらに並列に接続した構造となる。
【００３６】
また、正電極又は負電極の一方を充電層領域より延伸して取出し電極として、複数の積層型二次電池を電気的に結合するリード電極を配置し、他の電極は、の前記積層型二次電池の各電極接触部からのリード電極を共通とした構造でもよい。この場合は、充電層領域より延伸して取出し電極とした電極間を電気的に接続するリード電極が必要となる。
【００３７】
複数の積層型二次電池をさらに重ね合わせた構造も可能であり、積層型二次電池の両側面の電極を同じ正電極又は負電極とし、正電極又は負電極の一方を充電層領域より延伸して取出し電極とし、延伸して取出し電極とした電極は、複数の積層型二次電池間はリード電極で接続せず、他の電極は、複数の積層型二次電池の各電極接触部からのリード電極を共通とし、リード電極を共通として複数の積層型二次電池を組み立てた後、積層型二次電池の外部にある共通するリード電極を折り目として、複数の積層型二次電池を蛇腹上に折りたたみ、積層型二次電池を重ね合わせる。この場合は、充電層領域より延伸して取出し電極とした電極間を電気的に接続するリード電極は不要となる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、二次電池のユニットである電池セルを積層して多層構造とし、電気的には電池セルを並列接続とするために、電極間に取出し用のリード電極を挿入するが、このリード極をシート状の電極ではなく短冊状又は線電極として、電池セルの電極より狭い領域での取出し電極を配置し、少なくとも各リード電極が全て同時に重なることが無いようにすることで、電池セルを積層した場合のリード電極による厚さの増加を最小限とすることができる。
【００３９】
さらに、電池セルの一方の電極を取出し電極用に延伸して、電池セル積層時に重ね合わせることにより、リード電極の数を減らすことができ、製造作業が容易になるばかりかコストの削減にもなる。
【００４０】
複数の積層型二次電池のリード電極を共通にした構造は、積層型二次電池の平行接続や、更なる積層二次電池同士の重ね合わせが容易に行なえる他、外部にあるリード電極を切断すれば単体の積層型二次電池となり、積層型二次電池の大量生産が容易に行なえる効果も生じる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の二次電池のユニットである電池セルを説明する図。
【図２】電池セルの各種積層構造を説明する図。
【図３】積層した電池セルを電気的に並列接続するシート状リード電極による積層型二次電池の構造を説明する図。
【図４】本発明で使用する短冊状リード電極と線状リード電極。
【図５】本発明による短冊状リード電極積層型二次電池の構造。
【図６】本発明による線状リード電極積層型二次電池の構造。
【図７】短冊状リード電極と線状リード電極の導電性シートとの接触状態を説明する図。
【図８】シート状リード電極と本発明によるリード電極の接触抵抗測定方法を説明する図。
【図９】接触抵抗の測定結果
【図１０】本発明による櫛歯状電極シート
【図１１】櫛歯状電極シートを用いた積層型二次電池構造。
【図１２】本発明による先端部の細い櫛歯状電極シート
【図１３】負電極を延伸して重ね合わせた積層型二次電池構造。
【図１４】負電極より充電層、正電極を狭くした電池セル。
【図１５】負電極より充電層、正電極を狭くした電池セルの重ね合わせ構造。
【図１６】絶縁層で内部電極の取出し部を被膜した電池セル。
【図１７】絶縁層で内部電極の取出し部を被膜した電池セルの重ね合わせ構造。
【図１８】リード電極を共通化した積層型二次電池
【図１９】電池セルに絶縁層を設けた電池セルで、リード電極を共通化した複数の積層型二次電池。
【図２０】リード電極を共通化した複数の積層型二次電池を折りたたんで重ね合わせた構造を説明する図。
【図２１】リード電極を共通化した複数の積層型二次電池を折りたたんで重ね合わせた積層型二次電池の構造。
【図２２】ゲル状電解質を用いたリチウムイオン二次電池の積層構造の従来例。
【図２３】リチウムイオン二次電池の積層構造の従来例。
【図２４】固体二次電池の積層構造の従来例。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
全固体二次電池は、安全でエネルギー密度が高く薄膜により作製した二次電池は積層した場合も厚さが薄くできる特徴があるが、積層された電池セルを電気的に並列に接続するめに、電極の接続部に取出し用のリード電極を挟むことが必要になる。
【００４３】
本発明は、リード電極を挟んでも厚さを最小限に抑えた積層型二次電池であり、主に正電極又は／及び負電極を薄膜化した電極を使用している二次電池を対象としている。
【００４４】
図１は、本発明を適用する全固体二次電池のユニットである電池セル１０を示している。電池セル１０は、負電極１２と正電極１６に充電層１４が挟まれた構造である。負電極１２と正電極１６は導電性の層であり、同じ材料でもよく、充電層１４に対応して正負が決められる。電池セルは、基板を利用して、基板上に負電極、充電層と正電極を薄膜で形成してもよいが、本発明は、高密度実装のために、出来るだけ厚さを抑えた二次電池の提供を目的としているため、負電極は基板を兼ねた導電性シートとしている。この導電性シートに充電層と正電極をスパッタリングや蒸着等により形成する。正電極は、導電性の良好な金属やＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）で形成される。
【００４５】
勿論、導電性シートを正電極として使用し、その上に充電層と負電極をスパッタリングや蒸着等により形成してもよいが、説明の簡単化のため、以下では、導電性シートを負電極として使用する場合を対象に説明することとする。
【００４６】
充電層の内部は、方式により様々な構造があり特に充電層の構成を限定するものではない。例えば、全固体リチウムイオン二次電池では、の充電層１４は、負極活性物質とイオン伝導性無機物質（固体電解質）と正極活性物質とで構成され、負電極（負極集電体）１２と正電極（正極集電体）１６で挟まれている。また、発明者らは、全固体二次電池を開示しているが、充電層１４は、微粒化した酸化チタンを絶縁被膜したｎ型金属酸化物半導体層と、正電極側へのブロッキング層としてｐ型金属酸化物半導体層から成っている。
【００４７】
図２は、電池セルの各種積層構造１８を示している。図２（Ａ）は、上下の平面を正電極として積層例である。電池セル１０−１と電池セル１−２は、負電極同士で接続され、電池セル１−２と電池セル１０−３は正電極同士で接続され、電池セル１０−３と電池セル１０−４は負電極同士で接続されている。
【００４８】
この物理的な直列積層を電気的な並列接続とするためには、電池セル１０−１と電池セル１０−２の負電極、及び、電池セル１０−３と電池セル１０−４の負電極を接続して負極２２とする。正極２０は、電池セル１０−２と電池セル１０−３の正電極と、上下の最外層面の２つの正電極を接続する。
【００４９】
図２（Ｂ）は、上下の最外層面を負電極とした積層であり、図２（Ｃ）は、奇数個の電池セル１０−１〜１−５を積層し、上の最外層面を正電極、下の最外層を負電極として積層した例であり、いずれも積層によって離間している正電極同士、及び、負電極同士を接続して、電気的な並列接続を実現しており、どのような積層数、積層順であってもよい。以下の説明では、このような積層構造を適宜使い分けているが、基本的にはどの積層構造てあってもよく、説明に使用した構造に限定されない。
【００５０】
図３は、シート状リード電極の取出し構造３０を示す図であり、従来行なわれている電極面にシートを挟んで接続する方法である。図３（Ａ）は断面図を、図３（Ｂ）は平面図を示している。電池セル１０−１〜１０−４を極性を同じくする面同士を接触させて積層し、正極を接続するために正極用シート状リード電極を電池セル１０−１の正極面、電池セル１０−２と電池セル１０−３の正極面同士が接触する面、電池セル１０−４の正極面に配置し、電池セル外部に取出したシート面を接続して正極２０とする。負極２２は、負極用シート状リード電極を、電池セル１０−１と電池セル１０−２の負極面同士が接触する面と、電池セル１０−３と電池セル１０−４の負極面同士が接触する面に配置し、電池セル外部に取出したシート面を接続している。
【００５１】
シート状リード電極を使用する積層構造では、電池セルの電極面を覆うようにシート状リード電極を配置するので、積層した電池セルの厚さに、使用したシート状シード電極の数だけの厚さが加わり、厚さが増加するばかりか、重さもシート状リード電極の数だけ増加する。
【００５２】
本発明は、高密度実装のために積層型二次電池の電極を取り出すために、リード電極を使用しても厚さと重さを最小限とするリード電極の構造と配置を提供する。
【００５３】
図４は、本発明に使用するリード電極であり、図４（Ａ）は、短冊状リード電極を、図４（Ｂ）は線状リード電極を示している。いずれも電池セルの電極面に対して大幅に狭い幅のリード電極であり、電池セルの電極面から外部に電極を取出す端部から、他の端部近辺までの幅の長さのリード電極を設ける。
【００５４】
短冊状リード電極及び線状リード電極は、導電性材料を使用し、その導電率は、接触する電池セルの電極面材料の導電率と等しいか低い材料を使用することが好ましい。外部に電極を取出す端部から他の端部近辺までリード電極を配置することで、リード電極は電池セルの電極との並行接続となる。従って、リード電極を配置した領域での面抵抗は低くなり、配置したリード電極の長さ方向に全般に渡って電極面からの電流が流れこむようになる。
【００５５】
さらにリード電極を配置した部分の面抵抗を低減させてエネルギーの損失を防止するためには、使用するリード電極の抵抗率が、接触する電池セルの電極材料の抵抗率と同じか低い導電性材料を使用することが望ましい。
【００５６】
例えば、図１に示した電池セルの負電極１２に、材質をアルミニウムとするシートを使用した場合は、アルミニウムの抵抗率が２．６５×１０−８Ωｍであるため、リード電極は同じ材料を使用するか、アルミニウムの抵抗率より低い材料を使用する。このような材料としては、抵抗率が２．１１×１０−８Ωｍである銅や、抵抗率が１．５９×１０−８Ωｍの銀がある。
【００５７】
正電極１６は、スパッタリングあるいは蒸着で層を形成するが、例えばＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）を使用した場合は、ＩＴＯの抵抗率は１．５〜２．０×１０−６Ωｍであるため、ＩＴＯの抵抗率より低い黄銅（抵抗率５〜７×１０−８Ωｍ）、ニッケル（抵抗率６．９９×１０−８Ωｍ）、亜鉛（抵抗率６．０２×１０−８Ωｍ）、アルミニウムや銅などがリード電極材料として適している。さらには、ニッケル、鉄とクロムの合金であるニクロムの抵抗率が１．５０×１０−６Ωｍであり、線状リード電極としてニクロム線が利用可能である。
【００５８】
また、酸化亜鉛を正電極として使用した場合は、酸化亜鉛の抵抗率が１×１０−５Ωｍであり、ＩＴＯより高いため、リード電極に使用する材料は、ＩＴＯの場合に例としたと同様の材料が使用できる。
【００５９】
本発明に使用するリード電極は、図４に示した断面形状には特に限定されず、三角形や正方形等の多角形や楕円形状の他、どのような断面形状であってもよい。
（実施例１）
【００６０】
図５は、線状リード電極３８を使用した本発明による積層型二次電池４０の実施例を示している。図５（Ａ）は平面図、図５（Ｂ）は断面図である。上下の最外面を正電極として積層しており、電池セル１０−１と電池セル１０−２は、負電極同士で接続され、電池セル１０−２と電池セル１０−３は正電極同士で接続され、電池セル１０−３と電池セル１０−４は負電極同士で接続されている。
【００６１】
この積層された電池セルの正電極接続用として、上下の最外面に線状リード電極３８−１１と線状リード電極３８−１３を、そして、電池セル１０−２と電池セル１０−３の正電極同士での接触面に線状リード電極３８−１２を配置する。負電極接続は、電池セル１０−１と電池セル１０−２の負電極接触面、電池セル１０−３と電池セル１０−４の負電極接触面に配置される。線状リード電極は、同時に全てが重ならない位置に配置する。図５に示した５本の線状電極が全て同じ位置で重なると、積層型二次電池４０の最も厚い部分は、単純に線状リード電極の数分の厚さが加わるだけだからである。なるべく重ならないように各線状リード電極を分散して配置するのが望ましいが、積層数が多くなり線状リード電極が重ならざるを得ない場合は、最小限の重なりとする。
【００６２】
図５（Ａ）に示したように分散して配置された線状リード電極は、押圧することで図５（Ｂ）に示したように、１つの線状リード電極分の厚さが増加するだけである。図５（Ｂ）は線状リード電極３８−２２が配置された積層型二次電池４０の断面であるが、積層型二次電池４０における厚さは、線状リード電極３８−２２の厚さが増加するだけであり、他の線状リード電極においても同様である。
【００６３】
図６は、図５に示した積層型二次電池４０において、右側面から見た断面図を示している。図６（Ａ）は、積層される電池セル１０−１〜４に対して、正極用の線状リード電極３８−１１〜１３と負極用の線状リード電極３８−２１〜２２を配置した状態であり、図６（Ｂ）は、この状態で押圧して組み立てた後の断面図である。正極用と負極用の線状リード電極を、電池セルの積層方向で重ならないように配置されているため、線状電極１本の厚さ分、即ち、線状電極の断面の直径だけ、積層型二次電池の厚さが増加しているに過ぎない。
【００６４】
更なる利点は、押圧によって電池セルの電極面が線状リード電極を囲むように覆われ、しかもその部分は、線状電極が全く無い部分に比べて厚いので圧力が集中して良好な接触状態となり、接触抵抗が低くなることである。
（接触抵抗の測定）
【００６５】
図７は、本発明で使用したリード電極と導電性シートの接触状態を説明する図である。図７（Ａ）は、短冊状リード電極３６と導電性シート４２の接触状態の断面図、図７（Ｂ）は、線状リード電極３８と導電性シート４２の接触状態の断面図である。図７では上部から一面に加圧した場合について示しており、短冊状リード電極３６は上面が導電性シート４２と接触し、しかも圧力は短冊状リード電極３６の上面に集中するので密着性が良好な接触状態となる。線状リード電極３８の場合は、主に断面の上半分に導電性シートが接触し、上部に行くほど強い圧力で加圧されるので、良好な密着性が得られる。
【００６６】
図８は、接触抵抗の測定方法を示している。図８（Ａ）は、導電性シート４２に電極シート４４４を重ね、図中の破線領域にガラス板を置き錘で加圧した。導電性シート４２と電極シート４４には、抵抗測定器４６を接続している。図８（Ｂ）は、電極シート４４に代えて、短冊状のリード電極５０を５本設けた櫛歯状導電シート４８を使用している。その他の測定条件は、加圧のための錘の重さ等、電極シート４４の場合と同様である。
【００６７】
導電シート４２、電極シート４４及び櫛歯状シートは、厚さ１１μｍのアルミニウムを使用している。電極シート４４は幅７０ｍｍ×長さ９０ｍｍである。櫛歯状電極シート４８は、幅３ｍｍ×長さ９０ｍｍのリード電極５０がピッチ１０ｍｍで、５本設けている。測定時の導電シート４２と電極シート４２の重ね合わせ部分の長さは７０ｍｍであり、リード電極５０も同じく５０ｍｍの長さを重ね合わせた。上部平面からの加重は、それぞれの測定において５００ｇである。
【００６８】
図９は、接触抵抗測定結果５２を示している。図８（Ａ）での電極シート４４に対しての測定結果は面接触抵抗５４で、図８（Ｂ）での櫛歯状導電シート４８に対しての結果は線接触抵抗５６で示している。測定は、それぞれ５回行い、得られた結果をプロットした。
【００６９】
面接触抵抗５４は、約５Ωから８Ωの範囲で抵抗値が測定された。これに対して線接触抵抗５６は、約４Ωでバラツキも少なく、安定で良好な密着状態が得られている。
（実施例２）
【００７０】
図１０は、櫛歯状電極シートを示している。図１０（Ａ）は正極用の櫛歯状電極シート、図１０（Ｂ）は負極用電極シートであり、図５に示した積層型二次電池４０に適用する為の形状である。正極用の電極シートは、短冊状リード電極３６−１１，３６−１２，３６−１３を正極結合部６２で接続する形状として、一体的に作製されている。負電極用の櫛歯状電極シートも同様に、短冊状リード電極３６−２１，３６−２２が負極結合部６４で接続された形状となっている。このように、リード電極を結合部を含めて一体的に形成した形状とすると、組み立てが簡単になる特徴を有する。
【００７１】
正電極用の櫛歯状電極シートと負電極用の櫛歯状電極シートは、それそれが同じ形状であってもよく、この場合は組み立ての際に、リード電極同士が重ならないように配置する。また、接触面に一つのリード電極を配置するだけで無く、複数のリード電極を配置してもよく、必要に応じてリード電極の数を増やすことができる。正極結合部６２及び負極結合部６４も、図１０では単純に結合面を設けた形状としているが、各リード電極が接続されれば、他の任意の形状が可能であり、実装状態に適合させた形状でよい。
【００７２】
図１１は、図１０での櫛歯状電極シート６０を用いた積層型二次電池４０を示している。図１１（Ａ）は平面図、図１０（Ｂ）は断面図である。断面図は、各短冊状リード電極３６−１１，３６−１２，３６−１３，３６−２１，３６−２２が断面となるように位置をずらして示しているが、実際には図５（Ｂ）で示したように、一つの短冊状リード電極の厚さだけ厚くなるだけである。
【００７３】
正極用の櫛歯状リード電極は、積層された電池セルの正電極接続用として、上下の最外面に短冊状リード電極３６−１１と線状リード電極３６−１３を、そして、電池セル１０−２と電池セル１０−３の正電極同士での接触面に短冊状リード電極３６−１２を配置する。負電極接続は、電池セル１０−１と電池セル１０−２の負電極接触面に短冊状リード電極３６−２１、電池セル１０−３と電池セル１０−４の負電極接触面に短冊状リード電極３６−２２が配置される。短冊状リード電極は、同時に全てが重ならない位置に配置する。正電極用のリード電極同士、また、負電極のリード電極同士は結合されているため、短冊状リード電極が配置され、積層された電池セルを押圧して、接触させるだけで、容易に積層型二次電池が作製できる。
【００７４】
図１２は、図１０で示した櫛歯状電極シート６０に対して、先端部を細くした短冊状リード電極を備えた櫛歯状電極シート６６であり、櫛歯状電極シート６０に代えて使用できる。リード電極は、電池セルの電極面と平行で接続されるため、その領域は抵抗が低くなり、矩形の電極に対して幅方向でリード電極を配置すると、電流、即ち電子の移動は、リード電極部に向かって移動し、リード電極に到達すると、リード電極を通って結合部へ移動する。このため、リード電極先端部から結合部方向に向かって電子の数が多くなり、リード電極形状も電子の数に対応して、結合部方向にたいして幅を広げている。
（実施例３）
【００７５】
リード電極は、積層型二次電池においては正極用と負極用に対して電極の引き出しとして使用したが、図１で説明したように、負電極は基板を兼ねた導電性シートを使用してる。このため、負電極を充電層部から延伸して引き出し用の電極とすることができる。
【００７６】
図１３は、負電極を延伸して引き出しようの電極とした積層型辞二次電池である。図１３（Ａ）は、平面図、図１３（Ｂ）は断面図である。正電極用のリード電極部は、それぞれのリード電極の断面部を表示するため、位置を変えた断面を示している。電池セルの積層構造は、図１１と同じであり、従って、正電極の取出し構造は、図１１で説明したと同様である。
【００７７】
負電極１２−１，１２−２，１２−３，１２−４は、電池セル１０−１，１０−２，１０−３，１０−４において、正電極取を取り出した端部と逆側の端部に延伸させている。この延伸部を図１３（Ｂ）に示すように、重ね合わせて接触させることで、リード電極を使用しなくても積層された電池セルの負極部が電気的に接続される。
（実施例４）
【００７８】
図１４は、取出し電極付き電池セル８０である。図１４（Ａ）は平面図、図１４（Ｂ）は断面図である。充電層８４は、導電性の負電極シート８２に対して、四方を負電極で囲まれるように、狭い領域に形成する。負電極の取出し電極は、負電極シート８２の充電層が形成されない部分である。正電極８６は、充電層８４よりも更に狭い領域に、充電層に囲まれるように形成する。
【００７９】
図１５は、取出し電極付き電池セル８０の正電極８６を対向させて重ね合わせる場合の状態を説明する図である。図１５（Ａ）は、取出し電極付き電池セル８０−１の正電極８６−１と取出し電極付き電池セル８０−２の正電極８６−２を対向させ、その間に線状リード電極３８を挟む。線状リード電極３８において、正電極８６−１，８６−２と充電層８４−１，８４−２と接する部分には、短絡防止用の絶縁被膜８８を設けている。
【００８０】
図１５（Ｂ）は、取出し電極付き電池セル８０−１と取出し電極付き電池セル８０−２を積層し、押圧した後の状態であり、線状リード電極３８がある部分の断面図と、線状リード電極３８が無い部分の断面図である。正電極８６−１，８６−２は充電層８４−１，８４−２によって囲まれ、更に、充電層８４−１，８４−２は負電極シートによって囲まれている。充電層８４−１，８４−２と正電極８６−１，８６−２は薄膜化されて薄く、取出し電極付き電池セル８０−１と取出し電極付き電池セル８０−２を積層して押圧すると、充電層８４−１，８４−２と正電極８６−１，８６−２の厚さあまり影響されずに、ほぼ図１５（Ｂ）で示した状態となる。
【００８１】
取出し電極付き電池セル８０では、積層時に充電層８４が正電極８６からはみ出して、充電層８４同士が接触する部分存在することになるが、充電層８４は負電極シート８２によって囲まれている。このため、図１５（Ｂ）の水平方向でみれば、負電極シート８２、充電層８４、正電極８９が順に積層された構造となっており、充電機能を備えている。
【００８２】
充電層８４として、微粒化した酸化チタンを絶縁被膜したｎ型金属酸化物半導体層と、正電極側へのブロッキング層としてｐ型金属酸化物半導体層から成っている二次電池においては、水平方向における充電機能は確認されており、無駄のない充電層の利用が可能である。
【００８３】
この取出し電極付き電池セル８０の構造では、積層する場合に、重ね合わせの位置精度を必要とせず、２つの取出し電極付き電池セル８０がズレて積層されたとしても、正電極８６は面で接触するためにズレは問題ない。また、ズレて積層された場合の充電層８４は、例えば充電層８４−１は、他方の正電極８６−２と接する領域と、他方の充電層８４−２と接する部分と、他方の負電極シートと接する領域が存在する。この場合においても上述したような、水平方向の充電機能を有するのでズレは問題なく、位置精度マージンが広くなり、容易に組み立てができる利点を有する。積層型二次電池として容量を大きくするためには、図１５で示した２つの取出し電極付き電池セル８０の組み合わせを、更に積層し、線状リード電極を接合すれば、積層型二次電池となる。
（実施例５）
【００８４】
全固体リチウムイオン二次電池では、特に固体電解質への湿気の侵入を確実に遮断する必要があるため、充電層の側面に保護膜を設け封止している。保護膜としては、窒化シリコン等の窒化物や樹脂などが一般的に知られている。この保護膜は絶縁性であるために、全固体リチウムイオン二次電池に限らず、他の二次電池の取出し電極の絶縁増としても利用できる。
【００８５】
図１６は、絶縁層付き電池セルを示している。図１６（Ａ）は平面図、図１６（Ｂ）は断面図である。充電層８４及び正電極８６は、負電極シート８２より狭い領域に形成され、充電層８４及び正電極８６の側面は周りを囲む様に絶縁層９２が設けられている。この絶縁層９２を、正電極の取出し側に、負電極８２の端部側面まで覆うように延伸して設けた構造とする。
【００８６】
図１７は、絶縁層付き電池セル９０の正電極８６を対向させて重ね合わせる場合の状態を説明する図である。図１７（Ａ）は、絶縁層付き電池セル９０−１の正電極８６−１と取出し電極付き電池セル９０−２の正電極８６−２を対向させ、その間に線状リード電極３８を状態を示している。線状リード電極３８は、絶縁層９２−１，９２−２で覆われた領域に配置するので、絶縁被膜は不要である。
【００８７】
図１７（Ｂ）は、絶縁層付き電池セル９０−１と絶縁層付き電池セル８０−２を積層し、押圧した後の状態であり、線状リード電極３８がある部分の断面図と、線状リード電極３８が無い部分の断面図である。正電極８６−１，８６−２と充電層８４−１，８４−２は、絶縁層９２−１，９２−２によって囲まれ、線状リード電極３８も絶縁層９２−１，９２−２によって囲まれているので、線状リード電極３８が他の層と短絡することが無い。図１７で示した２つの絶縁層付き電池セル９０の組み合わせを、更に積層し、線状リード電極を接合すれば、積層型二次電池となる。
（実施例６）
【００８８】
線状リード電極は、細い線であり簡単に長さを長くすることができ、取り扱いも容易であるため、線状リード電極を複数の積層型二次電池に共通する取出し電極として利用可能である。
図１８は、２個の積層型二次電池に対して、リード電極を共通にした積層型二次電池の作製例を示している。図１８（Ａ）は平面図、図１８（Ｂ）は、（Ａ）の積層型二次電池４０−１の右側面から見た断面図である。ここでは２個の積層型二次電池を示しているが、線状リード電極を共通にする積層型二次電池は、２個に限らず何個でも並べることが出来る。
【００８９】
作製方法は簡単であり、図１８の例では、まず線状リード電極３８−２３を直線的に張って、その上に電池セルを平行に２個置く。積層型二次電池は４０−１と積層型二次電池４０−２は平行して同じ作業で出来るため、積層型二次電池４０−１について説明すると、線状リード電極３８−２３の上に電池セル１４を置き、次に線状リード電極３８−１２を置き、電池セル１０−１３置く。同じプロセスで順に、線状リード電極３０−２２、電池セル１０−１２、線状リード電極３８−１１、電池セル１０−１１、線状リード電極３８−２１置く。最後に加圧して積層型二次電池４０−１と積層型二次電池４０−２が完成する。
【００９０】
このようにして線状リード電極を共通とした積層型二次電池は、複数とを同時に作製でき、平行接続された積層型二次電池として、また、共通する線状リード電極を切断すれば個々の積層型二次電池として使用でき、大量に生産が可能である。
（実施例７）
【００９１】
図１９は、絶縁層付き電池セルを用いて線状リード電極を共通化した絶縁層付き積層型二次電池の作製例であり、図１９（Ａ）は平面図、図１９（Ｂ）は積層型二次電池９４−１の断面図である。絶縁層付き積層型二次電池９４−１，９４−２は、絶縁層付き電池セル９０−１１，９０−１２，９０−１３，９０−１４，９０−１の，絶縁層９２−１，９２−２を両端まで延ばして作製し、正極用の線状リード電極３８−１１，３８―１２、３８―１３は、積層型二次電池９４−１，９４−２で共通化している。負電極シートで負電極の取り出しを兼用しているので、絶縁層付き積層型二次電池９４−１及び絶縁層付き積層型二次電池９４−２とも個別には負電極の取出しは不要であるが、絶縁層付き積層型二次電池９４−１と絶縁層付き積層型二次電池９４−２の負電極を接続する線状リード電極３８−２１が必要となる。
【００９２】
この負電極を接続する線状リード電極３８−２１は、図１９では負電極取出し部の最上位面に配置しているが、積層型二次電池９４−１では、積層した各絶縁層付き電池セル９０−１１，９０−１２，９０−１３，９０−１４，９０−１５のどの接触面であってもよい。また、当然のことながら、正電極用の線状リード電極３８−１１，３８―１２、３８―１３とは重なることがない。
【００９３】
絶縁層付き電池セルを用いて線状リード電極を共通化した例として説明したが、この場合も作製後に、個々の積層型二次電池として利用する場合は、各積層型二次電池の負電極を接続する線状リード電極３８−２１は不要である。
（実施例８）
【００９４】
図２０は、絶縁層付き積層型二次電池同士を積層して電気的に並列接続して容量を大幅に増大させる場合の絶縁層付き積層型二次電池の作製例を示している。図２０（Ａ）は平面図、図２０（Ｂ）は絶縁層付き積層型二次電池９４−１の断面図である。図２０（Ａ）は２個の絶縁層付き積層型二次電池９４−１，９４−２を示しているが、正電極用の線状リード電極３８−２１，３８−２２，３８−２３で折り曲げて、蛇腹状に複数の絶縁層付き積層型二次電池を積層することができ、積層数分の絶縁層付き積層型二次電池を同時に作製する。
【００９５】
絶縁層付き積層型二次電池９４−１は、絶縁層付き電池セル９０−１１の絶縁層９２−１を両端まで延ばして作製し、積層する絶縁層付き電池セル９０−１１，９０−１２，９０−１３，９０−１４，９０−１５，９０−１６も同様に絶縁層は負電極シートの両端まで延伸して形成されている。絶縁層付き積層型二次電池９４−２についても同様の構成となっている。図２０で示したように、個々の絶縁層付き積層型二次電池は更に積層されるので、積層する絶縁層付き積層型二次電池同士の負電極が接続されるように、両側の最外層が負電極となるように絶縁層付き電池セルを積層する。これの構造により、積層するだけで負電極同士の接続が可能となる。
【００９６】
図２１は、図２１で示した２個の絶縁層付き積層型二次電池を折り曲げて積層した状態を示す図である。図２１（Ａ）は積層した絶縁層付き積層型二次電池の線状リード電極を示した断面図で、断面の位置を線状リード電極の位置に合わせてずらしている。図２１（Ｂ）は図２１（Ａ）の右側面からみた断面図である。絶縁層付き積層型二次電池９４−１に、絶縁層付き積層型二次電池９４−２を折りたたんで積層し、負電極である最外層を接続する。正電極用の線状リード電極３８−２１，３８−２２，３８−２３は、いずれかの箇所で接続することにより、全ての正電極が接続された正極となる。
【００９７】
絶縁層付き積層型二次電池９４−１に対して、絶縁層付き積層型二次電池９４−２を折りたたんで積層するため、線絶縁層付き積層型二次電池９４−１と絶縁層付き積層型二次電池９４−２は接触面に対して対称な位置関係となり、絶縁層付き電池セル９０−２１，９０−２２，９０−２３，９０−２４，９０−２５，９０−２６も、絶縁層付き電池セル９０−１１，９０−１２，９０−１３，９０−１４，９０−１５，９０−１６に対して対称な関係となる。このため、線状リード電極３８−２１，３８−２２，３８−２３は、それそれが重なった位置となり、同一位置に２つの線状リード電極が存在することとなる。この位置関係では、線状リード電極が重なった部分では、厚さが厚くなる。これを避けるためには、折りたたんで積層する絶縁層付き積層型二次電池９４−２の位置を、少なくとも線状リード電極分だけずらせばよい。
【００９８】
以上、本発明の実施形態を説明したが、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。
【符号の説明】
【００９９】
１０，１０−１，１０−２，１０−３，１０−４，１０−５  電池セル
１２，１２−１，１２−２，１２−３，１２−４  負電極
１４  充電層
１６  正電極
１８  電池セルの各種積層構造
２０  正極
２２  負極
３０  シート状リード電極の取出し
３２  正極用シート状リード電極
３４  負極用シート状リード電極
３６  短冊状リード電極
３８，３８−１１，３８−１２，３８−１３，３８−２１，３８−２２  線状リード電極
４０  積層型二次電池
４２  導電性シート
４４  電極シート
４６  抵抗測定器
４８  櫛歯状導電シート
５０  リード電極
５２  接触抵抗測定結果
５４  面接触抵抗
５６  線接触抵抗
６０，６６  櫛歯状電極シート
６２  正極結合部
６４  負極結合部
７０  積層型二次電池
８０，８０−１，８０−２  取出し電極付き電池セル
８２，８２−１，８２−２  負電極シート
８４，８４−１，８４−２  充電層
８６，８６−１，８６−２  正電極
８８  絶縁被膜
９０，９０−１，９０−２  絶縁層付き電池セル
９２，９２−１，９２−２  絶縁層
９４  絶縁層付きの積層型二次電池
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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