專利名稱：負極、其制造方法及電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及設(shè)置有包含硅(Si)作為構(gòu)成元素的活性材料層的負極、制造該負極的方法、以及包括該負極的電池。特別地，本發(fā)明涉及適于通過氣相沉積法形成活性材料層的負極、其制造方法以及包含其的電池。
背景技術(shù)：
近年來，由于移動設(shè)備已經(jīng)復(fù)雜和多功能化，因此已要求較高容量的二次電池作為用于這些移動設(shè)備的電源。作為滿足這種要求的二次電池，有鋰離子二次電池。但是，由于在目前的實際應(yīng)用中，在鋰離子二次電池中使用石墨用于負極，其電池容量處于飽和狀態(tài)且因此難以達到其非常高的容量。因此，考慮使用硅等用于負極。近來，已報道了通過氣相沉積法等在集電體上形成活性材料層。硅等由于充電和放電而大幅膨脹和收縮，且因此有由于粉化而循環(huán)特性降低的缺點。但是，當(dāng)使用氣相沉積法等時，可防止這種粉化，并可將集電體和活性材料層一體化。結(jié)果，負極中的電子傳導(dǎo)性變得非常有利，并預(yù)期在容量和循環(huán)壽命兩方面的高性能。
通常，在電池中，通過在電池中的電化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的電子需要通過集電體和引線帶到外部。在過去，為了改善可焊性，在集電體的部分中保留其上未設(shè)置活性材料層的暴露部分。負極引線通過超聲焊接等附著到該暴露部分。對于通過氣相沉積法形成負極的活性材料層，例如，已提出通過使用擋板(shutter)、掩模等以給定的圖案在集電體上形成活性材料層(例如，參見日本未審專利申請公開No.2003-162999)。

發(fā)明內(nèi)容
但是，通過擋板機構(gòu)的圖案沉積導(dǎo)致復(fù)雜的器件結(jié)構(gòu)(device structure)并引起生產(chǎn)率降低。當(dāng)使用掩模等時，在沉積許多材料時許多雜質(zhì)附著在掩模上，且因此在制造電池電極中這種方法是不實用的。
同時，當(dāng)活性材料層通過氣相沉積法形成在集電體的整個表面上且由鎳(Ni)制成的負極引線焊接到活性材料層上時，活性材料層和負極引線之間的接觸特性降低，且電阻增加。因此，存在缺點，如電池電壓的降低或波動、電池容量的降低或波動、和循環(huán)特性的劣化。
考慮到上述情況，在本發(fā)明中，期望提供可改善活性材料層和負極引線之間的接觸特性并可防止電阻增加的負極、制造該負極的方法、和包括該負極的電池。
根據(jù)本發(fā)明的實施方式，提供第一種負極，其中包含硅作為構(gòu)成元素的活性材料層設(shè)置在集電體上，其中負極引線結(jié)合到該活性材料層，且在該負極引線和該活性材料層之間的結(jié)合區(qū)域的至少部分中，該負極引線由銅(Cu)或含銅合金制成。
根據(jù)本發(fā)明的實施方式，提供第二種負極，其中包含硅作為構(gòu)成元素的活性材料層設(shè)置在集電體上，其中用在其中間的由銅或含銅合金制成的結(jié)合物將負極引線結(jié)合到活性材料層。
根據(jù)本發(fā)明的實施方式，提供制造負極的第一種方法，在該負極中包含硅作為構(gòu)成元素的活性材料層設(shè)置在集電體上，該方法包括將負極引線結(jié)合到該活性材料層的步驟，其中，在該負極引線和活性材料層之間的結(jié)合區(qū)域的至少部分中，該負極引線由銅(Cu)或含銅合金制成。
根據(jù)本發(fā)明的實施方式，提供制造負極的第二種方法，在該負極中包含硅作為構(gòu)成元素的活性材料層設(shè)置在集電體上，該方法包括用在其中間的由銅或含銅合金制成的結(jié)合物將負極引線結(jié)合到活性材料層的步驟。
根據(jù)本發(fā)明的實施方式，提供第一種電池，包括正極、負極和電解質(zhì)，其中該負極設(shè)置有在集電體上的包含硅作為構(gòu)成元素的活性材料層，負極引線結(jié)合到該活性材料層，且在該負極引線和該活性材料層之間的結(jié)合區(qū)域的至少部分中，該負極引線由銅或含銅合金制成。
根據(jù)本發(fā)明的實施方式，提供第二種電池，包括正極、負極和電解質(zhì)，其中該負極設(shè)置有在集電體上的包含硅作為構(gòu)成元素的活性材料層，且用在其中間的由銅或含銅合金制成的結(jié)合物將負極引線結(jié)合到活性材料層。
根據(jù)本發(fā)明實施方式的第一種負極，在該負極引線和該活性材料層之間的結(jié)合區(qū)域的至少部分是由銅或含銅合金制成。根據(jù)本發(fā)明實施方式的第二種負極，用在其中間的由銅或含銅合金制成的結(jié)合物將負極引線結(jié)合到活性材料層。因此，可改善負極引線和活性材料層之間的接觸特性，且即使負極引線結(jié)合到活性材料層，也可防止電阻增加。結(jié)果，通過使用該負極構(gòu)成本發(fā)明實施方式的第一種電池或本發(fā)明實施方式的第二種電池，可減小電池電壓的降低或波動、或電池容量的降低或波動，且可防止循環(huán)特性的劣化。
根據(jù)本發(fā)明實施方式的制造負極的第一種方法，將負極引線結(jié)合到活性材料層，其中，在該負極引線和活性材料層之間的結(jié)合區(qū)域的至少部分中，該負極引線由銅或含銅合金制成。根據(jù)本發(fā)明實施方式的制造負極的第二種方法，用在其中間的由銅或含銅合金制成的結(jié)合物將負極引線結(jié)合到活性材料層。因此，可容易地制造本發(fā)明實施方式的第一種負極或本發(fā)明實施方式的第二種負極。
本發(fā)明的其他和進一步的目的、特征和優(yōu)點將從以下描述中更加充分地體現(xiàn)。


圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的二次電池的結(jié)構(gòu)的橫截面；圖2是顯示沿圖1所示二次電池的線II-II的結(jié)構(gòu)的橫截面；圖3是顯示沿負極引線縱向的圖1所示負極引線結(jié)構(gòu)的橫截面；圖4是顯示沿負極引線縱向的圖1所示負極引線的另一結(jié)構(gòu)的橫截面；和圖5是顯示沿負極引線縱向的根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的二次電池的負極引線的結(jié)構(gòu)的橫截面。
具體實施例方式
參照附圖詳細給出本發(fā)明實施方式的描述。
第一實施方式圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的二次電池的結(jié)構(gòu)。圖2顯示了沿圖1所示螺旋卷繞電極體的線II-II的橫截面結(jié)構(gòu)。該二次電池為例如鋰離子二次電池，且具有平的螺旋卷繞電極體10包含在膜包裝部件21中的結(jié)構(gòu)。
螺旋卷繞電極體10通過層疊和螺旋卷繞正極11和負極12以及在其中間的隔膜13和電解質(zhì)層14而獲得。最外圍通過保護帶15保護。
正極11具有活性材料層11B設(shè)置在集電體11A上的結(jié)構(gòu)。集電體11A由例如鋁、鎳或不銹鋼制成。
活性材料層11B包含例如一種或多種能夠嵌入和脫出鋰(Li)的正極材料作為正極活性材料。根據(jù)需要，活性材料層11B可包含電導(dǎo)體如碳材料和粘合劑如聚偏二氟乙烯。作為能夠嵌入和脫出鋰的正極材料，例如，優(yōu)選由通式LixMIO2表示的含鋰的金屬復(fù)合氧化物，因為含鋰的金屬復(fù)合氧化物可產(chǎn)生高電壓和具有高密度，導(dǎo)致二次電池的容量較高。MI表示一種或多種過渡金屬，且優(yōu)選為例如鈷和鎳的至少一種。x根據(jù)電池的充電和放電狀態(tài)變化，且通常為在0.05≤x≤1.10范圍內(nèi)的值。作為這種含鋰的金屬復(fù)合氧化物的具體實例，可列舉LiCoO2、LiNiO2等。
正極11設(shè)置有在螺旋卷繞體的中心側(cè)的末端處的正極引線11C。正極引線11C由例如鋁(Al)制成，且從包裝部件21的內(nèi)部引向外部。
負極12具有包括硅作為構(gòu)成元素的活性材料層12B設(shè)置在集電體12A上的結(jié)構(gòu)。硅具有高的嵌入和脫出鋰的能力，且提供高能量密度?；钚圆牧蠈?2B可包含單質(zhì)、合金或化合物形式的硅。布置負極12使得活性材料層12B側(cè)與正極11的活性材料層11B相對。
集電體12A優(yōu)選由包含不與鋰形成金屬間化合物的金屬元素的金屬材料制成。當(dāng)與鋰形成金屬間化合物時，負極由于充電和放電而膨脹和收縮，發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞，且集電能力降低。另外，支撐活性材料層12B的能力降低。在本說明書中，除了金屬元素的單質(zhì)以外，金屬材料還包括含兩種或多種金屬元素的合金或含一種或多種金屬元素和一種或多種準金屬元素的合金。作為不與鋰形成金屬間化合物的金屬元素，例如，可列舉銅、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鐵(Fe)、或鉻(Cr)。
有時，集電體12A更優(yōu)選包含能夠與活性材料層12B合金化的金屬元素。由此，可通過合金化改善集電體12A和活性材料層12B之間的接觸特性。作為不與鋰形成金屬間化合物而與活性材料層12B合金化的金屬元素，即，作為不與鋰形成金屬間化合物而與硅合金化的金屬元素，可列舉銅、鎳和鐵。
集電體12A可由單層或多層形成。在后者的情況下，與活性材料層12B接觸的層可由容易與活性材料層12B合金化的金屬材料制成，且其他層可由其他金屬材料制成。
集電體12A的表面優(yōu)選是粗糙的。
活性材料層12B優(yōu)選通過氣相沉積法形成。由此，可防止由與充電和放電有關(guān)的活性材料層12B的膨脹和收縮引起的破壞。此外，集電體12A和活性材料層12B可一體化，且可改善活性材料層12B中的電子傳導(dǎo)率。
活性材料層12B與集電體12A優(yōu)選在與集電體12A的至少部分界面處合金化。具體地說，在界面處，集電體12A的元素優(yōu)選擴散到活性材料層12B中，或活性材料層12B的元素優(yōu)選擴散到集電體12A中，或其兩者優(yōu)選擴散到彼此中。由此，可改善接觸特性，且防止活性材料層12B由于活性材料層12B的膨脹和收縮而從集電體12A脫落。在本申請中，上述元素的擴散被認為是合金化的一種形式。
例如，在螺旋卷繞體的中心側(cè)的末端處，負極12設(shè)置有負極引線12C。負極引線12C從包裝部件21的內(nèi)部引向外部，且例如，以與正極引線11C相同的方向?qū)С觥?br> 負極引線12C結(jié)合到活性材料層12B。負極引線12C與活性材料層12B之間的結(jié)合區(qū)域12D的至少部分是由銅或含銅合金制成。由此，在負極12中，可改善負極引線12C與活性材料層12B之間的接觸特性，且可防止電阻增加。負極引線12C優(yōu)選在與活性材料層12B的部分界面處合金化。由此，可進一步改善接觸特性。
例如，如圖3所示，負極引線12C可由銅或含銅合金制成。另外，例如，如圖4所示，由銅或含銅合金制成的包覆層(coating layer)12F可設(shè)置在基材12E上。作為基材12E的材料，可列舉鎳、含鎳合金、鐵和含鐵合金。包覆層12F不必設(shè)置在基材12E的整個表面上。包覆層12F設(shè)置在結(jié)合區(qū)域12D的至少部分上是足夠的。
如圖2所示的隔膜13將負極12和正極11分開，防止由兩個電極接觸引起的電流短路，并容許鋰離子通過。隔膜13由例如聚乙烯或聚丙烯制成。
如圖2所示的電解質(zhì)層14由所謂的凝膠狀電解質(zhì)制成，其中電解液保持在由聚合物制成的保持體中。優(yōu)選凝膠狀電解質(zhì)，因為可由此獲得高的離子傳導(dǎo)率，并可由此防止電池的液體泄漏。作為聚合物材料，例如，可列舉聚偏二氟乙烯。
電解液包含，例如，溶劑和溶于該溶劑的電解質(zhì)鹽。根據(jù)需要，電解液可包含添加劑。作為溶劑，例如，可列舉非水溶劑如碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、和碳酸甲乙酯?？蓡为毷褂迷撊軇┑囊环N，或可通過混合使用其兩種或多種。
作為電解質(zhì)鹽，例如，可列舉鋰鹽如LiPF6、LiCF3SO3和LiClO4。可單獨使用該電解質(zhì)鹽的一種，或可通過混合使用其兩種或多種。
如圖1所示的包裝部件21由矩形鋁層壓膜形成，在該層壓膜中，例如，尼龍膜、鋁箔、和聚乙烯膜以此順序結(jié)合在一起。例如，布置包裝部件21使得聚乙烯膜側(cè)與螺旋卷繞電極體10彼此相對，且其各自外緣通過熔焊或粘合劑彼此接觸。
為了改善正極引線11C/負極引線12C和包裝部件21的內(nèi)側(cè)之間的接觸特性和防止外部空氣進入，在包裝部件21和正極引線11C/負極引線12C之間插入粘附膜22。粘附膜22由對正極引線11C和負極引線12C具有接觸特性的材料制成，該材料例如聚烯烴樹脂如聚乙烯、聚丙烯、改性聚乙烯和改性聚丙烯。
包裝部件21可由具有其他結(jié)構(gòu)的層壓膜、聚合物膜如聚丙烯、或金屬膜來代替上述鋁層壓膜制成。
例如，可如下制造二次電池。
首先，例如，將正極活性材料、電導(dǎo)體和粘合劑混合以制備正極混合物。將該正極混合物分散在分散介質(zhì)如N-甲基-2-吡咯烷酮中以獲得正極混合物漿。接著，用該正極混合物漿涂覆集電體11A，其被干燥并壓縮模塑以形成活性材料層11B。隨后，將正極引線11C通過例如超聲焊接結(jié)合到集電體11A，以形成正極11。
活性材料層12B通過氣相沉積法形成在集電體12A上。作為氣相沉積法，例如，可列舉物理沉積法或化學(xué)沉積法。具體地說，可列舉真空氣相沉積法、濺射法、離子電鍍法、激光燒蝕法、CVD(化學(xué)氣相沉積)法、熱噴涂法等。
有時，當(dāng)沉積活性材料層12B時，同時使活性材料層12B和集電體12A合金化。可在形成活性材料層12B后，在真空氣氛或非氧化氣氛下進行熱處理，以使活性材料層12B和集電體12A合金化。
隨后，將負極引線12C結(jié)合到活性材料層12B以形成負極12。負極引線12C優(yōu)選通過例如電阻焊接結(jié)合到活性材料層12B。由此，可進一步改善接觸特性。
之后，分別在集電體11A和12A上的活性材料層11B和12B的表面上形成電解質(zhì)層14，在電解質(zhì)層14中電解液保持在保持體中。
在形成電解質(zhì)層14后，將正極11和負極12層疊并與在其中間的隔膜13螺旋卷繞。將保護帶15附著到所得物的最外圍以形成螺旋卷繞電極體10。隨后，例如，將螺旋卷繞電極體10夾在包裝部件21之間，并通過熱熔焊等將包裝部件21的外緣彼此接觸以密封螺旋卷繞電極體10。然后，在正極引線11C/負極引線12C和包裝部件21之間插入粘附膜22。由此，完成圖1和圖2所示的二次電池。
另外，可如下制造二次電池。首先，分別在集電體11A和12A上形成活性材料層11B和12B。將正極引線11C和負極引線12C分別附著到其上以形成正極11和負極12。接著，將正極11和負極12層疊并與在其中間的隔膜13螺旋卷繞。將保護帶15附著到其最外圍，并形成作為螺旋卷繞電極體10的前體的螺旋卷繞體。隨后，將螺旋卷繞體夾在包裝部件21之間，并將除一側(cè)外的最外圍熱熔焊以獲得袋狀。之后，將包含電解液、作為聚合物原料的單體、聚合引發(fā)劑、和如果必要的其他材料如聚合抑制劑的電解組合物注入包裝部件21中。隨后，在真空氣氛下將包裝部件21的開口熱熔焊并密封。然后，將所得物加熱以聚合單體獲得聚合物，并形成凝膠狀電解質(zhì)層14。由此，完成圖1和圖2所示的二次電池。
在該二次電池中，當(dāng)充電時，例如，鋰離子從正極11脫出并通過電解液嵌入負極12中。當(dāng)放電時，例如，鋰離子從負極12脫出并通過電解液嵌入正極11中。在該實施方式中，負極引線12C和活性材料層12B之間的結(jié)合區(qū)域12D的至少部分是由銅或含銅合金制成。因此，活性材料層12B和負極引線12C之間的接觸特性得到改善。由此，防止電阻增加。
如上所述，在該實施方式中，負極引線12C和活性材料層12B之間的結(jié)合區(qū)域12D的至少部分是由銅或含銅合金制成。因此，活性材料層12B和負極引線12C之間的接觸特性得到改善。從而，即使負極引線12C結(jié)合到活性材料層12B，也可防止電阻增加。結(jié)果，可減少電池電壓的降低或波動、或電池容量的降低或波動，且可防止循環(huán)特性的劣化。此外，負極引線12C的結(jié)合特性得到改善，且由此可改善電池的可靠性。
進一步，在該實施方式中，不必使活性材料層12B在集電體12A上形成圖案(pattern-form)。因此，可使電池具有各種規(guī)格。另外，可避免復(fù)雜的器件結(jié)構(gòu)，以降低制造成本并改善生產(chǎn)率。
特別地，當(dāng)負極引線12C由銅或含銅合金制成時，可更加降低電阻，并可獲得較高的效果。
第二實施方式圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的二次電池的負極引線在其縱向上的結(jié)構(gòu)。該二次電池具有與上述第一實施方式描述的二次電池相同的結(jié)構(gòu)，除了用由銅或含銅合金制成的結(jié)合物31將負極引線12C結(jié)合到活性材料層12B以外。因此，對于相應(yīng)的部分，以附在其上的相同的參考符號給出描述。
結(jié)合物31優(yōu)選與活性材料層12B在其至少部分中合金化。由此，可進一步改善接觸特性。此外，結(jié)合物31可與負極引線12C在其至少部分中合金化。
負極引線12C由例如鎳、含鎳合金、鐵或含鐵合金制成。
該二次電池可以與上述第一實施方式的二次電池相同的方式制造，除了用在其中間的由銅或含銅合金制成的結(jié)合物31將負極引線12C結(jié)合到活性材料層12B以外。此外，由此可獲得類似的運行和類似的效果。
實施例進一步，下面將參照附圖詳細描述本發(fā)明的具體實施例。
實施例1首先，制備表面粗糙度為約Rz＝2μm的18μm厚的由銅箔制成的集電體12A。在集電體12A上，通過使用電子束加熱法的真空氣相沉積法(電子束氣相沉積法)形成5μm-6μm厚的由硅制成的活性材料層12B。在使用結(jié)晶硅錠作為原料，使用電子束作為蒸發(fā)源，和使用1×10-2Pa或更小的氣氛的條件下，進行電子束沉積。沉積速率為50nm/秒接著，制備如圖3所示75μm厚的由銅制成的負極引線12C。以通過兩點(two-spot)電阻焊接使5處(point)(10點)結(jié)合的方式，將負極引線12C結(jié)合到活性材料層12B。
此外，將92重量份作為正極活性材料的平均粒徑為5μm的鈷酸鋰(LiCoO2)粉末、3重量份作為電導(dǎo)體的炭黑、和5重量份作為粘合劑的聚偏二氟乙烯混合。將該混合物置于作為分散介質(zhì)的N-甲基-2-吡咯烷酮中以獲得漿料。接著，用該漿料涂覆15μm厚的由鋁箔制成的集電體11A，其被干燥并壓制以形成活性材料層11B。隨后，將正極引線11C結(jié)合到集電體11A以形成正極11。
之后，將37.5重量％碳酸亞乙酯、37.5重量％碳酸亞丙酯、10重量％碳酸亞乙烯酯、和15重量％LiPF6混合以制備電解液。用前體溶液分別涂覆活性材料層11B和12B，該前體溶液通過將30重量％電解液、10重量％作為嵌段共聚物的重均分子量為600,000的聚偏二氟乙烯、和60重量％碳酸二甲酯混合得到。將所得物在環(huán)境溫度下放置8小時，并使碳酸二甲酯揮發(fā)。由此，形成電解質(zhì)層14。
在形成電解質(zhì)層14后，將正極11和負極12與在其中間的隔膜13層疊并螺旋卷繞。由此，形成螺旋卷繞電極體10。該電池設(shè)計容量為800mAh。將螺旋卷繞電極體10密封在由鋁層壓膜制成的包裝部件21中。由此，獲得實施例1的二次電池。
作為比較例1，以與實施例1相同的方式制造二次電池，除了使用由鎳制成的負極引線以外。
實施例2以與實施例1相同的方式制造二次電池，除了如圖5所示用在其中間的結(jié)合物31將負極引線12C結(jié)合到活性材料層12B以外。使用75μm厚的由鎳制成的負極引線12C。使用12μm厚的由銅箔制成的結(jié)合物31。
實施例3以與實施例1相同的方式制造二次電池，除了作為負極引線12C，使用如圖4所示其中通過包層將20μm厚的由銅制成的包覆層12F形成在75μm厚的由鎳制成的基材12E上的負極引線以外。
實施例4以與實施例1相同的方式制造二次電池，除了作為負極引線12C，使用如圖4所示其中通過鍍覆將15μm厚的由銅制成的包覆層12F形成在75μm厚的由鎳制成的基材12E上的負極引線以外。
對于實施例1-4和比較例1獲得的二次電池，在25℃下進行充電和放電測試，并檢測平均電池容量和電池容量標準偏差。對于實施例1-4和比較例1，分別評估5個樣品。如下獲得平均電池容量。在以下充電和放電條件下，對各個電池進行兩個循環(huán)的充電和放電。計算在第二次循環(huán)時的放電容量的平均值來作為電池容量。獲得的結(jié)果示于表1中。
表1

充電和放電條件如下。在第一次循環(huán)中，在0.1C的恒定電流率(currentrate)下進行充電直到電池電壓達到4.2V，然后在4.2V的恒定電壓下進行充電直到電流率達到0.05C，并且在0.1C的恒定電流率下進行放電直到電池電壓達到2.5V。在第二次循環(huán)中，在0.2C的恒定電流率下進行充電直到電池電壓達到4.2V，然后在4.2V的恒定電壓下進行充電直到電流率達到0.05C，并且在0.2C的恒定電流率下進行放電直到電池電壓達到2.5V。進行充電使得負極12的容量利用率為90％，且金屬鋰不沉積在負極12上。1C表示這樣的電流值，在該電流值下電池容量可在1小時內(nèi)放出。
如表1所示，與比較例1相比，在實施例1-4中，在平均電池容量和電池容量標準偏差兩方面都獲得有利的結(jié)果。此外，在比較例1中，在負極引線和活性材料層/集電體之間的物理結(jié)合特性不利，且其中某些樣品的負極引線容易剝離。上述結(jié)果的原因可如下所述。即，在實施例1-4中，負極引線12C的結(jié)合特性有利，在焊接區(qū)域處的電阻變小，且電阻波動降低。同時，在比較例1中，在焊接區(qū)域處的電阻增加，且電阻波動增加。
即，從上述結(jié)果有如下發(fā)現(xiàn)。當(dāng)如實施例1、3和4中一樣，負極引線12C和活性材料層12B之間的結(jié)合區(qū)域12D由銅或含銅合金制成時，或當(dāng)如實施例2一樣，用在其中間的由銅或含銅合金制成的結(jié)合物31將負極引線12C結(jié)合到負極活性材料層12B時，活性材料層12B和負極引線12C之間的接觸特性得到改善，可防止電阻增加，并可減小電池電壓的降低或波動。
盡管已參照實施方式和實施例描述了本發(fā)明，但本發(fā)明不限于上述實施方式和上述實施例，且可進行各種改進。例如，在上述實施方式和上述實施例中，已對由銅或含銅合金制成的包覆層12F形成在結(jié)合區(qū)域12D的整個表面上的情況給出了描述。但是，包覆層12F可形成在結(jié)合區(qū)域12D的至少部分上，例如，僅形成在焊接點上。這同樣可應(yīng)用于結(jié)合物31。
此外，在上述實施方式和上述實施例中，已對使用所謂的凝膠狀電解質(zhì)的情況給出了描述。但是，可使用其他電解質(zhì)。作為其他電解質(zhì)，可列舉作為液體電解質(zhì)的電解液、具有離子傳導(dǎo)性的固體電解質(zhì)、或固體電解質(zhì)和電解液的混合物、或固體電解質(zhì)和凝膠狀電解質(zhì)的混合物。
對于固體電解質(zhì)，例如，可使用其中電解質(zhì)鹽分散在具有離子傳導(dǎo)性的聚合物中的聚合物固體電解質(zhì)、或由離子傳導(dǎo)玻璃、離子晶體等構(gòu)成的無機固體電解質(zhì)。作為聚合物固體電解質(zhì)的聚合物，例如，可單獨、通過混合或通過共聚使用醚聚合物如聚環(huán)氧乙烷和含聚環(huán)氧乙烷的交聯(lián)體、酯聚合物如聚甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯聚合物。作為無機固體電解質(zhì)，可使用含氮化鋰、磷酸鋰等的物質(zhì)。
此外，在上述實施方式和上述實施例中，已對螺旋卷繞層疊型二次電池給出了描述。但是，本發(fā)明可類似地應(yīng)用于具有其他形狀的二次電池如硬幣型二次電池、圓柱型二次電池、方型二次電池、鈕扣型二次電池、薄的二次電池、大的二次電池、和層疊型二次電池。此外，除二次電池外，本發(fā)明還可應(yīng)用于一次電池。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在所附權(quán)利要求或其等價物的范圍內(nèi)，取決于設(shè)計要求和其他因素，可進行各種改進、組合、再組合和替換。
權(quán)利要求
1.一種負極，其中包含硅作為構(gòu)成元素的活性材料層設(shè)置在集電體上，其中負極引線結(jié)合到該活性材料層，和在該負極引線和該活性材料層之間的結(jié)合區(qū)域的至少部分中，該負極引線由銅或含銅合金制成。
2.權(quán)利要求1的負極，其中該負極引線由銅或含銅合金制成。
3.權(quán)利要求1的負極，其中該負極引線具有基材和由銅或含銅合金制成的包覆層，該包覆層設(shè)置在該基材的至少部分上。
4.權(quán)利要求1的負極，其中該負極引線與該活性材料層在其界面的至少部分中合金化。
5.權(quán)利要求1的負極，其中該活性材料層通過氣相沉積法形成。
6.權(quán)利要求1的負極，其中該活性材料層與該集電體在其界面的至少部分中合金化。
7.一種負極，其中包含硅作為構(gòu)成元素的活性材料層設(shè)置在集電體上，其中用在其中間的由銅或含銅合金制成的結(jié)合物將負極引線結(jié)合到該活性材料層。
8.權(quán)利要求7的負極，其中該結(jié)合物與該活性材料層在其至少部分中合金化。
9.權(quán)利要求7的負極，其中該活性材料層通過氣相沉積法形成。
10.權(quán)利要求7的負極，其中該活性材料層與該集電體在其界面的至少部分中合金化。
11.一種制造負極的方法，在該負極中包含硅作為構(gòu)成元素的活性材料層設(shè)置在集電體上，該方法包括將負極引線結(jié)合到該活性材料層的步驟，其中，在該負極引線和活性材料層之間的結(jié)合區(qū)域的至少部分中，該負極引線由銅或含銅合金制成。
12.權(quán)利要求11的制造負極的方法，其中該負極引線通過電阻焊接結(jié)合。
13.一種制造負極的方法，在該負極中包含硅作為構(gòu)成元素的活性材料層設(shè)置在集電體上，該方法包括用在其中間的由銅或含銅合金制成的結(jié)合物將負極引線結(jié)合到該活性材料層的步驟。
14.權(quán)利要求13的制造負極的方法，其中該負極引線通過電阻焊接結(jié)合。
15.一種電池，包括正極；負極；和電解質(zhì)，其中該負極設(shè)置有在集電體上的包含硅作為構(gòu)成元素的活性材料層，負極引線結(jié)合到該活性材料層，和在該負極引線和該活性材料層之間的結(jié)合區(qū)域的至少部分中，該負極引線由銅或含銅合金制成。
16.權(quán)利要求15的電池，其中該負極引線由銅或含銅合金制成。
17.權(quán)利要求15的電池，其中該負極引線具有基材和由銅或含銅合金制成且設(shè)置在該基材的至少部分上的包覆層。
18.一種電池，包括正極；負極；和電解質(zhì)，其中該負極設(shè)置有在集電體上的包含硅作為構(gòu)成元素的活性材料層，和用在其中間的由銅或含銅合金制成的結(jié)合物將負極引線結(jié)合到該活性材料層。
全文摘要
提供了可改善活性材料層和負極引線之間的接觸特性并可防止電阻增加的負極、制造該負極的方法、和包括該負極的電池。包含硅作為構(gòu)成元素的活性材料層設(shè)置在集電體上。負極引線結(jié)合到該活性材料層。在該負極引線和該活性材料層之間的結(jié)合區(qū)域的至少部分是由銅或含銅合金制成。由此，即使該負極引線結(jié)合到該活性材料層，也可防止電阻增加。負極引線可由銅或含銅合金制成。另外，由銅或含銅合金制成的包覆層可設(shè)置在基材的表面上。
文檔編號H01M4/66GK1953246SQ20061013557
公開日2007年4月25日 申請日期2006年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月18日
發(fā)明者小西池勇, 川瀬賢一 申請人:索尼株式會社