專利名稱：電力存儲(chǔ)設(shè)備、電極和電氣設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力存儲(chǔ)設(shè)備(存儲(chǔ)電池或二次電池)、電氣設(shè)備等。注意，電力存儲(chǔ)設(shè)備是至少具有存儲(chǔ)電力的功能的設(shè)備。另外，電氣設(shè)備 是至少具有通過電能驅(qū)動(dòng)的功能的設(shè)備。
背景技術(shù)：
專利文獻(xiàn)I公開了使用包括膜形活性材料層的電極的電力存儲(chǔ)設(shè)備。[參考文獻(xiàn)][專利文獻(xiàn)][專利文獻(xiàn)I]日本公開專利申請(qǐng)No.2001-21031
發(fā)明內(nèi)容
在專利文獻(xiàn)I中，根本不設(shè)計(jì)活性材料層的形狀。鑒于以上內(nèi)容，第一目的在于提供用于提供設(shè)計(jì)活性材料層的形狀來改進(jìn)電力存儲(chǔ)設(shè)備的特性的手段。第二目的在于提供新穎的電氣設(shè)備。注意，在下文中公開的本發(fā)明至少實(shí)現(xiàn)第一目的或第二目的。優(yōu)選使用包括多個(gè)凸部的活性材料層，這些凸部包含活性材料。另外，優(yōu)選使用包括包含活性材料的多個(gè)凸部以及包含活性材料的多個(gè)顆粒的活性材料層，這些顆粒排列在多個(gè)凸部上或者多個(gè)凸部之間的空隙中。S卩，有可能提供包括第一電極、第二電極、以及設(shè)置在第一電極和第二電極之間的電解質(zhì)的電力存儲(chǔ)設(shè)備，其中第二電極包括活性材料層，該活性材料層包括包含活性材料的多個(gè)凸部。在以上電力存儲(chǔ)設(shè)備中，優(yōu)選活性材料層包括包含活性材料的多個(gè)顆粒，這些顆粒排列在多個(gè)凸部上或者多個(gè)凸部之間的空隙中。在以上電力存儲(chǔ)設(shè)備中，優(yōu)選多個(gè)顆粒中的一些顆粒是通過斷裂多個(gè)凸部中的一些凸部而形成的顆粒。在以上電力存儲(chǔ)設(shè)備中，優(yōu)選多個(gè)凸部和多個(gè)顆粒用包含活性材料或金屬材料的
保護(hù)膜覆蓋。在以上電力存儲(chǔ)設(shè)備中，優(yōu)選多個(gè)凸部的形狀不一致。在以上電力存儲(chǔ)設(shè)備中，優(yōu)選多個(gè)凸部中的一些凸部局部地?cái)嗔?。以上電力存?chǔ)設(shè)備優(yōu)選包括在多個(gè)凸部之間的空隙中包含活性材料的表面。另外，電力存儲(chǔ)設(shè)備優(yōu)選被包括在電氣設(shè)備中。另外，有可能提供在電力存儲(chǔ)設(shè)備中使用且包括活性材料層的電極，該活性材料層包括包含活性材料的多個(gè)凸部。在以上電極中，優(yōu)選活性材料層包括包含活性材料的多個(gè)顆粒，這些顆粒排列在多個(gè)凸部上或者多個(gè)凸部之間的空隙中。在以上電極中，優(yōu)選多個(gè)顆粒中的一些顆粒是通過斷裂多個(gè)凸部中的一些凸部而形成的顆粒。在以上電極中，優(yōu)選多個(gè)凸部和多個(gè)顆粒用包含活性材料或金屬材料的保護(hù)膜覆
至JHL ο在以上電極中，優(yōu)選多個(gè)凸部的形狀是不一致的。在以上電極中，優(yōu)選多個(gè)凸部中的一些凸部局部地?cái)嗔?。以上電極優(yōu)選包括在多個(gè)凸部之間的空隙中包含活性材料的表面?！?br> 通過使用包括包含活性材料的多個(gè)凸部的活性材料層，可改進(jìn)電力存儲(chǔ)設(shè)備的特性。通過使用包括包含活性材料的多個(gè)凸部以及排列在多個(gè)凸部上或者多個(gè)凸部之間的空隙中的包含活性材料的多個(gè)顆粒的活性材料層，可改進(jìn)電力存儲(chǔ)設(shè)備的特性。


圖IA和IB示出電極的示例。圖2A至2C示出用于制造電極的方法的示例。圖3A和3B示出電極的示例。圖4A至4C示出用于制造電極的方法的示例。圖5A和5B示出用于制造電極的方法的示例。圖6A和6B示出用于制造電極的方法的示例。圖7A和7B示出電極的示例。圖8A和8B示出電極的示例。圖9A和9B示出電極的示例。圖IOA和IOB示出電極的示例。圖IlA和IlB示出電極的示例。圖12示出用于制造電極的方法的示例。圖13A和13B各自示出用于制造電極的方法的示例。圖14A和14B各自示出用于制造電極的方法的示例。圖15A至15C示出用于制造電極的方法的示例。圖16A和16B示出電力存儲(chǔ)設(shè)備的示例。圖17示出電極(電子顯微圖像)的示例。圖18A和18B各自示出電氣設(shè)備的示例。圖19示出電力存儲(chǔ)設(shè)備的示例。圖20A和20B各自示出電推進(jìn)車輛的示例。
具體實(shí)施例方式將參考附圖詳細(xì)地描述各個(gè)實(shí)施例和示例。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解，各個(gè)實(shí)施例和示例的模式和細(xì)節(jié)可以各種方式修改，而不背離本發(fā)明的精神和范圍。
因此，本發(fā)明不應(yīng)被解釋為限于以下實(shí)施例中所描述的內(nèi)容。在以下給出的結(jié)構(gòu)中，在不同的附圖中，相同的部分或者具有類似功能的部分由相同的附圖標(biāo)記表示，并且將不再重復(fù)其解釋。以下實(shí)施例可適當(dāng)?shù)乇舜私M合。[實(shí)施例I]圖IA是電極的立體圖，而圖IB是圖IA的截面圖。在圖IA和IB中，在集電器301上形成包含硅作為主要成分的層302，該層302由多個(gè)凸部構(gòu)成。在此，在圖IA和IB中，包含硅作為主要成分的層302是活性材料層。通過形成由多個(gè)凸部構(gòu)成的包含硅作為主要成分的層，在一個(gè)凸部和另一凸部之 間形成空隙(在多個(gè)凸部之間形成空隙)，從而可改進(jìn)循環(huán)特性。另外，該空隙具有活性材料層容易地吸收電解質(zhì)溶液從而使電池反應(yīng)容易地發(fā)生的優(yōu)點(diǎn)。堿金屬或堿土金屬的夾附導(dǎo)致活性材料層的體積膨脹，并且堿金屬或堿土金屬的釋出導(dǎo)致活性材料層的體積收縮。在此，由反復(fù)的體積膨脹和收縮引起的電極的劣化程度被稱為循環(huán)特性。在一個(gè)凸部和另一凸部之間形成的空隙(在多個(gè)凸部之間形成的空隙)可減少體積膨脹和收縮的影響，從而改進(jìn)循環(huán)特性。接著，參考圖2A至2C來描述用于制造圖IA和IB所示的電極的方法的示例。首先，在集電器301上形成具有膜形的包含硅作為主要成分的層302，然后，在包含硅作為主要成分的層302上形成掩模9000 (圖2A)。然后，通過使用掩模9000的蝕刻來處理包含硅作為主要成分的膜形層302的一部分，從而形成由多個(gè)凸部構(gòu)成的包含硅作為主要成分的層302 (圖2B)。接著，去除掩模9000 (圖2C )。按照以上方式，通過使用由多個(gè)凸部構(gòu)成的包含硅作為主要成分的層，可改進(jìn)電力存儲(chǔ)設(shè)備的特性。雖然本實(shí)施例中的凸部的形狀是圓柱形，但是凸部的形狀不限于此。該形狀的示例包括但不限于針形、圓錐形、角錐形、以及柱形(圓柱形或棱柱形)。多個(gè)凸部不必具有相同的長(zhǎng)度。多個(gè)凸部不必具有相同的體積。多個(gè)凸部不必具有相同的形狀。多個(gè)凸部不必具有相同的傾斜度。可與任一其他實(shí)施例和示例適當(dāng)組合來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例。[實(shí)施例2]將描述用于與實(shí)施例I中的表面積相比增加活性材料層的表面積的手段。“增加活性材料層的表面積”意味著增加其中堿金屬或堿土金屬可進(jìn)出的面積。通過增加其中堿金屬或堿土金屬可進(jìn)出的面積，增大夾附和釋出堿金屬或堿土金屬的速率(夾附速率和釋出速率)。具體地，圖3A和3B所示的結(jié)構(gòu)是優(yōu)選的。圖3A是電極的立體圖，而圖3B是圖3A的截面圖。在圖3A和3B中，在集電器301上形成包含硅作為主要成分的層302。
在圖3A和3B中，包含硅作為主要成分的層302是活性材料層。在圖3A和3B中示出的包含硅作為主要成分的層302包括多個(gè)凸部，并且具有在多個(gè)凸部之間的空隙中包含硅作為主要成分的表面(包含活性材料的表面)。換句話說，包含硅作為主要成分的層302在下部中具有片狀并且在上部中具有多個(gè)凸部。換句話說，包含硅作為主要成分的層302包括膜形層以及從膜形層的表面凸起的多個(gè)凸部。接著，參考圖4A至4C來描述用于制造圖3A和3B所示的電極的方法的示例。首先，在集電器301上形成具有膜形的包含硅作為主要成分的層302，然后在包含硅作為主要成分的層302上形成掩模9000 (圖4A)。
·
然后，通過使用掩模9000的蝕刻來處理包含硅作為主要成分的膜形層302的一部分，從而形成包括多個(gè)凸部的包含硅作為主要成分的層302 (圖4B)。雖然圖2B示出其中蝕刻包含硅作為主要成分的膜形層302直至露出集電器的表面的示例，但是圖4B示出其中停止蝕刻以使包含硅作為主要成分的層保留在多個(gè)凸部之間的空隙中的示例。接著，去除掩模9000 (圖4C )。按照以上方式，通過使包含硅作為主要成分的層保留在多個(gè)凸部之間的空隙中，可增加活性材料層的表面積。例如，由于包含硅作為主要成分的層保留在多個(gè)凸部之間的空隙中，因此活性材料層的體積大于包含硅作為主要成分的層不保留的情況下的活性材料層的體積。此外，還增加活性材料層的總體積，從而可增加電極的充電和放電容量。雖然本實(shí)施例中的凸部的形狀是圓柱形，但是凸部的形狀不限于此。該形狀的示例包括但不限于針形、圓錐形、角錐形、以及柱形(圓柱形或棱柱形)。多個(gè)凸部不必具有相同的長(zhǎng)度。多個(gè)凸部不必具有相同的體積。多個(gè)凸部不必具有相同的形狀。多個(gè)凸部不必具有相同的傾斜度?？膳c任一其他實(shí)施例和示例適當(dāng)組合來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例。[實(shí)施例3]將描述用于增加實(shí)施例I或?qū)嵤├?中的活性材料層的表面積的手段。通過增加活性材料層的表面積，可增大夾附和釋出堿金屬或堿土金屬的速率(夾附速率和釋出速率)。具體地，可在多個(gè)凸部的側(cè)表面上形成凹部。換句話說，多個(gè)凸部可具有懸伸部(overhang)。例如，在圖2B所示的步驟之后，進(jìn)行各向同性蝕刻以使多個(gè)凸部的側(cè)表面凹陷(圖 5A)。接著，去除掩模9000 (圖5B )。通過使用圖5A和5B所示的結(jié)構(gòu)，在多個(gè)凸部的側(cè)表面上形成凹部，從而可增加活性材料層的表面積。
注意，蝕刻的類型包括各向異性蝕刻和各向同性蝕刻。在各向異性蝕刻中，蝕刻在一個(gè)方向上進(jìn)行。在各向同性蝕刻中，蝕刻在每一方向上進(jìn)行。例如，可通過使用等離子體等的干法蝕刻來進(jìn)行各向異性蝕刻，并且可通過使用蝕刻劑等的濕法蝕刻來進(jìn)行各向異性蝕刻。即使在采用干法蝕刻時(shí)，也可通過調(diào)整蝕刻條件來進(jìn)行各向同性蝕刻。即，在進(jìn)行各向異性蝕刻(圖2B)之后，可在掩模9000保留的狀態(tài)中進(jìn)行各向同性蝕刻(圖5A)。在下文中描述另一示例。
例如，在圖4B所示的步驟之后，進(jìn)行各向同性蝕刻以使多個(gè)凸部的側(cè)表面以及位于多個(gè)凸部之間的空隙中的包含硅作為主要成分的表面(包含活性材料的表面)凹陷(圖6A)。接著，去除掩模9000 (圖6B )。通過使用圖6A和6B所示的結(jié)構(gòu)，在多個(gè)凸部的側(cè)表面以及多個(gè)凸部之間的空隙中的包含硅作為主要成分的表面(包含活性材料的表面)上形成凹部；由此,可增加活性材料層的表面積?？膳c任一其他實(shí)施例和示例適當(dāng)組合來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例。[實(shí)施例4]圖7A和7B示出其中多個(gè)凸部的形狀是不一致的(uneven)(不規(guī)則)的示例。注意，“多個(gè)凸部的形狀是不一致的(不規(guī)則)”意味著例如如下的一個(gè)或多個(gè)。多個(gè)凸部具有不同的形狀，多個(gè)凸部在與集電器的表面垂直的方向上具有不同的傾斜度，多個(gè)凸部在與集電器的表面平行的方向上具有不同的傾斜度，多個(gè)凸部具有不同的體積等。在此，圖7A是電極的立體圖，而圖7B是圖7A的截面圖。在圖7A和7B中，在集電器301上形成包含硅作為主要成分的層302。在圖7A和7B中，包含硅作為主要成分的層302是活性材料層。在圖7A和7B中示出的包含硅作為主要成分的層302包括多個(gè)凸部，并且具有在多個(gè)凸部之間的空隙中包含硅作為主要成分的表面(包含活性材料的表面)。換句話說，包含硅作為主要成分的層302在下部中具有片狀并且在上部中具有多個(gè)凸部。換句話說，包含硅作為主要成分的層302包括膜形層以及從膜形層的表面凸起的多個(gè)凸部。通過采用圖7A和7B所示的結(jié)構(gòu)，如在實(shí)施例2中，活性材料層的表面積可大于實(shí)施例I中的活性材料層的表面積。此外，通過采用圖7A和7B所示的結(jié)構(gòu)，如在實(shí)施例2中，活性材料層的體積可大于實(shí)施例I中的活性材料層的體積。圖3A和3B中的多個(gè)凸部的長(zhǎng)軸方向垂直于集電器的表面，而圖7A和7B中的多個(gè)凸部的長(zhǎng)軸方向與集電器的表面成斜角。在此，例如當(dāng)進(jìn)行檢查以查看用于制造產(chǎn)品的工藝是否有問題、某人的產(chǎn)品是否侵犯專利權(quán)等時(shí)，預(yù)定部分的截面有時(shí)通過透射電子顯微鏡(TEM)或掃描透射電子顯微鏡(STEM)來觀察。當(dāng)截面通過TEM或STEM來觀察時(shí)，包含在所觀察部分中的元素可通過能量散布型X射線光譜測(cè)定法(EDX)確定。另外，當(dāng)截面通過 Μ或STCM觀察時(shí)，所觀察部分中的晶體結(jié)構(gòu)可通過電子衍射法確定。因此，檢查產(chǎn)品的一部分實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的故障分析。另外，例如當(dāng)專利權(quán)人具有包含特定元素的活性材料層的專利時(shí)，專利權(quán)人可通過能量散布型X實(shí)現(xiàn)光譜測(cè)定法(EDX)觀察產(chǎn)品的截面來檢查某人的產(chǎn)品是否侵犯專利。另外，例如當(dāng)專利權(quán)人具有包含特定晶體結(jié)構(gòu)的活性材料層的專利時(shí)，專利權(quán)人可通過電子衍射法觀察產(chǎn)品的截面來檢查某人的產(chǎn)品是否侵犯專利。
雖然如上所述可通過TEM或STEM來進(jìn)行各種檢查，但是當(dāng)截面通過TEM或STEM分析時(shí)，樣本需要處理到盡可能地薄(小于或等于lOOnm)。當(dāng)如在圖IA和IB以及圖3A和3B等中多個(gè)凸部的長(zhǎng)軸方向垂直于集電器的表面(90° )時(shí)，存在的問題在于樣本難以處理并且樣本的處理精度低。另一方面，當(dāng)如在圖7A和7B中多個(gè)凸部的長(zhǎng)軸方向與集電器的表面成斜角(大于0°且小于90° )時(shí)，樣本容易處理并且樣本的處理精度高。隨著凸部?jī)A斜更多(隨著凸部和集電器的表面形成的角更小)，工藝變得更容易。因此，凸部和集電器的表面形成的角優(yōu)選為小于或等于45°、更優(yōu)選為小于或等于30°。接著，描述用于制造圖7A和7B所示的結(jié)構(gòu)的方法。首先，制備鈦層、鎳層等作為集電器301。然后，通過熱CVD法形成包含硅作為主要成分的層302。注意，對(duì)于熱CVD法，在高于或等于550° C且低于或等于1100°C (優(yōu)選高于或等于600°C且低于或等于800° C)的溫度下，包含硅原子的氣體優(yōu)選用作源氣。包含硅原子的氣體的示例包括但不限于SiH4、Si2H6, SiF4, SiCl4,以及Si2Cl6。注意,源氣還可包含稀有氣體(例如氦氣或氬氣)、氫氣等。可與任一其他實(shí)施例和示例適當(dāng)組合來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例。[實(shí)施例5]將描述用于集電器、包含娃作為主要成分的層、掩模等的材料?！醇娖鳌导娖骺墒褂脤?dǎo)電材料形成。導(dǎo)電材料的示例包括但不限于金屬、碳、以及導(dǎo)電樹脂。金屬的示例包括但不限于鈦、鎳、銅、鋯、鉿、釩、鉭、鉻、鑰、鎢、鈷、以及這些金屬中的任一種的合金。<含硅作為主要成分的層>包含硅作為主要成分的層可以是只要主要成分是硅的任一層，并且可包含除硅以外的另一元素(例如，磷、砷、碳、氧、氮、鍺、或者金屬元素)。包含硅作為主要成分的膜形層可通過熱CVD法、等離子體CVD法、濺射法、蒸鍍法等形成，但不限于此。注意，包含硅作為主要成分的層可具有任何結(jié)晶度。
注意，由于活性材料層的電導(dǎo)率增大，因此優(yōu)選將賦予一種導(dǎo)電類型的元素添加到包含硅作為主要成分的層。賦予一種導(dǎo)電類型的元素的示例包括磷和砷。該元素可通過離子注入法、離子摻雜法、熱擴(kuò)散法等添加，但不限于此。注意，可使用包含碳作為主要成分的層來代替包含硅作為主要成分的層。另外，包含碳作為主要成分的層還可包含另一元素。注意，包含硅作為主要成分的材料、包含碳作為主要成分的材料等是活性材料。注意，活性材料不限于硅和碳，只要該材料可夾附或釋出堿金屬或堿土金屬即可?！囱谀！?
掩模的示例是抗蝕劑掩模，但不限于此?？膳c任一其他實(shí)施例和示例適當(dāng)組合來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例。[實(shí)施例6]將描述用于增加活性材料層的表面積和體積的手段。通過增加活性材料層的表面積，可增大夾附和釋出堿金屬或堿土金屬的速率(夾附速率和釋出速率)。另外，還增加活性材料層的總體積，從而可增加電極的充電和放電容量。圖8A和8B示出其中包含硅作為主要成分的多個(gè)顆粒303 (包含活性材料的多個(gè)顆粒303)排列在圖IA和IB所示的結(jié)構(gòu)中的示例。在此，圖8A是電極的立體圖，而圖8B是圖8A的截面圖。另外，在圖8A和SB中，多個(gè)顆粒排列在多個(gè)凸部上或者多個(gè)凸部之間的空隙中。此外，在圖8A和8B中，由于多個(gè)顆粒與集電器301或者包含硅作為主要成分的層
302接觸，因此多個(gè)顆粒用作活性材料層。S卩，雖然圖IA和IB中的活性材料層只使用包含硅作為主要成分的層302來形成，但是圖8A和SB中的活性材料層通過使用硅作為主要成分的層302和多個(gè)顆粒303來形成。由此，圖8A和8B中的活性材料層的表面積和體積大于圖IA和IB中的活性材料層的表面積和體積。圖9A和9B示出其中包含硅作為主要成分的多個(gè)顆粒303 (包含活性材料的多個(gè)顆粒303)排列在圖3A和3B所示的結(jié)構(gòu)中的示例。另外，圖IOA和IOB示出其中包含硅作為主要成分的多個(gè)顆粒303(包含活性材料的多個(gè)顆粒303)排列在圖7A和7B所示的結(jié)構(gòu)中的示例。在此，圖9A是電極的立體圖，而圖9B是圖9A的截面圖。另外，圖IOA是電極的立體圖，而圖IOB是圖IOA的截面圖。另外，在圖9A和9B以及圖IOA和IOB中，多個(gè)顆粒排列在多個(gè)凸部上或者多個(gè)凸部之間的空隙中。此外，在圖9A和9B以及圖IOA和IOB中，由于多個(gè)顆粒與包含硅作為主要成分的層302接觸，因此多個(gè)顆粒用作活性材料層。S卩，雖然圖3A和3B中的活性材料層只使用包含硅作為主要成分的層302來形成，但是圖9A和9B中的活性材料層通過使用硅作為主要成分的層302和多個(gè)顆粒303來形成。另外，雖然圖7A和7B中的活性材料層只使用包含硅作為主要成分的層302來形成，但是圖IOA和IOB中的活性材料層通過使用硅作為主要成分的層302和多個(gè)顆粒303來形成。由此，圖9A和9B中的活性材料層的表面積和體積大于圖3A和3B中的活性材料層的表面積和體積。另外，圖IOA和IOB中的活性材料層的表面積和體積大于圖7A和7B中的活性材料層的表面積和體積。注意，在圖8A和8B的示例中，包含硅作為主要成分的多個(gè)顆粒303排列在多個(gè)凸部之間的空隙中，并且還與集電器301接觸。另一方面，在圖9A和9B以及圖IOA和IOB的示例中，包含硅作為主要成分的多個(gè)顆粒303排列在多個(gè)凸部之間的空隙中，并且不與集電器301接觸，但只與包含硅作為主要成分的層302接觸。由于相同類型的材料彼此接觸，因此包含硅作為主要成分的多個(gè)顆粒303與包含硅作為主要成分的層302之間的接觸電阻低于包含硅作為主要成分的多個(gè)顆粒303與集電 器301之間的接觸電阻。S卩，與圖8A和8B的示例相比，圖9A和9B以及圖IOA和IOB的示例具有減小接觸電阻的作用。當(dāng)使用液體電解質(zhì)制造電力存儲(chǔ)設(shè)備時(shí)，液體電解質(zhì)最終變得與電極的表面接觸，從而對(duì)于多個(gè)顆粒在液體電解質(zhì)中散布且不與包含硅作為主要成分的層接觸的問題存在顧慮。然而，通過最后由隔離物固定多個(gè)顆粒，可防止多個(gè)顆粒在液體電解質(zhì)中散布。替換地，通過使用膠狀電解質(zhì)或固體電解質(zhì)，多個(gè)顆?？捎赡z狀電解質(zhì)或固體電解質(zhì)固定。另一方面，當(dāng)不設(shè)置隔離物時(shí)，存在多個(gè)顆粒無法由隔離物固定的問題。另外，即使當(dāng)多個(gè)顆粒由隔離物、膠狀電解質(zhì)、固體電解質(zhì)等固定時(shí)，也存在多個(gè)顆粒中的一些顆粒不與包含硅作為主要成分的層接觸且在一些情況下用作活性材料層的顆粒的數(shù)量減少的另一問題。在多個(gè)凸部的形狀一致(規(guī)則)的圖8A和8B以及圖9A和9B的示例中，以上問題的不利影響是顯著的。然而，在多個(gè)凸部的形狀不一致(不規(guī)則)的圖IOA和IOB的示例中，以上問題的不利影響可減少。S卩，在圖IOA和IOB的示例中，在傾斜的兩個(gè)或兩個(gè)以上凸部下有顆粒。由此，傾斜的兩個(gè)或兩個(gè)以上凸部保留下面的顆粒。因此，在圖IOA和IOB的示例中，以上問題的不利影響可減少。注意，當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上凸部在一個(gè)方向上傾斜時(shí)，多個(gè)顆粒不可能在這些凸部中纏結(jié)；由此，重要的是兩個(gè)或兩個(gè)以上凸部在不同的方向上傾斜。簡(jiǎn)而言之，其中多個(gè)凸部的形狀不一致(不規(guī)則)的圖IOA和IOB的示例優(yōu)于其中多個(gè)凸部的形狀一致(規(guī)則)的圖8A和8B以及9A和9B的示例，因?yàn)槎鄠€(gè)顆粒更容易在多個(gè)凸部中纏結(jié)。雖然圖8A和8B、圖9A和9B以及圖IOA和IOB中的多個(gè)顆粒的形狀是圓柱形，但是多個(gè)顆粒的形狀可以是如圖IlA和IlB中的除圓柱形以外的形狀。
毋庸贅言，多個(gè)顆粒的形狀不限于圖8A和8B、圖9A和9B、圖IOA和10B、以及圖IIA和IlB中的形狀。注意，圖IlA是電極的立體圖，而圖IlB是圖IlA的截面圖。包含硅作為主要成分的多個(gè)顆粒可以是只要主要成分是硅的任一顆粒，并且可包含除硅以外的另一元素(例如，磷、砷、碳、氧、氮、鍺、或者金屬元素)。注意，由于電力存儲(chǔ)設(shè)備的特性相應(yīng)地得以改進(jìn)，因此包含硅作為主要成分的多個(gè)顆?？删哂腥魏谓Y(jié)晶度，并且優(yōu)選具有更高的結(jié)晶度。多個(gè)顆?？梢允前甲鳛橹饕煞值亩鄠€(gè)顆粒。另外，包含碳作為主要成分的多個(gè)顆粒還可包含另一元素。包含硅作為主要成分的多個(gè)顆粒、包含碳作為主要成分的多個(gè)顆粒等可稱為包含活性材料的多個(gè)顆粒。注意，包含硅作為主要成分的材料、包含碳作為主要成分的材料等是活性材料。另外，活性材料不限于硅和碳，只要該材料可夾附或釋出堿金屬或堿土金屬即可。多個(gè)顆粒的主要成分和多個(gè)凸部的主要成分優(yōu)選相同，因?yàn)槎鄠€(gè)顆粒和多個(gè)凸部之間的接觸電阻可減小。例如，可通過粉碎期望材料(例如，硅或碳)來形成多個(gè)顆粒。替換地，在使用圖IA和1B、圖2A至2C、圖3A和3B、圖4A至4C、圖5A和5B、圖6A和6B、以及圖7A和7B所示的任一結(jié)構(gòu)的情況下，可通過在基板上形成多個(gè)凸部以形成多個(gè)顆粒以及刮削基板的表面以形成多個(gè)顆粒來形成多個(gè)柱形顆粒。注意，用于形成多個(gè)顆粒的方法不限于以上方法。注意，優(yōu)選通過在漿中混合來施加多個(gè)顆粒。漿可以是例如粘合劑、溶劑等的混合物?？稍跐{中混合導(dǎo)電添加劑。粘合劑的示例包括但不限于聚偏二氟乙烯、淀粉、聚乙烯醇、羧甲基纖維素、羥丙基纖維素、再生纖維素、二乙酰纖維素、聚氯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯-二烯單體(EPDM)、磺化EPDM、丁苯橡膠、丁二烯橡膠、氟橡膠、以及聚環(huán)氧乙烷。另外，多種粘合劑可組合使用。溶劑的示例包括但不限于N-甲基吡咯烷酮(NMP)和乳酸酯。導(dǎo)電添加劑的示例包括但不限于碳材料和金屬材料。碳材料的示例包括但不限于石墨、碳纖維、碳黑、乙炔黑、以及氣相生長(zhǎng)碳纖維(VGCF)0金屬材料的示例包括但不限于銅、鎳、鋁、以及銀。可與任一其他實(shí)施例和示例適當(dāng)組合來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例。[實(shí)施例7]雖然多個(gè)顆粒單獨(dú)地形成且排列在實(shí)施例6中，但是優(yōu)選如圖12中地通過斷裂多個(gè)凸部來形成多個(gè)顆粒303。活性材料層的體積在圖12的示例中不增加；然而，活性材料層的表面積可增加，因?yàn)閿嗔淹共康慕孛媛冻觥＜?，圖12中的虛線部露出。當(dāng)多個(gè)顆粒單獨(dú)地制備時(shí)，成本增加。相反，當(dāng)多個(gè)凸部通過壓力斷裂時(shí)，成本不增加。由此，圖12的示例是優(yōu)選的。S卩，在圖12的示例中，表面積可增加，而成本不增加。注意，更優(yōu)選如在圖12中多個(gè)凸部通過壓力斷裂、并且隨后排列單獨(dú)形成的多個(gè)顆粒。S卩，更優(yōu)選排列通過斷裂多個(gè)凸部中的一些凸部形成的多個(gè)顆粒以及單獨(dú)形成的多個(gè)顆粒兩者。注意，當(dāng)將強(qiáng)壓施加到所有多個(gè)凸部時(shí)，斷裂所有多個(gè)凸部的根部，并且在一些情況下多個(gè)凸部丟失。因此，優(yōu)選如圖13A和13B中地局部地施加壓力。
注意，圖13A和13B示出其中將壓力施加到由虛線包圍的位置的示例。S卩，圖13A是其中在多個(gè)點(diǎn)局部地施加壓力的示例，而圖13B是其中以線性的形式局部地施加壓力的示例。S卩，在圖13A和13B中，可以說局部地?cái)嗔讯鄠€(gè)凸部中的一些凸部。另外，可以說多個(gè)顆粒中的部分或全部顆粒是多個(gè)凸部的片段。毋庸贅言，施加壓力的位置不限于圖13A和13B中的位置。雖然描述了多個(gè)凸部的形狀不一致(不規(guī)則)的情況，但是本實(shí)施例中的示例可應(yīng)用于多個(gè)凸部的形狀一致(規(guī)則)的情況?？膳c任一其他實(shí)施例和示例適當(dāng)組合來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例。[實(shí)施例8]為了固定多個(gè)顆粒303，在將多個(gè)顆粒303排列在多個(gè)凸部上或者多個(gè)凸部之間的空隙中之后，包含活性材料或金屬材料的保護(hù)膜304優(yōu)選在包含硅作為主要成分的層302以及多個(gè)顆粒303上形成(圖14A和14B)。S卩，包含硅作為主要成分的層302和多個(gè)顆粒303優(yōu)選用包含活性材料或金屬材料的保護(hù)膜304覆蓋(圖14A和14B)。注意，圖14A是其中在圖IOA和IOB的結(jié)構(gòu)中形成保護(hù)膜的示例，而圖14B是其中在圖IlA和IlB的結(jié)構(gòu)中形成保護(hù)膜的示例。毋庸贅言，可在圖8A和8B以及圖9A和9B的結(jié)構(gòu)中形成保護(hù)膜。用于包含活性材料的保護(hù)膜的材料的示例包括但不限于包含硅作為主要成分的材料以及包含碳作為主要成分的材料。注意，包含硅作為主要成分的材料、包含碳作為主要成分的材料等是活性材料。包含硅作為主要成分的材料和包含碳作為主要成分的材料可包含雜質(zhì)。注意，包含活性材料的保護(hù)膜可通過CVD法、濺射法、蒸鍍法等形成。用于包含金屬材料的導(dǎo)電保護(hù)膜的材料的示例是其主要成分為錫、銅、鎳等的材料，但不限于此。金屬材料可包含另一元素。注意，即使當(dāng)顆粒和包含活性材料的層彼此不接觸時(shí)，通過使用包含金屬材料的保護(hù)膜，顆粒和包含活性材料的層可經(jīng)由包含金屬材料的保護(hù)膜彼此電連接。包含金屬材料的保護(hù)膜可通過電解沉淀法、濺射法、蒸鍍法等形成，但不限于此。在此，用于保護(hù)膜的材料優(yōu)選不同于用于多個(gè)凸部和多個(gè)顆粒的材料。這是因?yàn)椋ㄟ^將不同材料用于保護(hù)膜以及多個(gè)凸部和多個(gè)顆粒，可具有包含硅作為主要成分的活性材料和包含碳作為主要成分的活性材料的優(yōu)點(diǎn)兩者。例如，包含硅作為主要成分的活性材料具有其容量大于包含碳作為主要成分的活性材料的容量的優(yōu)點(diǎn)。另外，包含碳作為主要成分的活性材料具有通過夾附堿金屬或堿土金屬的其體積膨脹小于包含硅作為主要成分的活性材料的體積膨脹的優(yōu)點(diǎn)?？紤]到可通過形成多個(gè)凸部來減少膨脹，優(yōu)選包含碳作為主要成分的活性材料用于保護(hù)膜，并且包含硅作為主要成分的活性材料用于多個(gè)凸部和多個(gè)顆粒。替換地，包含碳作為主要成分的活性材料可用于多個(gè)凸部和多個(gè)顆粒，并且包含硅作為主要成分的活性材料顆粒可用于保護(hù)膜。保護(hù)膜可在多個(gè)顆粒未如圖IA和1B、圖2A至2C、圖3A和3B、圖4A至4C、圖5A和5B、圖6A和6B、以及圖7A和7B排列的情況下形成?！ぜ词巩?dāng)多個(gè)顆粒未排列時(shí)，通過形成包含活性材料的保護(hù)膜，可增加活性材料的體積。即使當(dāng)多個(gè)顆粒未排列時(shí)，通過形成包含金屬材料的保護(hù)膜，也可增加電極的電導(dǎo)率。 可與任一其他實(shí)施例和示例適當(dāng)組合來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例。[實(shí)施例9]可在集電器301與包含硅作為主要成分的層302之間形成硅化物層。為了形成硅化物層，集電器可使用諸如鈦、鎳、鈷或鎢之類的可形成硅化物的材料形成，并且熱處理可在預(yù)定溫度下進(jìn)行。可與任一其他實(shí)施例和示例適當(dāng)組合來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例。[實(shí)施例10]將參考圖15A至15C來描述用于形成排列在凸部之間的空隙中的活性材料的方法的示例。圖15A的狀態(tài)與圖2C的狀態(tài)相同。包含硅作為主要成分的層310通過CVD法、濺射法、蒸鍍法等形成，從而可形成排列在凸部之間的空隙中的活性材料(圖15B)。用于形成包含硅作為主要成分的層310的方法不限于CVD法、濺射法、蒸鍍法等。注意，當(dāng)在圖15A至15C中示出的包含硅作為主要成分的層302的厚度大時(shí)，在一些情況下包含硅作為主要成分的層310無法覆蓋包含硅作為主要成分的層302的側(cè)表面(圖 15C)。注意，圖15B的狀態(tài)與在圖IA和IB的結(jié)構(gòu)中形成實(shí)施例8中所描述的保護(hù)膜的狀態(tài)相同?？墒褂冒甲鳛橹饕煞值膶踊蛘呓饘賹觼泶姘枳鳛橹饕煞值膶?10?？膳c任一其他實(shí)施例和示例適當(dāng)組合來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例。[實(shí)施例11]將描述電力存儲(chǔ)設(shè)備的結(jié)構(gòu)。電力存儲(chǔ)設(shè)備可以是至少包括一對(duì)電極以及該對(duì)電極之間的電解質(zhì)的任一電力存儲(chǔ)設(shè)備。例如，電力存儲(chǔ)設(shè)備優(yōu)選包括該對(duì)電極之間的隔離物。
電力存儲(chǔ)設(shè)備可具有各種類型，諸如硬幣類型、正方類型、或圓柱類型，但不限于此。可采用其中隔離物以及置于該對(duì)電極之間的電解質(zhì)卷起的結(jié)構(gòu)。圖16A和16B示出硬幣類型的電力存儲(chǔ)設(shè)備的示例。圖16A是電力存儲(chǔ)設(shè)備的立體圖，而圖16B是圖16A的截面圖。在圖16A和16B中，在第一電極100上設(shè)置隔離物200，在隔離物200上設(shè)置第二電極300，在第二電極300上設(shè)置間隔物400，并且在間隔物400上設(shè)置墊圈500。注意，在第一電極100和第二電極300之間至少設(shè)置電解質(zhì)。此外，隔離物200用電解質(zhì)浸潰。
此外，第一電極100、隔離物200、第二電極300、間隔物400、墊圈500、以及電解質(zhì)排列在由第一外殼600和第二外殼700包圍的區(qū)域內(nèi)部。另外，第一外殼600和第二外殼700通過絕緣體800彼此電絕緣。注意，第一電極100和第二電極200的位置在圖16A和16B中是可互換的。圖19示出與圖16A和16B的示例不同的示例。在圖19中，隔離物200置于第一電極100和第二電極300之間。另外，第一電極100、隔離物200、以及第二電極300的疊層繞棒999卷繞。第一電極100經(jīng)由導(dǎo)線902電連接到第一外殼600。第二電極300經(jīng)由導(dǎo)線901電連接到第二外殼700。另外，第一外殼600和第二外殼700通過絕緣體800彼此電絕緣。注意，第一電極100和第二電極300的位置在圖19中是可互換的。在下文中描述組件的材料等。<電解質(zhì)>例如，可使用不溶于水的介質(zhì)以及在不溶于水的介質(zhì)中溶解的鹽(例如堿金屬鹽或堿土金屬鹽)作為電解質(zhì)。注意，電解質(zhì)不限于以上電解質(zhì)，而可以是任何電解質(zhì)，只要電解質(zhì)具有使反應(yīng)材料(例如堿金屬離子或堿土金屬離子)導(dǎo)電的功能即可。另外，電解質(zhì)可具有各種類型，諸如固體類型、液體類型、氣體類型、或膠狀類型，但不限于此?！吹谝浑姌O〉第一電極包括集電器以及包含堿金屬或堿土金屬的層。包含堿金屬或堿土金屬的層位于隔離物側(cè)。集電器可使用導(dǎo)電材料形成。導(dǎo)電材料的示例包括但不限于金屬、碳、以及導(dǎo)電樹脂。金屬的示例包括但不限于鈦、鎳、銅、鋯、鉿、釩、鉭、鉻、鑰、鎢、鈷、以及這些金屬中的任一種的合金。例如，包含堿金屬或堿土金屬的層可使用由通式AxMyPOz (X彡O、y>0、z>0)、通式AxMyOz (X彡O、y>0、z>0)、通式AxMySiOz (x彡O、y>0、z>0)表示的材料形成,但不限于此。注意，公式中的A表示堿金屬或堿土金屬。堿金屬的示例包括但不限于鋰、鈉、以及鉀。
堿土金屬的示例包括但不限于鈹、鎂、鈣、鍶、以及鋇。另外，公式中的M表示過渡金屬。過渡金屬的示例包括但不限于鐵、鎳、錳、以及鈷。注意，M可表示兩種或兩種以上金屬，諸如鐵和鎳的組合、鐵和錳的組合、或者鐵、鎳和錳的組合，但不限于此。另外，可將包含碳作為主要成分的導(dǎo)電添加劑添加到包含堿金屬或堿土金屬的層。替換地，可使用堿金屬膜、堿土金屬膜、其中將堿金屬或堿土金屬添加到硅的膜、其中將堿金屬或堿土金屬添加到碳的膜等作為包含堿金屬或堿土金屬的層。
〈隔離物〉當(dāng)電解質(zhì)是液體時(shí)，優(yōu)選提供絕緣隔離物。隔離物的示例包括但不限于紙、非紡織纖維、玻璃纖維、以及合成纖維。合成纖維的示例包括但不限于尼龍、維尼綸、聚丙烯纖維、聚酯、以及丙烯酸纖維。〈第二電極〉可使用實(shí)施例I至10中的任一實(shí)施例中所描述的電極作為第二電極?！撮g隔物、墊圈、第一外殼、第二外殼〉可使用任何導(dǎo)電材料。具體而言，優(yōu)選使用SUS (不銹鋼)等。<絕緣體>可使用任何絕緣材料。具體而言，優(yōu)選使用聚丙烯等?？膳c任一其他實(shí)施例和示例適當(dāng)組合來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例。[實(shí)施例I2]將描述包括電力存儲(chǔ)設(shè)備的電氣設(shè)備。在圖18A和18B中，電氣設(shè)備1000至少包括電力負(fù)載部1100、電連接到電力負(fù)載部1100的電力存儲(chǔ)設(shè)備1200、以及電連接到電力存儲(chǔ)設(shè)備1200的包括天線的電路1300。在圖18B中，電力負(fù)載部1100以及包括天線的電路1300彼此電連接。注意，在圖18A和18B中，電氣設(shè)備1000可包括除電力負(fù)載部1100、電力存儲(chǔ)設(shè)備1200、以及包括天線的電路1300以外的組件。另外，電氣設(shè)備1000是至少具有通過電能驅(qū)動(dòng)的功能的設(shè)備。電氣設(shè)備1000的不例包括電氣設(shè)備和電推進(jìn)車輛。電氣設(shè)備的示例包括但不限于相機(jī)、移動(dòng)電話、移動(dòng)信息終端、移動(dòng)游戲機(jī)、顯示設(shè)備、以及計(jì)算機(jī)。電推進(jìn)車輛的示例包括但不限于通過利用電能來推進(jìn)的汽車(圖20A)、通過利用電能來推進(jìn)的輪椅(圖20B)、通過利用電能來推進(jìn)的電動(dòng)自行車、以及通過利用電能來推進(jìn)的火車。電力負(fù)載部1100是例如電氣設(shè)備1000為電子設(shè)備的情況下的驅(qū)動(dòng)電路等、電子設(shè)備1000為電推進(jìn)車輛的情況下的電動(dòng)機(jī)等。電力存儲(chǔ)設(shè)備1200可以是至少具有存儲(chǔ)電力的功能的任何設(shè)備。
注意，特別優(yōu)選使用任一其他實(shí)施例或示例中所描述的電力存儲(chǔ)設(shè)備作為電力存儲(chǔ)設(shè)備1200。包括天線的電路1300至少包括天線。另外，包括天線的電路1300優(yōu)選包括處理天線接收到的信號(hào)且將該信號(hào)傳送到電力存儲(chǔ)設(shè)備1200的信號(hào)處理電路。
在此，圖18A示出具有進(jìn)行無線充電的功能的示例，而圖18B示出具有除進(jìn)行無線充電的功能以外的傳送和接收數(shù)據(jù)的功能的示例。在如圖18B中具有傳送和接收數(shù)據(jù)的功能的情況下，包括天線的電路1300優(yōu)選包括解調(diào)電路、調(diào)制電路、整流電路等。注意，在圖18A和18B中的每一附圖中，在電力存儲(chǔ)設(shè)備1200和電力負(fù)載部1100之間，通過提供將從電力存儲(chǔ)設(shè)備1200供應(yīng)的電流或者從電力存儲(chǔ)設(shè)備1200施加的電壓轉(zhuǎn)換成固定電壓的電源電路，可防止電力負(fù)載部1100中的過電流流動(dòng)。另外，為了防止電流回流，優(yōu)選在電力存儲(chǔ)設(shè)備1200與包括天線的電路1300之間設(shè)置回流防止電路。例如，可使用二極管等作為回流防止電路。當(dāng)二極管被用作回流防止電路時(shí)，優(yōu)選連接二極管，從而在從包括天線的電路1300到電力存儲(chǔ)設(shè)備1200的方向上施加正向偏壓。可與任一其他實(shí)施例和示例適當(dāng)組合來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例。[示例I]制造各自為具有類似于圖16A和16B的結(jié)構(gòu)的電力存儲(chǔ)設(shè)備的樣本I和比較樣本。注意，除了第二電極300的材料以外，樣本I和比較樣本的條件相同。<樣本I和比較樣本的相同條件>可使用鋰電極作為第一電極1000，該鋰電極為基準(zhǔn)電極。對(duì)于隔離物200，可使用聚丙烯。可使用其中LiPF6在碳酸乙烯(EC)和碳酸二乙酯(DEC)的混合溶劑(EC:DEC =I: I)中溶解的電解質(zhì)作為該電解質(zhì)。對(duì)于間隔物400、墊圈500、第一外殼600、以及第二外殼700，使用SUS。<樣本I的第二電極300的制造>可制備鈦片(厚度100 μ m)作為集電器。然后，通過熱CVD法將晶體硅沉積在鈦片上。熱CVD法的條件如下。硅烷(SiH4)用作源氣，硅烷的流速為300sCCm，用于沉積的壓力為20Pa，并且基板的溫度(鈦片的溫度)為600° C。包括凸部的厚度為3. 5 μ m。注意，在沉積晶體硅之前，在將小量的氦導(dǎo)入沉積室時(shí)基板(鈦片)的溫度增加。熱CVD裝置的沉積室由石英構(gòu)成。<比較樣本的第二電極300的制造>可制備鈦片(厚度100 μ m)作為集電器。然后，通過等離子體CVD法將非晶硅沉積在鈦片上，并且非晶硅結(jié)晶以形成晶體硅。等離子體CVD法的條件如下。用氫(5%的稀釋物)稀釋的硅烷(SiH4)和磷化氫(PH3)用作源氣，娃燒的流速為60sccm，用氫稀釋的磷化氫的流速為20sccm，用于沉積的壓力為133Pa，并且基板的溫度(鈦片的溫度)為280°C。非晶硅的厚度為3 μ m。接著，非晶硅在氬氣氣氛中在700°C下加熱達(dá)六小時(shí)，以形成晶體硅。<樣本I的第二電極300的形狀和討論>圖17示出樣本I的第二電極300的表面(晶體硅的表面)的掃描電子顯微圖(SEM照片)。
從圖17中可以發(fā)現(xiàn)柱形晶體從晶體硅的表面隨機(jī)地生長(zhǎng)，并且形成晶須。注意，晶須意味著須狀凸部。圖7A和7B對(duì)應(yīng)于圖17的示意圖。相反，當(dāng)通過SEM觀察到比較樣本的第二電極300的表面時(shí)，未觀察到晶須。樣本I和比較樣本彼此不同。比較樣本使用等離子體CVD法制造，而樣本I使用熱CVD法制造。在石英基板上制造監(jiān)視器1，并且在硅晶片上制造監(jiān)視器2。在每一監(jiān)視器中，在與樣本I相同的條件下沉積晶體硅。然而，未觀察到晶須。因此，發(fā)現(xiàn)可通過熱CVD法在鈦上沉積晶體硅來獲取圖17中的晶體硅。為了確認(rèn)可再現(xiàn)性，進(jìn)行其中在與樣本I相同的條件下在鈦片上沉積晶體硅的反復(fù)實(shí)驗(yàn)；由此，再次觀察到晶須。此外，在玻璃基板上形成厚度為I μ m的鈦膜，并且通過熱CVD法在鈦膜上沉積晶體硅；由此，再次觀察到晶須。注意，用于在厚度為I μ m的鈦膜上沉積晶體硅的條件如下。玻璃基板的溫度為600°C，硅烷(SiH4)的流速為300sccm，并且用于沉積的壓力為20Pa。作為附加實(shí)驗(yàn)，通過熱CVD法在鎳膜而非鈦膜上沉積晶體硅；由此，觀察到晶須。<樣本I和比較樣本的特性的比較>使用充電-放電測(cè)量?jī)x器來測(cè)量樣本I和比較樣本的容量。對(duì)于充電和放電容量的測(cè)量，可使用恒定電流模式。在測(cè)量中，用2. OmA的電流來進(jìn)行充電和放電。另外，上限電壓為I. OV而下限電壓為O. 03V。測(cè)量中的溫度為室溫。注意，室溫意味著這些樣本不會(huì)有意地加熱或冷卻。測(cè)量結(jié)果示出樣本I和比較樣本的活性材料層的每單位體積的放電容量的初始特性分別為7300mAh/cm3和4050mAh/cm3。在此，樣本I的活性材料層的厚度為3. 5 μ m，比較樣本的活性材料層的厚度為3. 5 μ m，并且計(jì)算容量。注意，在此給出的每一容量為鋰的放
電容量。因此，發(fā)現(xiàn)樣本I的容量約為比較樣本的容量的I. 8倍。附圖標(biāo)記的說明100 :第一電極，200 :隔離物，300 :第二電極；301 :集電器，302 :包含硅作為主要成分的層，303 :多個(gè)顆粒，304 :保護(hù)膜，310 :包含硅作為主要成分的層，400 :間隔物，500 墊圈，600 :第一外殼，700 :第二外殼，800 :絕緣體，901 :導(dǎo)線，902 :導(dǎo)線，999 :棒，1000 :電氣設(shè)備，1100 :電力負(fù)載部，1200 :電力存儲(chǔ)設(shè)備，1300 :包括天線的電路，9000 :掩模。本申請(qǐng)基于2010年5月28日向日本專利局提交的日本專利申請(qǐng)S/ N. 2010-123139，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過引用結(jié)合于此。
權(quán)利要求
1.一種電力存儲(chǔ)設(shè)備，包括 第一電極； 第二電極；以及 設(shè)置在所述第一電極和所述第二電極之間的電解質(zhì)， 其中所述第二電極包括活性材料層，所述活性材料層包括包含活性材料的多個(gè)凸部。
2.如權(quán)利要求I所述的電力存儲(chǔ)設(shè)備，其特征在于，所述活性材料層包括排列在所述多個(gè)凸部上方和之間的包含活性材料的多個(gè)顆粒。
3.如權(quán)利要求2所述的電力存儲(chǔ)設(shè)備，其特征在于，所述多個(gè)顆粒中的一些顆粒是通過斷裂所述多個(gè)凸部中的一些凸部而形成的顆粒。
4.如權(quán)利要求2所述的電力存儲(chǔ)設(shè)備，其特征在于，所述多個(gè)凸部和所述多個(gè)顆粒用包含活性材料或金屬材料的保護(hù)膜覆蓋。
5.如權(quán)利要求I所述的電力存儲(chǔ)設(shè)備，其特征在于，所述多個(gè)凸部的形狀是不一致的。
6.如權(quán)利要求I所述的電力存儲(chǔ)設(shè)備，其特征在于，所述多個(gè)凸部中的一些凸部局部地?cái)嗔选?br> 7.如權(quán)利要求I所述的電力存儲(chǔ)設(shè)備，其特征在于，還包括包含所述多個(gè)凸部之間的活性材料的表面。
8.—種包括如權(quán)利要求I所述的電力存儲(chǔ)設(shè)備的電氣設(shè)備。
9.一種在電力存儲(chǔ)設(shè)備中使用的電極，包括 包括多個(gè)凸部的活性材料層，所述多個(gè)凸部包含活性材料。
10.如權(quán)利要求9所述的電極，其特征在于，所述活性材料層包括排列在所述多個(gè)凸部上方和之間的包含活性材料的多個(gè)顆粒。
11.如權(quán)利要求10所述的電極，其特征在于，所述多個(gè)顆粒中的一些顆粒是通過斷裂所述多個(gè)凸部中的一些凸部而形成的顆粒。
12.如權(quán)利要求10所述的電極，其特征在于，所述多個(gè)凸部和所述多個(gè)顆粒用包含活性材料或金屬材料的保護(hù)膜覆蓋。
13.如權(quán)利要求9所述的電極，其特征在于，所述多個(gè)凸部的形狀是不一致的。
14.如權(quán)利要求9所述的電極，其特征在于，所述多個(gè)凸部的一些凸部局部地破裂。
15.如權(quán)利要求9所述的電極，其特征在于，還包括包含所述多個(gè)凸部之間的活性材料的表面。
全文摘要
目的在于通過設(shè)計(jì)活性材料層的形狀來改進(jìn)電力存儲(chǔ)設(shè)備的特性?？赏ㄟ^提供包括第一電極、第二電極、以及設(shè)置在第一電極和第二電極之間的電解質(zhì)的電力存儲(chǔ)設(shè)備來改進(jìn)電力存儲(chǔ)設(shè)備的特性。第二電極包括活性材料層?；钚圆牧蠈影ò钚圆牧系亩鄠€(gè)凸部以及包含活性材料的多個(gè)顆粒，這些顆粒排列在多個(gè)凸部上或者多個(gè)凸部之間的空隙中。
文檔編號(hào)H01M4/36GK102918683SQ20118002627
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2011年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者栗城和貴, 湯川干央, 松倉英樹 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所