體212和負(fù)極集電體214，該正極集電體212設(shè)置在正極活性物質(zhì)層213上并接觸于固體電解質(zhì)層216，該負(fù)極集電體214設(shè)置在負(fù)極活性物質(zhì)層215上并接觸于固體電解質(zhì)層216。覆蓋固體電解質(zhì)層216地形成有保護(hù)膜217。
[0111]圖9C所示的蓄電裝置在正極集電體221上形成有正極活性物質(zhì)層222。覆蓋正極活性物質(zhì)層222地形成有固體電解質(zhì)層225。在固體電解質(zhì)層225上形成有負(fù)極活性物質(zhì)層224及負(fù)極集電體223。在正極集電體221上形成有保護(hù)膜226，該保護(hù)膜226覆蓋固體電解質(zhì)層225及負(fù)極活性物質(zhì)層224并接觸于負(fù)極集電體223。
[0112]例如，圖9A的襯底201及圖9B的襯底211使用玻璃襯底、石英襯底或云母襯底。
[0113]圖9A的正極集電體202、圖9B的正極集電體212以及圖9C的正極集電體221與實(shí)施方式I的正極集電體112相同。
[0114]另外，圖9A的正極活性物質(zhì)層203、圖9B的正極活性物質(zhì)層213以及圖9C的正極活性物質(zhì)層222與實(shí)施方式I的正極活性物質(zhì)層113相同。
[0115]圖9A的負(fù)極集電體204、圖9B的負(fù)極集電體214以及圖9C的負(fù)極集電體223與實(shí)施方式I的負(fù)極集電體102相同。
[0116]作為圖9A的負(fù)極活性物質(zhì)層205、圖9B的負(fù)極活性物質(zhì)層215以及圖9C的負(fù)極活性物質(zhì)層224的材料，可以使用1^02、1^41^5012、恥205、他1^(^、￥02、]\1002、硅、硅合金、鍺、鍺合金、錫、錫合金以及金屬鋰(上述X為正的實(shí)數(shù))。使用這些材料利用PVD法(濺射法或蒸鍍)、PLD法(脈沖激光)、AD法(氣浮沉積法)形成膜狀的該負(fù)極活性物質(zhì)層。
[0117]至于圖9A的負(fù)極活性物質(zhì)層205、圖9B的負(fù)極活性物質(zhì)層215以及圖9C的負(fù)極活性物質(zhì)層224的厚度，在10nm以上ΙΟΟμπι以下的范圍內(nèi)選擇所希望的厚度。
[0118]另外，在作為圖9Α的負(fù)極活性物質(zhì)層205、圖9Β的負(fù)極活性物質(zhì)層215以及圖9C的負(fù)極活性物質(zhì)層224的材料使用金屬鋰以外的材料時(shí)，也可以進(jìn)行鋰的預(yù)摻雜。例如，在使用蒸鍍法形成上述負(fù)極活性物質(zhì)層時(shí)，只要作為蒸鍍源使用上述材料及鋰對上述負(fù)極活性物質(zhì)層進(jìn)行鋰的預(yù)摻雜，即可。另外，在本說明書中，將被進(jìn)行了鋰的預(yù)摻雜的負(fù)極活性物質(zhì)層也稱為負(fù)極活性物質(zhì)層。
[0119]另外，也可以在上述負(fù)極活性物質(zhì)層的表面設(shè)置用來改善與固體電解質(zhì)層的接觸性的層。
[0120]作為圖9A的固體電解質(zhì)層206、圖9B的固體電解質(zhì)層216以及圖9C的固體電解質(zhì)層225 的材料，可以使用Li3P04、Li3P04-xNnLiuAl0.STiuP3OmL1.S5Lath55T1hLiwZnGe4Olf^Li6BaLa2Ta2Oi2、Li7La3Zr20i2 等氧化物材料、LixPSy、Li2S — SiS2 — Li3P04、Li2S — SiS2 —Li4Si04、Li3.25Ge0.25P0.75S4等硫化物材料(上述x、y是正的實(shí)數(shù))。
[0121 ]通過使用這些材料，利用蒸鍍法、PVD法(濺射法或蒸鍍)、PLD法(脈沖激光)、AD法(氣浮沉積法)形成上述固體電解質(zhì)層。另外，該固體電解質(zhì)層的形狀可以為膜狀、顆粒狀態(tài)、板狀。
[0122]作為圖9A的保護(hù)膜207、圖9B的保護(hù)膜217、圖9C的保護(hù)膜226，可以使用氮化硅膜、氮氧化娃膜、氧化娃膜、氧氮化娃膜、氟類樹脂、DLC(DiamondLikeCarbon，即類金剛石碳)。
[0123]本實(shí)施方式可以與上述實(shí)施方式適當(dāng)?shù)亟M合來實(shí)施。
[0124]符號說明
[0125]101 負(fù)極
[0126]102負(fù)極集電體
[0127]103負(fù)極活性物質(zhì)層
[0128]111 正極
[0129]112正極集電體
[0130]113正極活性物質(zhì)層
[0131]121電解質(zhì)
[0132]201 襯底
[0133]202正極集電體
[0134]203正極活性物質(zhì)層
[0135]204負(fù)極集電體
[0136]205負(fù)極活性物質(zhì)層
[0137]206固體電解質(zhì)層
[0138]207保護(hù)膜
[0139]211 襯底
[0140]212正極集電體
[0141]213正極活性物質(zhì)層
[0142]214負(fù)極集電體
[0143]215負(fù)極活性物質(zhì)層
[0144]216固體電解質(zhì)層
[0145]217保護(hù)膜
[0146]221正極集電體
[0147]222正極活性物質(zhì)層
[0148]223負(fù)極集電體
[0149]224負(fù)極活性物質(zhì)層
[0150]225固體電解質(zhì)層
[0151]226保護(hù)膜
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種蓄電裝置，包括:襯底；在所述襯底上的正極集電體；在所述襯底上的負(fù)極集電體；在所述襯底上且在所述正極集電體上的正極活性物質(zhì)層；覆蓋所述正極活性物質(zhì)層的固體電解質(zhì)層；與所述固體電解質(zhì)層及所述負(fù)極集電體接觸的負(fù)極活性物質(zhì)層；以及覆蓋所述固體電解質(zhì)層及所述負(fù)極活性物質(zhì)層的保護(hù)膜，其中所述正極活性物質(zhì)層包含C軸取向的鈷酸鋰，并且所述鈷酸鋰具有c軸取向。2.—種蓄電裝置，包括:襯底；正極集電體；負(fù)極集電體，其中所述正極集電體及所述負(fù)極集電體橫向設(shè)置在所述襯底上；部分覆蓋所述正極集電體的正極活性物質(zhì)層；覆蓋所述正極活性物質(zhì)層的固體電解質(zhì)層；與所述固體電解質(zhì)層及所述負(fù)極集電體接觸的負(fù)極活性物質(zhì)層；以及覆蓋所述固體電解質(zhì)層及所述負(fù)極活性物質(zhì)層的保護(hù)膜，其中所述正極活性物質(zhì)層包含c軸取向的鈷酸鋰，并且所述鈷酸鋰具有C軸取向。3.—種蓄電裝置，包括:襯底；在所述襯底上的固體電解質(zhì)層；與所述固體電解質(zhì)層接觸的正極活性物質(zhì)層；與所述固體電解質(zhì)層接觸的負(fù)極活性物質(zhì)層；在所述正極活性物質(zhì)層上的正極集電體；在所述負(fù)極活性物質(zhì)層上的負(fù)極集電體；以及覆蓋所述固體電解質(zhì)層的保護(hù)膜，其中所述正極活性物質(zhì)層包含c軸取向的鈷酸鋰，并且所述鈷酸鋰具有C軸取向。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的蓄電裝置，其中所述襯底為玻璃襯底、石英襯底和云母襯底中的任一種。5.—種蓄電裝置，包括:正極集電體；在所述正極集電體上的正極活性物質(zhì)層；覆蓋所述正極活性物質(zhì)層的固體電解質(zhì)層；在所述固體電解質(zhì)層上的負(fù)極活性物質(zhì)層；在所述負(fù)極活性物質(zhì)層上的負(fù)極集電體；以及覆蓋所述固體電解質(zhì)層及所述負(fù)極活性物質(zhì)層的保護(hù)膜， 其中所述正極活性物質(zhì)層包含C軸取向的鈷酸鋰，并且 所述鈷酸鋰具有C軸取向。6.根據(jù)權(quán)利要求1-3和5中任一項(xiàng)所述的蓄電裝置， 其中所述正極集電體包含鉑和鋁中的任一種。7.根據(jù)權(quán)利要求1-3和5中任一項(xiàng)所述的蓄電裝置， 其中所述正極集電體包含不銹鋼。8.根據(jù)權(quán)利要求1-3和5中任一項(xiàng)所述的蓄電裝置， 其中所述正極集電體包含鈦。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的蓄電裝置， 其中，所述正極活性物質(zhì)層和所述正極集電體通過X射線衍射儀測定的結(jié)果不顯示源于氧化鈦的峰值。10.根據(jù)權(quán)利要求1-3和5中任一項(xiàng)所述的蓄電裝置， 其中所述正極集電體由鈦形成。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的蓄電裝置， 其中，所述正極活性物質(zhì)層和所述正極集電體通過X射線衍射儀測定的結(jié)果不顯示源于氧化鈦的峰值。
【專利摘要】所公開的發(fā)明的一個(gè)方式的目的是：抑制鈷酸鋰被分解而產(chǎn)生分解生成物；抑制鈷酸鋰中的氧與集電體起反應(yīng)；以及得到充放電容量大的蓄電裝置。一種蓄電裝置的制造方法，包括如下步驟：在通過以鈷酸鋰為靶材且使用Ar作為濺射氣體的濺射法在正極集電體上形成鈷酸鋰層時(shí)，在使鈷酸鋰的結(jié)晶呈c軸取向且不產(chǎn)生氧化鈷的溫度下加熱該正極集電體，其中該正極集電體的加熱溫度為400℃以上且低于600℃。
【IPC分類】H01M4/131, H01M4/1391, H01M4/04, H01M4/525
【公開號】CN105679998
【申請?zhí)枴緾N201610118122
【發(fā)明人】栗城和貴
【申請人】株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2012年4月13日
【公告號】CN102738516A, CN102738516B, US8404001, US20120260478