CN109983614A - 锂离子二次电池、锂离子二次电池的电池结构、锂离子二次电池的制造方法 - Google Patents

锂离子二次电池、锂离子二次电池的电池结构、锂离子二次电池的制造方法 Download PDF

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Abstract

锂离子二次电池(1)具备电池单元(50)和外装部(30)，电池单元(50)包含金属制的基板(5)、在基板(5)的正面形成的第1电池部(10)和在背面形成的第2电池部(20)，外装部(30)在内部收纳第1电池部(10)和第2电池部(20)。在外装部(30)中，第1金属层(313)与第1电池部(10)的第1负极集电体层(14)连接，第2金属层(323)与第2电池部(20)的第2负极集电体层(24)连接，通过将第1金属层(313)与第2金属层(323)连接，使得在外装部(30)内，第1电池部(10)与第2电池部(20)并联。

Description

锂离子二次电池、锂离子二次电池的电池结构、锂离子二次电 池的制造方法
技术领域
本发明涉及锂离子二次电池、锂离子二次电池的电池结构、锂离子二次电池的制造方法。
背景技术
已知锂离子二次电池具备能够充放电的电池部、和通过在内部收纳电池部而将电池部以与外部气体等隔绝的方式密封的外装部，所述电池部包括含有正极活性物质的正极、含有负极活性物质的负极、以及具有锂离子传导性并且介于正极与负极之间的电解质。
锂离子二次电池的外装部需求对于气体、液体和固体的高的阻隔性。专利文献1记载了使用将金属箔层和热熔性树脂层层叠而成的层压外装材料，在将电池部收纳于层压外装材料的内侧的状态下将热熔薄膜彼此热熔合，由此构成外装部。
另外，作为构成电池部的电解质，一直以来使用有机电解液等。与此相对，专利文献2记载了使用由无机材料构成的固体电解质作为电解质，并且全都由薄膜构成负极、固体电解质和正极。
在先技术文献
专利文献1：日本特开2016-129091号公报
专利文献2：日本特开2013-73846号公报
发明内容
在使用薄膜型的电池部和在内部收纳电池部的外装部(收纳部)构成锂离子电池的情况下，为了得到更大的容量，需要使用连接线等将多个锂离子电池并联。
本发明的目的是通过简单的结构增大具备固体电解质的薄膜型的锂离子二次电池的容量。
本发明的锂离子二次电池，包括基板、正面电池部、背面电池部和收纳部，所述基板具有导电性，所述正面电池部具备：层叠于所述基板的正面侧、以第1极性吸藏和释放锂离子的正面第1电极层；层叠于该正面第1电极层、具有显示锂离子传导性的无机固体电解质的正面固体电解质层；以及层叠于该正面固体电解质层、以与该第1极性相反的第2极性吸藏和释放锂离子的正面第2电极层，所述背面电池部具备：层叠于所述基板的背面侧、以所述第1极性吸藏和释放锂离子的背面第1电极层；层叠于该背面第1电极层、具有显示锂离子传导性的无机固体电解质的背面固体电解质层；以及层叠于该背面固体电解质层、以所述第2极性吸藏和释放锂离子的背面第2电极层，所述收纳部具备金属层和树脂层，所述树脂层以形成露出该金属层的一部分的露出部的方式层叠于该金属层，所述收纳部在内部收纳所述正面电池部和所述背面电池部，并且在该露出部，该金属层与所述正面第2电极层和所述背面第2电极层电连接。
这样的锂离子二次电池中，可以设为其特征在于，所述收纳部具有第1层叠薄膜和第2层叠薄膜，所述第1层叠薄膜具备作为所述金属层的第1金属层和作为所述树脂层的第1树脂层，所述第1树脂层以在该第1金属层的一侧的表面形成露出该第1金属层的一部分的第1露出部的方式层叠于该第1金属层，从该第1露出部露出的该第1金属层与所述正面第2电极层电连接，所述第2层叠薄膜具备作为所述金属层的第2金属层和作为所述树脂层的第2树脂层，所述第2树脂层以在该第2金属层的一侧的表面形成露出该第2金属层的一部分的第2露出部的方式层叠于该第2金属层，从该第2露出部露出的该第2金属层与所述背面第2电极层电连接，从所述第1露出部露出的所述第1金属层与从所述第2露出部露出的所述第2金属层电连接，并且在所述第1层叠薄膜与所述第2层叠薄膜之间将所述正面电池部和所述背面电池部密封。
另外，可以设为其特征在于，所述基板由不锈钢构成，所述金属层由铝构成。
另外，可以设为其特征在于，设置于所述正面电池部的所述正面第2电极层与从所述第1层叠薄膜的所述第1露出部露出的所述第1金属层直接接触，设置于所述背面电池部的所述背面第2电极层与从所述第2层叠薄膜的所述第2露出部露出的所述第2金属层直接接触。
另外，从另一个角度来看，本发明的锂离子二次电池的电池结构包括基板、正面电池部和背面电池部，所述基板具有导电性，所述正面电池部具备：层叠于所述基板的正面侧、以第1极性吸藏和释放锂离子的正面第1电极层；层叠于该正面第1电极层、具有显示锂离子传导性的无机固体电解质的正面固体电解质层；以及层叠于该正面固体电解质层、以与该第1极性相反的第2极性吸藏和释放锂离子的正面第2电极层，所述背面电池部具备：层叠于所述基板的背面侧、以所述第1极性吸藏和释放锂离子的背面第1电极层；层叠于该背面第1电极层、具有显示锂离子传导性的无机固体电解质的背面固体电解质层；以及层叠于该背面固体电解质层、以所述第2极性吸藏和释放锂离子的背面第2电极层。
这样的锂离子二次电池的电池结构中，可以设为其特征在于，所述正面第1电极层和所述背面第1电极层由相同材料构成，所述正面固体电解质层和所述背面固体电解质层由相同材料构成，所述正面第2电极层和所述背面第2电极层由相同材料构成。
另外，可以设为其特征在于，还包括将所述正面电池部的所述正面第2电极层与所述背面电池部的所述背面第2电极层电连接的连接构件。
另外，从另一个角度来看，本发明的锂离子二次电池的制造方法包括以下工序：对于具有正面和背面的基板，在该正面形成以第1极性吸藏和释放锂离子的正面第1电极层，并且在该背面形成以该第1极性吸藏和释放锂离子的背面第1电极层的工序；在所述正面第1电极层上形成具有显示锂离子传导性的无机固体电解质的正面固体电解质层，并且在所述背面第1电极层上形成具有显示锂离子传导性的无机固体电解质的背面固体电解质层的工序；以及在所述正面固体电解质层上形成以与所述第1极性相反的第2极性吸藏和释放锂离子的正面第2电极层，并且在所述背面固体电解质层上形成以该第2极性吸藏和释放锂离子的背面第2电极层的工序。
根据本发明，能够通过简单的结构增大具备固体电解质的薄膜型的锂离子二次电池的容量。
附图说明
图1(a)、(b)是用于说明本实施方式应用的锂离子二次电池的整体结构的图。
图2是图1(a)的II-II截面图。
图3是图1(a)的III-III截面图。
图4是图1(a)的IV-IV截面图。
图5是图1(a)的V-V截面图。
图6(a)、(b)是电池单元的立体图。
图7(a)、(b)是第1层叠薄膜的立体图。
图8(a)、(b)是第2层叠薄膜的立体图。
图9是用于说明锂离子二次电池的制造方法的流程图。
图10是用于说明实施方式的变形例的图，是图1(a)的IV-IV截面图。
图11(a)、(b)是实施方式的变形例中的电池单元的立体图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。再者，以下的说明所参照的附图中的各部分的大小、厚度等，有时与实际的尺寸不同。
[锂离子二次电池的结构]
图1是用于说明本实施方式应用的锂离子二次电池1的整体结构的图。图1(a)是从正面观察锂离子二次电池1的图，图1(b)是从背面观察锂离子二次电池1的图。
另外，图2表示图1(a)的II-II截面图，图3表示图1(a)的III-III截面图，图4表示图1(a)的IV-IV截面图，图5表示图1(a)的V-V截面图。再者，图1(a)是从IA方向观察图2～图5的图，图1(b)是从IB方向观察图2～图5的图。
本实施方式的锂离子二次电池1，具备包含利用锂离子进行充放电的第1电池部10和第2电池部20的电池单元50、以及通过在内部收纳第1电池部10和第2电池部20而将这些第1电池部10和第2电池部20以与外部气体等隔离的方式密封的外装部30。本实施方式的锂离子二次电池1，整体来看呈现长方体状(实际为片状)的形状。
[电池单元的结构]
作为锂离子二次电池1的电池结构的一例的电池单元50，具备作为锂离子二次电池1的一方的电极(在此为正极)发挥作用的基板5、设置于基板5的一侧的表面(称为正面)的第1电池部10、和设置于基板5的另一侧的表面(称为背面)的第2电池部20。本实施方式中，如后所述，采用溅射法在基板5的正面和背面形成第1电池部10和第2电池部20，因此电池单元50是将基板5、第1电池部10和第2电池部20一体化的结构。
图6是用于说明电池单元50的结构的图，(a)示出从正面侧(图2中的上侧)观察的立体图，(b)示出从背面侧(图2中的下侧)观察的立体图。以下，除了图1～图5以外也参照图6，对电池单元50的结构进行说明。
[基板]
基板5是具有导电性的薄板状的构件，只要适合于采用溅射法进行成膜，就不特别限定，例如可以使用各种金属板。如果考虑到基板5被用于采用溅射法形成第1电池部10和第2电池部20，优选使用机械强度高的不锈钢箔。另外，也可以使用由镍、锡、铜、铬等导电性金属镀敷的金属箔。本实施方式中，作为基板5使用了不锈钢箔。
基板5的厚度可以设为20μm以上且200μm以下。如果基板5的厚度小于20μm，则在制造金属箔时的压延或热封时容易产生针孔和断裂，并且在作为正极使用的情况下电阻值会增高。另一方面，如果基板5的厚度大于200μm，则由于电池的厚度和重量的增加，会导致体积能量密度和重量能量密度降低。另外，电池的柔软性会降低。在本实施方式中，将基板5的厚度设为30μm。
[第1电池部]
作为正面电池部的一例的第1电池部10，具有层叠于基板5的正面(图2中的上侧)的第1正极层11、层叠于第1正极层11上的第1固体电解质层12、层叠于第1固体电解质层12上的第1负极层13、以及层叠于第1负极层13上的第1负极集电体层14。其中，位于第1电池部10的一侧的端部(图2中的下侧)的第1正极层11与基板5的表面接触。与此相对，位于第1电池部10的另一侧的端部(图2中的上侧)的第1负极集电体层14与后述的设置于第1层叠薄膜31的第1金属层313接触。
以下对第1电池部10的各构成要素进行更详细的说明。
(第1正极层)
作为正面第1电极层的一例的第1正极层11是固体薄膜，只要包含以作为第1极性的一例的正极性吸藏和释放锂离子的正极活性物质，就不特别限定，例如可以使用包含选自锰(Mn)、钴(Co)、镍(Ni)、铁(Fe)、钼(Mo)、钒(V)之中的一种以上金属的氧化物、硫化物或磷氧化物等各种材料构成的物质。本实施方式中，作为第1正极层11使用了Li2Mn2O4。
第1正极层11的厚度例如可以设为10nm以上且40μm以下。如果第1正极层11的厚度小于10nm，则所得到的第1电池部10的容量过小，不实用。另一方面，如果第1正极层11的厚度大于40μm，则层的形成会相当花费时间，导致生产性降低。本实施方式中，将第1正极层11的厚度设为600nm。
另外，第1正极层11可以具有晶体结构，也可以是不具有晶体结构的非晶态，从与锂离子的吸藏和释放相伴的膨胀和收缩更加各向同性这一点出发，优选非晶态。
另外，作为第1正极层11的制造方法，可以采用各种PVD(物理气相沉积)、各种CVD(化学气相沉积)等公知的成膜方法，从生产效率的观点出发，优选采用溅射法(溅射沉积)。该情况下，根据在形成第1正极层11时使用的溅射靶，可以采用DC溅射法，也可以采用RF溅射法。在使用上述Li2Mn2O4作为第1正极层11的情况下，优选采用RF溅射法。
(第1固体电解质层)
作为正面固体电解质层的一例的第1固体电解质层12，是由无机材料(无机固体电解质)构成的固体薄膜，只要显示锂离子传导性就不特别限定，可以使用氧化物、氮化物、硫化物等各种材料构成的物质。在本实施方式中，作为第1固体电解质层12使用了将Li3PO4中的氧的一部分置换为氮的LiPON(LixPOyNz)。
第1固体电解质层12的厚度例如可以设为10nm以上且10μm以下。如果第1固体电解质层12的厚度小于10nm，则在所得到的第1电池部10中，在第1正极层11与第1负极层13之间容易发生泄漏。另一方面，如果第1固体电解质层12的厚度大于10μm，则锂离子的移动距离会变长，充放电速度减缓。本实施方式中，将第1固体电解质层12的厚度设为200nm。
另外，第1固体电解质层12可以具有晶体结构，也可以是不具有晶体结构的非晶态，从由热导致的膨胀和收缩更加各向同性这一点出发，优选为非晶态。
另外，作为第1固体电解质层12的制造方法，可以采用各种PVD(物理气相沉积)、各种CVD(化学气相沉积)等公知的成膜方法，从生产效率的观点出发，优选采用溅射法(溅射沉积)。该情况下，在形成第1固体电解质层12时使用的溅射靶大多是绝缘体，因此优选采用RF溅射法。
(第1负极层)
作为正面第2电极层的一例的第1负极层13是固体薄膜，只要包含以作为第2极性的一例的负极性吸藏和释放锂离子的负极活性物质，就不特别限定，例如可以使用碳(C)、硅(Si)。本实施方式中，作为第1负极层13使用了添加有硼(B)的硅(Si)。
第1负极层13的厚度例如可以设为10nm以上且40μm以下。如果第1负极层13的厚度小于10nm，则所得到的第1电池部10的容量过小，不实用。另一方面，如果第1负极层13的厚度大于40μm，则层的形成会相当花费时间，导致生产性降低。本实施方式中，将第1负极层13的厚度设为100nm。
另外，第1负极层13可以具有晶体结构，也可以是不具有晶体结构的非晶态，从与锂离子的吸藏和释放相伴的膨胀和收缩更加各向同性这一点出发，优选为非晶态。
另外，作为第1负极层13的制造方法，可以采用各种PVD(物理气相沉积)、各种CVD(化学气相沉积)等公知的成膜方法，但从生产效率的观点出发，优选采用溅射法(溅射沉积)。该情况下，用于形成第1负极层13的溅射靶大多为半导体，因此优选采用DC溅射法。
(第1负极集电体层)
第1负极集电体层14是固体薄膜，只要具有电子传导性就不特别限定，例如可以使用钛(Ti)、铝(Al)、铜(Cu)、铂(Pt)、金(Au)等金属、包含它们的合金的导电性材料。本实施方式中，作为第1负极集电体层14使用了钛(Ti)。
第1负极集电体层14的厚度例如可以设为5nm以上且50μm以下。如果第1负极集电体层14的厚度小于5nm，则集电功能降低，不实用。另一方面，如果第1负极集电体层14的厚度大于50μm，则层的形成会相当花费时间，导致生产性降低。本实施方式中，将第1负极集电体层14的厚度设为200nm。
另外，作为第1负极集电体层14的制造方法，可以采用各种PVD(物理气相沉积)、各种CVD(化学气相沉积)等公知的成膜方法，从生产效率的观点出发，优选采用溅射法(溅射沉积)。该情况下，用于形成第1负极集电体层14的溅射靶是金属(Ti)，因此优选采用DC溅射法。
[第2电池部]
作为背面电池部的一例的第2电池部20，具有层叠于基板5的背面(图2中的下侧)的第2正极层21、层叠于第2正极层21上的第2固体电解质层22、层叠于第2固体电解质层22上的第2负极层23、以及层叠于第2负极层23上的第2负极集电体层24。其中，位于第2电池部20的一侧的端部(图2中的上侧)的第2正极层21与基板5的背面接触。与此相对，位于第2电池部20的另一侧的端部(图2中的下侧)的第2负极集电体层24与后述的设置于第2层叠薄膜32的第2金属层323接触。
下面，对第2电池部20的各构成要素进行更详细的说明。
(第2正极层)
作为背面第1电极层的一例的第2正极层21是固体薄膜，只要包含以作为第1极性的一例的正极性吸藏和释放锂离子的正极活性物质，就不特别限定。
作为第2正极层21，可以使用关于上述第1正极层11进行了说明的材料。此时，第2正极层21和第1正极层11可以由相同材料构成，也可以由不同材料构成。另外，第2正极层21的厚度可以设为与第1正极层11相同的厚度，也可以设为不同的厚度。从使第1电池部10和第2电池部20的各容量均衡化的观点出发，优选使它们相同。本实施方式中，作为第2正极层21使用了厚度为600nm的Li2Mn2O4(非晶态)。
另外，作为第2正极层21的制造方法，可以与第1正极层11相同，也可以不同，从生产效率的观点出发优选相同，进而更优选同时形成第1正极层11和第2正极层21。
(第2固体电解质层)
作为背面固体电解质层的一例的第2固体电解质层22，是由无机材料(无机固体电解质)构成的固体薄膜，只要显示锂离子传导性，就不特别限定。
作为第2固体电解质层22，可以使用关于上述第1固体电解质层12进行了说明的材料。此时，第2固体电解质层22和第1固体电解质层12可以由相同材料构成，也可以由不同材料构成。另外，第2固体电解质层22的厚度可以设为与第1固体电解质层12相同的厚度，也可以设为不同的厚度。从使第1电池部10和第2电池部20的各容量均衡化的观点出发，优选使它们相同。本实施方式中，作为第2固体电解质层22使用了厚度为200nm的LiPON(LixPOyNz)(非晶态)。
另外，作为第2固体电解质层22的制造方法，可以与第1固体电解质层12相同，也可以不同，从生产效率的观点出发优选相同，进而更优选同时形成第1固体电解质层12和第2固体电解质层22。
(第2负极层)
作为背面第2电极层的一例的第2负极层23是固体薄膜，只要包含以作为第2极性的一例的负极性吸藏和释放锂离子的负极活性物质，就不特别限定。
作为第2负极层23，可以使用关于上述第1负极层13进行了说明的材料。此时，第2负极层23与第1负极层13可以由相同材料构成，也可以由不同材料构成。另外，第2负极层23的厚度可以设为与第1负极层13相同的厚度，也可以设为不同的厚度。从使第1电池部10和第2电池部20的各容量均衡化的观点出发，优选使它们相同。本实施方式中，作为第2负极层23使用了厚度为100nm的添加了硼(B)的硅(Si)(非晶态)。
另外，作为第2负极层23的制造方法，可以与第1负极层13相同，也可以不同，从生产效率的观点出发优选相同，进而更优选同时形成第1负极层13和第2负极层23。
(第2负极集电体层)
第2负极集电体层24是固体薄膜，只要具有电子传导性就不特别限定。
作为第2负极集电体层24，可以使用关于上述第1负极集电体层14进行了说明的材料。此时，第2负极集电体层24和第1负极集电体层14可以由相同材料构成，也可以由不同材料构成。另外，第2负极集电体层24的厚度可以设为与第1负极集电体层14相同的厚度，也可以设为不同的厚度。从使第1电池部10和第2电池部20的各容量均衡化的观点出发，优选使它们相同。本实施方式中，作为第2负极集电体层24使用了厚度为100nm的钛(Ti)。
另外，作为第2负极集电体层24的制造方法，可以与第1负极集电体层14相同，也可以不同，从生产效率的观点出发优选相同，进而更优选同时形成第1负极集电体层14和第2负极集电体层24。
[外装部的构成]
接着，对外装部30的构成进行说明。
作为收纳部的一例的外装部30，具有配置于与电池单元50中的第1电池部10相对的一侧(图2中的上侧)的第1层叠薄膜31、和配置于与电池单元50中的第2电池部20相对的一侧(图2中的下侧)的第2层叠薄膜32。第1层叠薄膜31和第2层叠薄膜32在第1电池部10和第2电池部20的整个周围热熔合，由此将第1电池部10和第2电池部20密封。
[第1层叠薄膜]
首先，对第1层叠薄膜31进行说明。
图7是用于说明第1层叠薄膜31的构成的图，(a)表示从背面侧(图2中的下侧)观察的立体图，(b)表示从正面侧(图2中的上侧)观察的立体图。以下，除了图1～图6以外也参照图7，对第1层叠薄膜31的构成进行说明。
第1层叠薄膜31是将第1耐热性树脂层311、第1外侧粘接层312、第1金属层313、第1内侧粘接层314和第1热熔性树脂层315以该顺序呈薄膜状层叠而构成的。即、第1层叠薄膜31是通过将第1耐热性树脂层311、第1金属层313和第1热熔性树脂层315经由第1外侧粘接层312和第1内侧粘接层314贴合而构成的。
另外，在第1层叠薄膜31中的第1热熔性树脂层315的形成面侧(外装部30的内侧)，设有由于不存在第1热熔性树脂层315和第1内侧粘接层314而部分露出第1金属层313的一侧的面(内侧的面)的第1内侧露出部316。作为第1露出部的一例的第1内侧露出部316具备呈长方形状并且设置于第1层叠薄膜31的大致中央部的成为收纳第1电池部10的部位的第1电池用露出部316a。另外，第1内侧露出部316具备分别呈长方形状并且夹着上述第1电池用露出部316a而平行设置的成为作为连接构件发挥作用的部位的第1电极用露出部316b。
另外，在第1层叠薄膜31中的第1耐热性树脂层311的形成面侧(外装部30的外侧)，设有由于不存在第1外侧粘接层312和第1耐热性树脂层311而部分露出第1金属层313的另一侧的面(外侧的面)的第1外侧露出部317。
并且，在第1层叠薄膜31之中与上述第1外侧露出部317相邻的部位，设有将第1耐热性树脂层311、第1外侧粘接层312、第1金属层313、第1内侧粘接层314和第1热熔性树脂层315一体切割而成的第1切口部318。
下面，对第1层叠薄膜31的各构成要素进行更详细的说明。
(第1耐热性树脂层)
第1耐热性树脂层311是外装部30中的最外层，使用对于来自外部的穿刺、磨损等的耐性高并且在将第1热熔性树脂层315热熔合时的熔合温度下不会熔融的耐热性树脂。作为第1耐热性树脂层311，优选使用熔点比构成第1热熔性树脂层315的热熔性树脂的熔点高10℃以上的耐热性树脂，特别优选使用熔点比该热熔性树脂的熔点高20℃以上的耐热性树脂。本实施方式中，如后所述，第1金属层313兼作第1电池部10的负极，因此从安全性的观点出发，作为第1耐热性树脂层311使用电阻值高的绝缘性树脂。
作为第1耐热性树脂层311并不特别限定，例如可举出聚酰胺薄膜、聚酯薄膜等，优选使用它们的拉伸薄膜。其中，从成形性和强度出发，特别优选双轴拉伸聚酰胺薄膜、双轴拉伸聚酯薄膜、或包含它们的多层薄膜，更优选使用双轴拉伸聚酰胺薄膜与双轴拉伸聚酯薄膜贴合而成的多层薄膜。作为聚酰胺薄膜并不特别限定，例如可举出6-聚酰胺薄膜、6,6-聚酰胺薄膜、MXD聚酰胺薄膜等。另外，作为双轴拉伸聚酯薄膜，可举出双轴拉伸聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)薄膜、双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜等。本实施方式中，作为第1耐热性树脂层311使用了尼龙薄膜(熔点：220℃)。
第1耐热性树脂层311的厚度可以设为9μm以上且50μm以下。如果第1耐热性树脂层311的厚度小于9μm，则作为第1电池部10和第2电池部20的外装部30难以确保足够的强度。另一方面，如果第1耐热性树脂层311的厚度大于50μm，则电池变厚从而不优选，并且制造成本增高。本实施方式中，将第1耐热性树脂层311的厚度设为25μm。
(第1外侧粘接层)
第1外侧粘接层312是用于将第1耐热性树脂层311和第1金属层313粘接的层。作为第1外侧粘接层312，例如优选使用包含由作为主成分的聚酯树脂和作为固化剂的多官能异氰酸酯化合物构成的双组分固化性聚酯-聚氨酯系树脂或聚醚-聚氨酯系树脂的粘接剂。本实施方式中，作为第1外侧粘接层312使用了双组分固化型聚酯-聚氨酯系粘接剂。
(第1金属层)
在使用第1层叠薄膜31构成外装部30的情况下，第1金属层313是承担阻止(阻隔)氧气、水分等从外装部30的外部侵入到配置于其内部的第1电池部10和第2电池部20(特别是第1电池部10)的作用的层。另外，第1金属层313如后所述还承担作为第1电池部10的负极的内部电极的作用、和作为与设置于外部的载荷(未图示)电连接的负极的外部电极的作用。因此，第1金属层313使用具有导电性的金属箔。
作为第1金属层313并不特别限定，例如优选使用铝箔、铜箔、镍箔、不锈钢箔、或它们的复合箔、它们的退火箔或未退火箔等。另外，也可以使用由镍、锡、铜、铬等导电性金属镀敷了的金属箔。本实施方式中，作为第1金属层313使用了由JIS H4160规定的A8021H-O材料构成的铝箔。
第1金属层313的厚度可以设为20μm以上且200μm以下。如果第1金属层313的厚度小于20μm，则在制造金属箔时的压延、热封时容易产生针孔或断裂，并且作为电极使用的情况下的电阻值会增高。另一方面，如果第1金属层313的厚度大于200μm，则有可能在热熔合时热分散而导致热熔合不完全。并且由于电池变厚也不优选。本实施方式中，将第1金属层313的厚度设为40μm。
(第1内侧粘接层)
第1内侧粘接层314是用于将第1金属层313和第1热熔性树脂层315粘接的层。作为第1内侧粘接层314，例如优选使用由聚氨酯系粘接剂、丙烯酸系粘接剂、环氧系粘接剂、聚烯烃系粘接剂、弹性体粘接剂、氟粘接剂等形成的粘接剂。其中，优选使用丙烯酸系粘接剂、聚烯烃系粘接剂，该情况下，能够提高第1层叠薄膜31对于水蒸气的阻隔性。另外，优选使用酸改性的聚丙烯、聚乙烯等粘接剂。本实施方式中，作为第1内侧粘接层314使用了酸改性聚丙烯系粘接剂。
(第1热熔性树脂层)
作为第1树脂层的一例的第1热熔性树脂层315，是外装部30中的最内层，使用对于构成第1电池部10和第2电池部20的各层的材料的耐性高并且在上述熔合温度下熔融从而与第2层叠薄膜32的第2热熔性树脂层325(详情会在后面说明)熔合的热塑性树脂。本实施方式中，如上所述，第1金属层313兼作第1电池部10的负极，因此从安全性的观点出发，作为第1热熔性树脂层315使用电阻值高的绝缘性树脂。
作为第1热熔性树脂层315，并没有特别限定，例如优选使用聚乙烯、聚丙烯、烯烃系共聚物、它们的酸改性物和离聚物等。其中，作为烯烃系共聚物，可例示EVA(乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)、EAA(乙烯-丙烯酸共聚物)、EMAA(乙烯-甲基丙烯酸共聚物)。另外，只要能够满足与第1耐热性树脂层311的熔点的关系，也可以使用聚酰胺薄膜(例如12尼龙)、聚酰亚胺薄膜。本实施方式中，作为第1热熔性树脂层315使用了无轴拉伸聚丙烯薄膜(熔点：165℃)。
第1热熔性树脂层315的厚度可以设为20μm以上且80μm以下。如果第1热熔性树脂层315的厚度小于20μm，则容易产生针孔。另一方面，如果第1热熔性树脂层315的厚度大于80μm，则电池会变厚，因此不优选。另外，由于隔热性提高，有可能导致热熔合不完全。本实施方式中，将第1热熔性树脂层315的厚度设为30μm。
[第2层叠薄膜]
接着，对第2层叠薄膜32进行说明。
图8是用于说明第2层叠薄膜32的结构的图，(a)表示从正面侧(图2中的上侧)观察的立体图，(b)表示从背面侧(图2中的下侧)观察的立体图。以下，除了图1～图7以外还参照图8，对第2层叠薄膜32的结构进行说明。
第2层叠薄膜32是将第2耐热性树脂层321、第2外侧粘接层322、第2金属层323、第2内侧粘接层324和第2热熔性树脂层325以该顺序呈薄膜状层叠而构成的。即、第2层叠薄膜32是通过将第2耐热性树脂层321、第2金属层323和第2热熔性树脂层325经由第2外侧粘接层322和第2内侧粘接层324贴合而构成的。
另外，在第2层叠薄膜32中的第2热熔性树脂层325的形成面一侧(外装部30的内侧)，设有通过不存在第2热熔性树脂层325和第2内侧粘接层324而露出第2金属层323的一侧的面(内侧的面)的第2内侧露出部326。作为第2露出部的一例的第2内侧露出部326，具备呈长方形状并且设置在第2层叠薄膜32的大致中央部的成为收纳第2电池部20的部位的第2电池用露出部326a。另外，第2内侧露出部326具备分别呈长方形状并且夹着上述第2电池用露出部326a而平行设置的成为作为连接构件发挥作用的部位的第2电极用露出部326b。
再者，与上述第1层叠薄膜31不同，在第2层叠薄膜32上没有设置通过不存在第2外侧粘接层322和第2耐热性树脂层321而露出第2金属层323的另一侧的面(外侧的面)的外侧露出部。另外，与上述第1层叠薄膜31不同，在第2层叠薄膜32上没有设置将第2耐热性树脂层321、第2外侧粘接层322、第2金属层323、第2内侧粘接层324和第2热熔性树脂层325一体切割而成的切口部。
下面，对第2层叠薄膜32的各构成要素进行更详细的说明。
(第2耐热性树脂层)
第2耐热性树脂层321是外装部30中的最外层，使用对于来自外部的穿刺、磨损等的耐性高并且在将第2热熔性树脂层325热熔合时的熔合温度下不会熔融的耐热性树脂。另外，本实施方式中，如后所述，第2金属层323兼作第2电池部20的负极，因此从安全性的观点出发，作为第2耐热性树脂层321使用电阻值高的绝缘性树脂。
作为第2耐热性树脂层321，可以使用关于上述第1耐热性树脂层311进行了说明的材料。此时，第2耐热性树脂层321和第1耐热性树脂层311可以由相同材料构成，也可以由不同材料构成。另外，第2耐热性树脂层321的厚度可以设为与第1耐热性树脂层311相同的厚度，也可以设为不同的厚度。本实施方式中，作为第2耐热性树脂层321使用了厚度为25μm的尼龙薄膜(熔点：220℃)。
(第2外侧粘接层)
第2外侧粘接层322是用于将第2耐热性树脂层321与第2金属层323粘接的层。
作为第2外侧粘接层322，可以使用关于上述第1外侧粘接层312进行了说明的材料。此时，第2外侧粘接层322和第1外侧粘接层312可以由相同材料构成，也可以由不同材料构成。本实施方式中，作为第2外侧粘接层322使用了双组分固化型聚酯-聚氨酯系粘接剂。
(第2金属层)
在使用第2层叠薄膜32形成外装部30的情况下，第2金属层323是承担阻止(阻隔)氧气、水分等从外装部30外部侵入配置于其内部的第1电池部10和第2电池部20(特别是第2电池部20)的作用的层。另外，第2金属层323如后所述还承担作为第2电池部20的负极的内部电极的作用。因此，第2金属层323使用具有导电性的金属箔。
作为第2金属层323，可以使用关于上述第1金属层313进行了说明的材料。此时，第2金属层323和第1金属层313可以由相同材料构成，也可以由不同材料构成。另外，第2金属层323的厚度可以设为与第1金属层313相同的厚度，也可以设为不同的厚度。本实施方式中，作为第2金属层323使用了由JIS H4160规定的A8021H-O材料构成的厚度40μm的铝箔。
(第2内侧粘接层)
第2内侧粘接层324是用于将第2金属层323与第2热熔性树脂层325粘接的层。
作为第2内侧粘接层324，可以使用关于上述第1内侧粘接层314进行了说明的材料。此时，第2内侧粘接层324和第1内侧粘接层314可以由相同材料构成，也可以由不同材料构成。本实施方式中，作为第2内侧粘接层324使用了酸改性聚丙烯系粘接剂。
(第2热熔性树脂层)
作为第2树脂层的一例的第2热熔性树脂层325是外装部30中的最内层，使用相对于构成第1电池部10和第2电池部20的各层的材料的耐性高并且能够在上述熔合温度下熔融从而与第1层叠薄膜31的第1热熔性树脂层315熔合的热塑性树脂。本实施方式中，如上所述，第2金属层323兼作第2电池部20的负极，因此从安全性的观点出发，作为第2热熔性树脂层325使用电阻值高的绝缘性树脂。
作为第2热熔性树脂层325，可以使用关于上述第1热熔性树脂层315进行了说明的材料。此时，第2热熔性树脂层325和第1热熔性树脂层315可以由相同材料构成，也可以由不同材料构成。另外，第2热熔性树脂层325的厚度可以设为与第1热熔性树脂层315相同的厚度，也可以设为不同的厚度。本实施方式中，作为第2热熔性树脂层325使用了厚度30μm的无轴拉伸聚丙烯薄膜(熔点：165℃)。
[锂离子二次电池中的电连接结构]
下面，对本实施方式的锂离子二次电池1中的电连接结构进行说明。
首先，在第1电池部10中，第1正极层11、第1固体电解质层12、第1负极层13和第1负极集电体层14以该顺序电连接。另外，在第2电池部20中，第2正极层21、第2固体电解质层22、第2负极层23和第2负极集电体层24以该顺序电连接。在电池单元50中，第1电池部10的第1正极层11与基板5的表面电连接，第2电池部20的第2正极层21与基板5的背面电连接。
第1电池部10的第1负极集电体层14与设置于第1层叠薄膜31的第1金属层313的一侧的面(内侧的面)之中从第1电池用露出部316a露出的部位电连接。另外，第2电池部20的第2负极集电体层24与设置于第2层叠薄膜32的第2金属层323的一侧的面(内侧的面)之中从第2电池用露出部326a露出的部位电连接。另外，设置于第1层叠薄膜31的第1金属层313与设置于第2层叠薄膜32的第2金属层323，在第1电极用露出部316b和第2电极用露出部326b相对的部位电连接。
例如图4中所示，第1金属层313在第1层叠薄膜31中的第1电极用露出部316b的形成部位突出，并且第2金属层323在第2层叠薄膜32中的第2电极用露出部326b的形成部位突出，由此这些第1金属层313和第2金属层323接触，但实际上是不同的。即、实际上，设置于第1层叠薄膜31的第1热熔性树脂层315和设置于第2层叠薄膜32的第2热熔性树脂层325这两者，在融合时分别溃散，从而在第1电极用露出部316b和第2电极用露出部326b的形成部位，这些第1金属层313和第2金属层323接触。
另外，基板5在第1层叠薄膜31中的第1切口部318的形成部位向外部露出，该部位能够作为正极与设置于外部的载荷(未图示)电连接。与此相对，设置于第1层叠薄膜31的第1金属层313的另一侧的面(外侧的面)的一部分，在第1外侧露出部317向外部露出，该部位能够作为负极与设置于外部的载荷(未图示)电连接。
因此，在该例中，基板5成为锂离子二次电池1的正极，设置于第1层叠薄膜31的第1金属层313成为锂离子二次电池1的负极。另外，在该例中，第1电池部10的正极侧和第2电池部20的正极侧与基板5连接，另一方面第1电池部10的负极侧与第1金属层313电连接，第2电池部20的负极侧与第2金属层323电连接，进而第1金属层313和第2金属层323电连接。因此，在锂离子二次电池1内，第1电池部10和第2电池部20并联。其中，成为正极侧的基板5以及成为负极侧的第1金属层313和第2金属层323，通过设置于第1层叠薄膜31的第1热熔性树脂层315和设置于第2层叠薄膜32的第2热熔性树脂层325而电绝缘。
[锂离子二次电池的制造方法]
图9是用于说明图1等所示的锂离子二次电池1的制造方法的流程图。
(电池单元形成工序)
首先，在基板5的正面形成第1电池部10，在其背面形成第2电池部20(步骤10)。即、在基板5的正面依次形成第1正极层11、第1固体电解质层12、第1负极层13和第1负极集电体层14，在基板5的背面依次形成第2正极层21、第2固体电解质层22、第2负极层23和第2负极集电体层24，由此得到包含基板5、第1电池部10和第2电池部20的电池单元50。再者，关于步骤10的详细情况会在后面进行说明。
(第1层叠薄膜露出部形成工序)
然后，从将第1耐热性树脂层311、第1金属层313和第1热熔性树脂层315经由第1外侧粘接层312和第1内侧粘接层314贴合而成的第1层叠薄膜31中，除去第1耐热性树脂层311～第1热熔性树脂层315的一部分。由此，在第1层叠薄膜31形成第1内侧露出部316(第1电池用露出部316a、第1电极用露出部316b)、第1外侧露出部317和第1切口部318(步骤20)。
(第2层叠薄膜露出部形成工序)
另外，从将第2耐热性树脂层321、第2金属层323和第2热熔性树脂层325经由第2外侧粘接层322和第2内侧粘接层324贴合而成的第2层叠薄膜32中，除去第2热熔性树脂层325和第2内侧粘接层324的一部分。由此，在第2层叠薄膜32形成第2内侧露出部326(第2电池用露出部326a、第2电极用露出部326b)(步骤30)。
(熔合工序)
接着，向填充有例如N2气体等惰性气体的操作箱内导入电池单元50、第1层叠薄膜31和第2层叠薄膜32。使在电池单元50的第1电池部10设置的第1负极集电体层14与在第1层叠薄膜31设置的第1电极用露出部316b相对，并且使在电池单元50的第2电池部20设置的第2负极集电体层24与在第2层叠薄膜32设置的第2电池用露出部326a相对。此时，第1层叠薄膜31的第1热熔性树脂层315与第2层叠薄膜32的第2热熔性树脂层325隔着电池单元50相对，使设置于第1层叠薄膜31的两个第1电极用露出部316b分别与设置于第2层叠薄膜32的两个第2电极用露出部326b相对。另外，此时使构成电池单元50的基板5的一端部侧在设置于第1层叠薄膜31的第1切口部318露出。
然后，在将操作箱内设定为负压的状态下，将第1层叠薄膜31中的第1热熔性树脂层315和第2层叠薄膜32中的第2热熔性树脂层325，在第1电池部10和第2电池部20的周缘的外侧整个外周进行加压加热使其热熔合(步骤40)。通过第1热熔性树脂层315与第2热熔性树脂层325热熔合，得到包含基板5、第1电池部10和第2电池部20、以及将第1电池部10和第2电池部20密封的外装部30的锂离子二次电池1。
此时，电池单元50中，成为通过利用溅射法进行的成膜而将基板5、第1电池部10和第2电池部20接合(一体化)的状态。另外，通过将第1层叠薄膜31的第1热熔性树脂层315与第2层叠薄膜32的第2热熔性树脂层325在负压下热熔合，第1电池部10的第1负极集电体层14与第1层叠薄膜31的第1金属层313成为密合的状态。另外，通过将第1层叠薄膜31的第1热熔性树脂层315与第2层叠薄膜32的第2热熔性树脂层325在负压下热熔合，第2电池部20的第2负极集电体层24与第2层叠薄膜32的第2金属层323成为密合的状态。通过将第1层叠薄膜31的第1热熔性树脂层315与第2层叠薄膜32的第2热熔性树脂层325在负压下热熔合，第1层叠薄膜31的第1金属层313与第2层叠薄膜32的第2金属层323成为密合的状态。
[电池单元的制造方法]
下面，关于上述步骤10中的电池单元50的制造顺序，举出具体例进行说明。
(第1正极层和第2正极层的形成)
首先，将基板5设置在未图示的溅射装置的成膜室(腔室)内。此时，使基板5的正面和背面分别与两个溅射靶相对。在腔室内设置基板5之后，导入包含5％的O2气体的Ar气体，使腔室内的压力成为0.8Pa。然后，使用具有Li2Mn2O4的组成的两个溅射靶，采用RF溅射法在基板5的正面进行第1正极层11的形成(成膜)，并且在基板5的背面进行第2正极层21的形成(成膜)。即、同时形成(成膜)第1正极层11和第2正极层21。这样得到的第1正极层11和第2正极层21各自的膜组成为Li2Mn2O4，各自的厚度为600nm，各自的晶体结构为非晶态。
(第1固体电解质层和第2固体电解质层的形成)
接着，导入N2气体使腔室内的压力成为0.8Pa。然后，使用具有Li3PO4的组成的两个溅射靶，采用RF溅射法在第1正极层11上进行第1固体电解质层12的形成(成膜)，并且在第2正极层21进行第2固体电解质层22的形成(成膜)。即、同时形成(成膜)第1固体电解质层12和第2固体电解质层22。这样得到的第1固体电解质层12和第2固体电解质层22各自的膜组成为LiPON，各自的厚度为200nm，各自的晶体结构为非晶态。
(第1负极层和第2负极层的形成)
接着，导入Ar气体使腔室内的压力成为0.8Pa。然后，使用由掺杂了硼(B)的硅(Si)构成的两个溅射靶(P型的Si靶)，采用DC溅射法在第1固体电解质层12上进行第1负极层13的形成(成膜)，并且在第2固体电解质层22上进行第2负极层23的形成(成膜)。即、同时形成(成膜)第1负极层13和第2负极层23。这样得到的第1负极层13和第2负极层23各自的膜组成为掺杂了B的Si，各自的厚度为100nm，各自的晶体结构为非晶态。
(第1负极集电体层和第2负极集电体层的形成)
接着，在导入Ar气体使腔室内的压力成为0.8Pa的状态下，使用由钛(Ti)构成的两个溅射靶，采用DC溅射法在第1负极层13上进行第1负极集电体层14的形成(成膜)，并且在第2负极层23上进行第2负极集电体层24的形成(成膜)。即、同时形成(成膜)第1负极集电体层14和第2负极集电体层24。这样得到的第1负极集电体层14和第2负极集电体层24各自的膜组成为Ti，各自的厚度为200nm。
按照以上的步骤，在基板5的正面和背面形成第1电池部10和第2电池部20，由此得到电池单元50。然后，将所得到的电池单元50从腔室内取出。
[实施方式的总结]
如以上说明的那样，根据本实施方式，在共通的基板5的正面和背面分别形成第1电池部10和第2电池部20，并且将这些第1电池部10和第2电池部20收纳在外装部30的内部。另外，在本实施方式中，将设置于外装部30的金属层(第1金属层313和第2金属层323)与第1电池部10和第2电池部20连接，并且进而将第1金属层313和第2金属层323连接。由此，在外装部30内，能够将第1电池部10与第2电池部20并联，所以能够以简单的结构增大具备固体电解质(第1固体电解质层12和第2固体电解质层22)的薄膜型的锂离子二次电池1的容量。
[变形例]
上述实施方式的锂离子二次电池1中，第1电池部10具有第1负极集电体层14，并且第2电池部20具有第2负极集电体层24，但第1负极集电体层14和第2负极集电体层24并不是必须的。
图10是用于说明实施方式的变形例的图，是图1(a)的IV-IV截面图。另外，图11(a)、(b)是实施方式的变形例中的电池单元50的立体图。
实施方式的变形例中，构成电池单元50的第1电池部10具备在基板5的一侧的表面层叠的第1正极层11、层叠于第1正极层11的第1固体电解质层12、以及层叠于第1固体电解质层12的第1负极层13。位于第1电池部10的另一侧的端部(图10中的上侧)的第1负极层13与从第1层叠薄膜31的第1电池用露出部316a露出的第1金属层313直接接触。
另外，构成电池单元50的第2电池部20具备在基板5的另一侧的表面层叠的第2正极层21、层叠于第2正极层21的第2固体电解质层22、以及层叠于第2固体电解质层22的第2负极层23。位于第2电池部20的另一侧的端部(图10中的下侧)的第2负极层23与从第2层叠薄膜32的第2电池用露出部326a露出的第2金属层323直接接触。
通过采用这样的结构，与实施方式中说明的结构相比，能够简化锂离子二次电池1的结构。
[其它]
再者，在本实施方式和变形例中，在基板5侧配置正极层(第1正极层11和第2正极层21)，在构成外装部30的金属层(第1金属层313和第2金属层323)侧配置负极层(第1负极层13和第2负极层23)，但并不限定于此，也可以相反地设置。即、也可以在基板5侧配置各电池部的负极侧，在各层叠薄膜(金属层)侧配置各电池部的正极侧。
另外，本实施方式中，将设置于第1层叠薄膜31的第1金属层313和设置于第2层叠薄膜32的第2金属层323经由设置于两处的第1电极用露出部316b和第2电极用露出部326b电连接，但也可以设为至少一处。
另外，本实施方式中，使第1电池部10的第1负极集电体层14(在变形例中为第1负极层13)与第1层叠薄膜31的第1金属层313在不固定的状态下接触(密合)，并且使第2电池部20的第2负极集电体层24(在变形例中为第2负极层23)与第2层叠薄膜32的第2金属层323在不固定的状态下接触(密合)，但并不限定于此，例如也可以使用导电性粘接剂等将它们的位置关系固定。
附图标记说明
1…锂离子二次电池、5…基板、10…第1电池部、11…第1正极层、12…第1固体电解质层、13…第1负极层、14…第1负极集电体层、20…第2电池部、21…第2正极层、22…第2固体电解质层、23…第2负极层、24…第2负极集电体层、30…外装部、31…第1层叠薄膜、32…第2层叠薄膜、50…电池单元、311…第1耐热性树脂层、312…第1外侧粘接层、313…第1金属层、314…第1内侧粘接层、315…第1热熔性树脂层、316…第1内侧露出部、316a…第1电池用露出部、316b…第1电极用露出部、317…第1外侧露出部、318…第1切口部、321…第2耐热性树脂层、322…第2外侧粘接层、323…第2金属层、324…第2内侧粘接层、325…第2热熔性树脂层、326…第2内侧露出部、326a…第2电池用露出部、326b…第2电极用露出部。

Claims (8)

1.一种锂离子二次电池，包括基板、正面电池部、背面电池部和收纳部，
所述基板具有导电性，
所述正面电池部具备：层叠于所述基板的正面侧、以第1极性吸藏和释放锂离子的正面第1电极层；层叠于该正面第1电极层、具有显示锂离子传导性的无机固体电解质的正面固体电解质层；以及层叠于该正面固体电解质层、以与该第1极性相反的第2极性吸藏和释放锂离子的正面第2电极层，
所述背面电池部具备：层叠于所述基板的背面侧、以所述第1极性吸藏和释放锂离子的背面第1电极层；层叠于该背面第1电极层、具有显示锂离子传导性的无机固体电解质的背面固体电解质层；以及层叠于该背面固体电解质层、以所述第2极性吸藏和释放锂离子的背面第2电极层，
所述收纳部具备金属层和树脂层，所述树脂层以形成露出该金属层的一部分的露出部的方式层叠于该金属层，所述收纳部在内部收纳所述正面电池部和所述背面电池部，并且该金属层在该露出部与所述正面第2电极层和所述背面第2电极层电连接。
2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于，
所述收纳部具有第1层叠薄膜和第2层叠薄膜，
所述第1层叠薄膜具备作为所述金属层的第1金属层和作为所述树脂层的第1树脂层，所述第1树脂层以在该第1金属层的一侧的表面形成露出该第1金属层的一部分的第1露出部的方式层叠于该第1金属层，从该第1露出部露出的该第1金属层与所述正面第2电极层电连接，
所述第2层叠薄膜具备作为所述金属层的第2金属层和作为所述树脂层的第2树脂层，所述第2树脂层以在该第2金属层的一侧的表面形成露出该第2金属层的一部分的第2露出部的方式层叠于该第2金属层，从该第2露出部露出的该第2金属层与所述背面第2电极层电连接，
从所述第1露出部露出的所述第1金属层与从所述第2露出部露出的所述第2金属层电连接，并且在所述第1层叠薄膜与所述第2层叠薄膜之间将所述正面电池部和所述背面电池部密封。
3.根据权利要求1或2所述的锂离子二次电池，其特征在于，
所述基板由不锈钢构成，所述金属层由铝构成。
4.根据权利要求2或3所述的锂离子二次电池，其特征在于，
设置于所述正面电池部的所述正面第2电极层与从所述第1层叠薄膜的所述第1露出部露出的所述第1金属层直接接触，
设置于所述背面电池部的所述背面第2电极层与从所述第2层叠薄膜的所述第2露出部露出的所述第2金属层直接接触。
5.一种锂离子二次电池的电池结构，包括基板、正面电池部和背面电池部，
所述基板具有导电性，
所述正面电池部具备：层叠于所述基板的正面侧、以第1极性吸藏和释放锂离子的正面第1电极层；层叠于该正面第1电极层、具有显示锂离子传导性的无机固体电解质的正面固体电解质层；以及层叠于该正面固体电解质层、以与该第1极性相反的第2极性吸藏和释放锂离子的正面第2电极层，
所述背面电池部具备：层叠于所述基板的背面侧、以所述第1极性吸藏和释放锂离子的背面第1电极层；层叠于该背面第1电极层、具有显示锂离子传导性的无机固体电解质的背面固体电解质层；以及层叠于该背面固体电解质层、以所述第2极性吸藏和释放锂离子的背面第2电极层。
6.根据权利要求5所述的锂离子二次电池的电池结构，其特征在于，
所述正面第1电极层和所述背面第1电极层由相同材料构成，所述正面固体电解质层和所述背面固体电解质层由相同材料构成，所述正面第2电极层和所述背面第2电极层由相同材料构成。
7.根据权利要求5或6所述的锂离子二次电池的电池结构，其特征在于，
还包括将所述正面电池部的所述正面第2电极层与所述背面电池部的所述背面第2电极层电连接的连接构件。
8.一种锂离子二次电池的制造方法，包括以下工序：
对于具有正面和背面的基板，在该正面形成以第1极性吸藏和释放锂离子的正面第1电极层，并且在该背面形成以该第1极性吸藏和释放锂离子的背面第1电极层的工序；
在所述正面第1电极层上形成具有显示锂离子传导性的无机固体电解质的正面固体电解质层，并且在所述背面第1电极层上形成具有显示锂离子传导性的无机固体电解质的背面固体电解质层的工序；以及
在所述正面固体电解质层上形成以与所述第1极性相反的第2极性吸藏和释放锂离子的正面第2电极层，并且在所述背面固体电解质层上形成以该第2极性吸藏和释放锂离子的背面第2电极层的工序。
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