專利名稱：：可再充電電池、陽極和集電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明總地涉及集電器(currentcollector)、陽極和可再充電電池。更具體地，本發(fā)明提供了用于電化學(xué)裝置中的集電器、每個(gè)都包括該集電器的陽極和可再充電電池。
背景技術(shù)：
：隨著近來諸如攝像機(jī)、數(shù)字照相機(jī)、手機(jī)、筆記本電腦等的便攜式電子裝置普遍使用的趨勢，迫切期望這些裝置小型化、重量減輕以及壽命延長。為了滿足電子應(yīng)用的需求，已經(jīng)積極開展對電池特別是可再充電電池的開發(fā)，以獲得對于實(shí)現(xiàn)小型化、重量輕和較高能量密度可行的合適電源。其中，可再充電鋰離子電池(其在充放電反應(yīng)期間利用鋰離子的吸納和放出)已經(jīng)受到高度期待。這是由于它的能量密度高于由鉛電池或鎳鎘電池所獲得的密度?？稍俪潆婁囯x子電池通過包括陰極和陽極以及電解質(zhì)而形成。陽極設(shè)置有活性陽極材料層，此活性陽極材料層形成為包括活性陽極材料，活性陽極材料能夠參與充放電反應(yīng)。作為活性陽極材料，已經(jīng)廣泛使用含碳的材料。然而，由于近來響應(yīng)于對便攜式電子裝置的更高性能和擴(kuò)展功能的需要而期望進(jìn)一步提高電池容量，所以已經(jīng)研究了硅材料。這是因?yàn)楣璧睦碚撊萘?4199mAh/g)顯著高于石墨的理論容量(372mAh/g)，因此可以期望利用硅得到電池容量的大的提升。在這點(diǎn)上，除了單質(zhì)硅元素之外，還研究了硅的幾種化合物和合金。然而，當(dāng)硅用作活性陽極材料時(shí)，活性陽極材料層劇烈地膨脹或者收縮，導(dǎo)致集電器變形，并可能導(dǎo)致活性陽極材料層損壞或分離。因此，作為可再充電電池的一個(gè)重要特性的循環(huán)特性會相對易于惡化。附帶地，已經(jīng)對可再充電鋰離子電池開展大量的研究以改善各種性能。更具體的，例如，為了實(shí)現(xiàn)用低磁化率材料形成的密封型(sealedtype)電池系統(tǒng)，通過具有由化學(xué)蝕刻工藝形成的屏形狀(screen-shape)來利用陽極集電器(見，例如日本專利特開第2000-100475號)。作為另一示例，為了通過增加集電器和薄活性材料層的附著而改善充放電循環(huán)特性，采用金屬箔(其用含鉻層進(jìn)行防腐蝕處理)作為陽極集電器(見，例如日本專利特開第2002-319407號)。在此情況下，在鍍覆銅顆粒粉末之后，還采用銅箔作為陽極集電器，其上還設(shè)置有通過鍍覆工藝形成的致密銅層以不損傷之前由顆粒粉末形成的不規(guī)則結(jié)構(gòu)(見，例如日本專利特開第2002-319408號)。作為另一示例，為了改善循環(huán)特性而不增大陽極集電器的厚度，采用其上設(shè)置有凸起的陽極集電器(見，例如日本專利特開第2004-207112號、第2007-103197號和第2008-41307號)。
發(fā)明內(nèi)容隨著近來對便攜式電子裝置的更高性能和擴(kuò)展功能的需求不斷增長，近年來功耗趨于增大，可再充電電池的充放電循環(huán)被更頻繁地重復(fù)，其循環(huán)特性趨于更容易劣化。因此，非常期望進(jìn)一步改善可再充電電池的循環(huán)特性?？紤]到上述和其它的困難，期望提供可用于改善電池的循環(huán)特性的可再充電電池、陽極和集電器。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，集電器通過包括設(shè)置在集電器主體(currentcollectorbody)的表面上的多個(gè)導(dǎo)電顆粒而提供，多個(gè)導(dǎo)電顆粒包括球狀顆粒和板狀顆粒。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，陽極還通過包括陽極集電器和形成在該陽極集電器上的活性陽極材料層而提供，其中陽極集電器具有與根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的上述集電器相同的結(jié)構(gòu)?？稍俪潆婋姵剡€通過包括能夠吸納和放出電極反應(yīng)材料的陰極、能夠放出和吸納電極反應(yīng)材料的陽極以及電解質(zhì)而提供，其中陽極具有與根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的上述陽極相同的結(jié)構(gòu)。對于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的集電器，包括在集電器中的集電器主體在其表面上設(shè)置有多個(gè)導(dǎo)電顆粒，多個(gè)導(dǎo)電顆粒包括球狀顆粒和板狀顆粒。由于具有復(fù)雜形狀(不規(guī)則)的三維結(jié)構(gòu)形成在具有球狀顆粒和板狀顆粒的集電器主體的表面上，所以糙化效應(yīng)(anchoringeffect)被極大地增強(qiáng)。因而，在包括本發(fā)明集電器的陽極中，活性陽極材料層到陽極集電器的附著被顯著地改善。因此，對于包括本發(fā)明的上述陽極的可再充電電池，由于陽極集電器的變形、損壞等被抑制，所以可以改善循環(huán)特性，圖1是示意地示出采用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的集電器的陽極的截面圖；圖2是截面圖，示出了圖1的陽極集電器的結(jié)構(gòu)的放大側(cè)視圖；圖3A示出了SEM照片，示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的陽極集電器的表面結(jié)構(gòu)；圖3B示出了SEM照片，以高的放大倍數(shù)示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的陽極集電器的表面結(jié)構(gòu)；圖4A示出了SEM照片，以超高的放大倍數(shù)示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的陽極集電器的表面結(jié)構(gòu)；圖4B示出了SEM照片，示出圖4A的一部分的放大圖像；圖5A示出了SEM照片，示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的陽極集電器的截面結(jié)構(gòu)；圖5B示出了SEM照片，示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的與圖5A相對應(yīng)的陽極集電器的表面結(jié)構(gòu)；圖6A示出了SEM照片，示出了比較例的陽極集電器的表面結(jié)構(gòu)；圖6B示出了SEM照片，以高的放大倍數(shù)示出了圖6A的陽極集電器的表面結(jié)構(gòu)；圖7A示出了SEM照片，示出了比較例的陽極集電器的截面結(jié)構(gòu)；圖7B示出了SEM照片，示出了與圖7A相對應(yīng)的陽極集電器的表面結(jié)構(gòu)；圖8是截面構(gòu)造圖，示意地示出采用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的集電器和陽極的第一可再充電電池；圖9是示意地示出圖8的螺旋卷繞電極體的結(jié)構(gòu)的截面圖；圖10是分解透視圖，示出了采用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的集電器和陽極的第二可再充電電池；圖11是沿圖10的螺旋卷繞電極體的線XI-XI剖取的截面圖；以及圖12是示意地示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的硬幣型可再充電電池的結(jié)構(gòu)的截面圖。具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參照附圖，在下文將詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。對實(shí)施例的描述將以下面的順序給出。1.采用集電器的陽極2.采用集電器和陽極的電化學(xué)裝置(可再充電電池)2-1.第一可再充電電池(圓筒型)2-2.第二可再充電電池(層疊膜型)<1.采用集電器的陽極〉圖1和圖2是示意地示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的集電器的陽極的截面圖。圖1示出了陽極10的整體側(cè)視圖，而圖2示出了圖1中示出的陽極集電器1的結(jié)構(gòu)的放大側(cè)視圖。<陽極的整體結(jié)構(gòu)>如圖1所示，陽極10用于諸如可再充電電池的電化學(xué)裝置中，設(shè)置有形成在集電器(陽極集電器1)上的活性陽極材料層(其在下文被稱為活性陽極材料層2)。此外，活性陽極材料層2可以只形成在陽極集電器1的一側(cè)或者形成在陽極集電器1的兩側(cè)。〈陽極集電器〉如圖2所示，陽極集電器1形成為包括集電器主體11，在集電器主體11的表面上設(shè)置有多個(gè)第一導(dǎo)電顆粒12。因此，陽極集電器1的表面形成為粗糙化的表面。因?yàn)樵蛴捎谒^的糙面效應(yīng)(anchoringeffect)，改善了活性陽極材料層2到陽極集電器1的附著，這是有益的。盡管陽極集電器1的表面粗糙度(十點(diǎn)高度平均不規(guī)則度Rz)在這里沒有被特別地限定，但優(yōu)選其盡可能地大。這是因?yàn)樵黾踊钚躁枠O材料層2到陽極集電器1的附著性的原因。在這點(diǎn)上，如果十點(diǎn)高度平均不規(guī)則度Rz過大，則活性陽極材料層2的附著性相反會被影響而減小。因此，例如該層的十點(diǎn)高度平均不規(guī)則度Rz優(yōu)選地在2.5到8.5μm的范圍內(nèi)。盡管陽極集電器的抗拉強(qiáng)度沒有被特別地限定，但優(yōu)選地其盡可能地大，優(yōu)選地為例如400N/mm2或更大。這是因?yàn)椋捎陉枠O10的物理強(qiáng)度增大，陽極10在電極反應(yīng)期間變得幾乎不變形或不被損壞。集電器主體11由具有良好的電化學(xué)穩(wěn)定性、電導(dǎo)率和機(jī)械強(qiáng)度的材料形成。作為這種材料，優(yōu)選地采用包含金屬元素作為構(gòu)成元素的材料，包括金屬元素的單質(zhì)或其組合作為合金或化合物，或者不銹鋼。作為金屬元素，銅(Cu)、鎳(Ni)等可以被優(yōu)選地列舉，銅在這些元素當(dāng)中是特別優(yōu)選的。這是因?yàn)槠鋬?yōu)良的電導(dǎo)率。集電器主體11由例如金屬箔形成。此金屬箔可以以將被粗糙化的未粗糙化的箔或者已被粗糙化處理的粗糙化箔的形式而使用。例如，碾壓的箔可以列舉為未粗糙化的箔。作為粗糙化的箔，舉出例如電解箔或噴砂箔。電解箔是由箔基體(例如，諸如碾壓的箔)通過例如電解工藝設(shè)置有在其表面上形成的微粒(凹凸或不規(guī)則)而形成的箔。噴砂箔是由箔基體通過噴砂工藝提供有在其表面上形成的不規(guī)則而形成的箔。特別地，優(yōu)選使用粗糙化的箔，電解銅箔是更優(yōu)選的。這是因?yàn)?，陽極集電器1的表面粗糙度隨著集電器主體11的表面粗糙度(十點(diǎn)高度平均不規(guī)則度Rz)的增大而增大，因而活性陽極材料層2到陽極集電器1的附著性增大。因此，盡管集電器主體11的表面粗糙度沒有被特別限定，但優(yōu)選地其盡可能地大。此外，優(yōu)選地，集電器主體11通過包括碳和硫作為構(gòu)成元素而形成。這是由于集電器主體11的改善的物理強(qiáng)度。盡管集電器主體11中的碳和硫的含量沒有被特別限定，優(yōu)選地期望該含量對于每種元素為IOOppm或更小。這是為了由該元素獲得大的物理強(qiáng)度并保持足夠的電導(dǎo)率。盡管包括在集電器主體11中的晶粒的平均直徑?jīng)]有被特別限定(其中該平均直徑通過X射線衍射法獲得)，但優(yōu)選地在從0.1到5μm的范圍內(nèi)。這是為了集電器主體11的改善的物理強(qiáng)度。多個(gè)第一導(dǎo)電顆粒12設(shè)置在集電器主體11的面對活性陽極材料層2的一側(cè)的表面上。參照圖2，多個(gè)第一導(dǎo)電顆粒12包括多個(gè)第二球狀顆粒12A和多個(gè)第三板狀顆粒12B。如圖2所示，由于具有復(fù)雜形狀(不規(guī)則)的三維結(jié)構(gòu)形成在集電器主體11的表面上且具有在形貌構(gòu)造上彼此顯著不同的兩種顆粒(球狀顆粒12A和板狀顆粒12B)，這導(dǎo)致增強(qiáng)的糙化效應(yīng)。因而，活性陽極材料層2到陽極集電器1的附著性被大大增加。此外，盡管球狀顆粒12A和板狀顆粒12B的數(shù)目沒有被特別限定，但優(yōu)選地其盡可能地大。這是由于，通過如此提供的球狀顆粒12A和板狀顆粒12B，具有復(fù)雜形狀的三維結(jié)構(gòu)可以更容易地形成，此外，三維結(jié)構(gòu)的形狀變得更復(fù)雜。此外，通過采用例如掃描電子顯微鏡(SEM)等來觀察陽極集電器1的表面或截面，可以確定是否包括球狀顆粒12A和板狀顆粒12B。陽極集電器1的“表面”是指在形成活性陽極材料層2的一側(cè)上的表面(參照后面描述的圖3A和3B等)；而“截面”是指在與陽極集電器1的該表面交叉的方向上的截面(參照后面描述的圖5A)。“表面”和“截面”的定義在下面的描述中是相同的。在球狀顆粒12A和板狀顆粒12B的相應(yīng)數(shù)目都是多個(gè)的情況下，這些顆粒隨機(jī)聚積在集電器主體11的表面上。因而，布置球狀顆粒12A和板狀顆粒12B的方式?jīng)]有被特別限定。此外，圖2只示出了定位在陽極集電器1的最外表面上的部分球狀顆粒12A和板狀顆粒12B。多個(gè)第二球狀顆粒12A的每個(gè)形成為具有近球狀的外形?！敖驙睢笔侵?，當(dāng)用SEM等觀察陽極集電器1的表面或截面時(shí)，球狀顆粒被觀察為具有圓形形狀(輪廓)到可與多個(gè)第三板狀顆粒12B區(qū)別開的程度。除了圓形輪廓的形狀，近球狀的外形包括橢圓形輪廓的形狀以及變形的圓形或橢圓形輪廓的形狀。在多個(gè)球狀顆粒12A和多個(gè)板狀顆粒12B聚積的情況下，球狀顆粒12A可以設(shè)置在集電器主體11的表面上、板狀顆粒12B之下、多個(gè)板狀顆粒12B之間或者在板狀顆粒12B上部。然而，正如所意識到的當(dāng)利用SEM等觀察陽極集電器1的表面時(shí)，至少一些球狀顆粒12A必須被發(fā)現(xiàn)為在板狀顆粒12B之上。盡管球狀顆粒12A的平均顆粒尺寸沒有被特別限定，但優(yōu)選地其盡可能地小。這是因?yàn)?，對于陽極集電器1隨著十點(diǎn)高度平均不規(guī)則度Rz的增大，其表面面積增大，因而活性陽極材料層2到陽極集電器1的附著被進(jìn)一步改善。在這點(diǎn)，如果平均顆粒尺寸變得太小，對于陽極集電器1，十點(diǎn)高度平均不規(guī)則度Rz會受到不利地影響而減小。因此，優(yōu)選地，平均顆粒尺寸優(yōu)選地在例如1到10μm的范圍內(nèi)。此外，當(dāng)球狀顆粒具有橢圓形輪廓等時(shí)，平均顆粒尺寸表示平均最大顆粒直徑(沿顆粒的長軸的最大顆粒直徑)。此外，在本發(fā)明中提及的“顆粒尺寸”都是根據(jù)中值粒徑來表示。多個(gè)第三板狀顆粒12B每個(gè)形成為具有近板狀的外形。“近板狀”是指，當(dāng)用SEM等觀察陽極集電器1的表面或截面時(shí)，板狀顆粒被觀察為具有壓平的形狀到可與球狀顆粒12A區(qū)別開的程度。只要顆粒具有近板狀的外形，板狀顆粒12B的平面形狀(從活性陽極材料層2的側(cè)面觀察的板狀顆粒12B的形狀)沒有被特別地限定。優(yōu)選地，多個(gè)板狀顆粒12B通過在沿集電器主體11的表面的方向上延伸而形成?！霸谘丶娖髦黧w11的表面的方向上延伸”是指板狀顆粒12B的延伸方向與集電器主體11的表面之間的角度為45°或更小。在此情況下，優(yōu)選地，板狀顆粒12B形成為在陽極集電器1的截面彎曲使得其在延伸方向上的端部12BT離開(較遠(yuǎn)離)集電器主體11的表面。這是因?yàn)?，由于用于釋放?yīng)力的空間(間隙13)形成在端部12BT的下側(cè)(在靠近集電器主體11的一側(cè))，所以活性陽極材料層2在電極反應(yīng)期間幾乎不膨脹或收縮。由于間隙13的體積顯著地大于形成在多個(gè)球狀顆粒12A等之間的間隙的體積，所以在電極反應(yīng)期間在活性陽極材料層2中產(chǎn)生的應(yīng)力被間隙13顯著地釋放。此外，當(dāng)存在多個(gè)板狀顆粒12B時(shí)，板狀顆粒12B中的一些或全部可以是通過彎曲形成的板狀顆粒12B，如上面剛被描述的。此夕卜，板狀顆粒12B的端部12BT的彎曲部可以在顆粒的兩側(cè)或者顆粒的一側(cè)。這是因?yàn)?，只要一些板狀顆粒12B或至少一個(gè)端部12BT被彎曲，間隙13便可以形成。當(dāng)存在多個(gè)板狀顆粒12B時(shí)，這些板狀顆粒12B優(yōu)選地彼此部分交疊地形成在陽極集電器1的表面上。這是因?yàn)椋捎诎鍫铑w粒12B被相互電連接，所以陽極集電器1的電導(dǎo)率增大。盡管板狀顆粒12B的平均顆粒尺寸(沿顆粒長軸的最大顆粒直徑)沒有被特別限定，但優(yōu)選地其盡可能地大。這是因?yàn)椋S著陽極集電器1的十點(diǎn)高度平均不規(guī)則度Rz增大，活性陽極材料層2到陽極集電器1的附著進(jìn)一步被改善。在這點(diǎn)上，如果平均顆粒尺寸變得過大，陽極集電器1的十點(diǎn)高度平均不規(guī)則度Rz會受到不利影響而減小。因此，平均顆粒尺寸優(yōu)選為例如50μm或更小。盡管板狀顆粒12B在延伸方向上的尺寸(其長軸的長度)沒有被特別限定，但優(yōu)選地其越大越好。這是因?yàn)?，通過球狀顆粒12A和板狀顆粒12B更容易形成具有復(fù)雜形狀的三維結(jié)構(gòu)。然而，如果長度變得過大，三維結(jié)構(gòu)會受到不利影響而使自身簡化，從而陽極集電器1的表面會接近于平坦的。因此，陽極集電器1的截面中的尺寸比L/T優(yōu)選地在例如1到30的范圍內(nèi)，其中L為板狀顆粒12B的尺寸(長軸的長度)并且T為板狀顆粒12B的短軸的長度(厚度)。球狀顆粒12A和板狀顆粒12B可以用與集電器主體11相同的材料或不同的材料形成。在此情況下，在球狀顆粒12A和板狀顆粒12B之間，構(gòu)成材料可以彼此相同或不同。具體地，球狀顆粒12A和板狀顆粒12B優(yōu)選是每個(gè)都包括與包括在集電器主體11中的金屬元素相似的金屬元素的顆粒(金屬顆粒)。這是因?yàn)闉榱诉M(jìn)一步改善球狀顆粒12A和板狀顆粒12B到集電器主體11的附著。此外，球狀顆粒12A和板狀顆粒12B可以通過單一工藝或不同的單獨(dú)工藝來形成。具體地，優(yōu)選通過利用噴射法的單一工藝。這是因?yàn)?，在外形貌上彼此不同的球狀顆粒12A和板狀顆粒12B可以容易地共同形成，而且它們的形狀也可以被容易地控制。當(dāng)采用噴射法時(shí)，熔融材料(用于形成球狀顆粒12A和板狀顆粒12B的構(gòu)成材料的熔融物)噴射到集電器主體11的表面上，形成球狀顆粒12A和板狀顆粒12B。在此情況下，考慮到主要具有相對小的顆粒尺寸的熔融物照原來的樣子被固定在集電器主體11的表面上以形成球狀顆粒12A，而具有相對大的顆粒尺寸的熔融物被碾壓在集電器主體11的表面上以隨后形成板狀顆粒12B。特別地，氧化物優(yōu)選地形成在球狀顆粒12A和板狀顆粒12B的表面上。這是為了增大糙化效應(yīng)。對于由金屬顆粒形成的球狀顆粒12A和板狀顆粒12B，上述氧化物為金屬氧化物。在球狀顆粒12A和板狀顆粒12B采用噴射法形成的情況下，金屬氧化物經(jīng)歷例如纖維狀生長。通過采用例如SEM等來觀察陽極集電器1的表面，能夠確定是否形成金屬氧化物。此外，備選地，通過利用能量色散X射線熒光光譜法(EDX)進(jìn)行元素分析，也能夠確定。以下作為示例舉出，當(dāng)球狀顆粒12A和板狀顆粒12B為銅顆粒時(shí)，銅氧化物形成在這些顆粒的表面上?！椿钚躁枠O材料層〉活性陽極材料層2通過例如包括一種或者兩種或更多種的陽極物質(zhì)作為能夠吸納或放出諸如鋰離子的電極反應(yīng)材料的活性陽極材料而形成。此外，除了上述活性陽極材料之外，只要相關(guān)，活性陽極材料層2可以包括諸如陽極導(dǎo)電劑或陽極粘合劑的其它附加材料。陽極導(dǎo)電劑和陽極粘合劑的細(xì)節(jié)類似于例如將在后面描述的陰極導(dǎo)電劑和陰極粘合劑的細(xì)節(jié)。作為陽極物質(zhì)，優(yōu)選舉出的是包括從包括金屬元素和非金屬元素(金屬系材料)的組中選出至少一種的材料作為其組分。這是由于由該材料獲得的高的能量密度。金屬系材料可以包括金屬元素或非金屬元素的單質(zhì)，或者其組合作為合金或化合物，使得每個(gè)可以至少部分包括在一種、兩種或多種的相中。作為金屬元素和非金屬元素，優(yōu)選地舉出能夠與電極反應(yīng)材料結(jié)合形成合金的金屬元素和非金屬元素。金屬元素的具體示例可以包括從下面包括鎂(Mg)、硼(B)、鋁(Al)、鎵(Ga)、銦(In)、鍺(Ge)、錫(Sn)、硅(Si)和鉛(Pb)的元素的組中選出的至少一種元素。該組中還包括鉍(Bi)、鎘(Cd)、銀(Ag)、鋅(Zn)、鉿(Hf)、鋯(Zr)、釔(Y)、鈀(Pd)和鉬(Pt)。特別地，硅或錫是優(yōu)選，并且硅是更優(yōu)選的。這是因?yàn)閺倪@些材料獲得的高能量密度。含有硅的材料(含硅材料)可以包括硅的單質(zhì)，或者與硅結(jié)合為合金或化合物，使得每個(gè)可以至少部分包括在一種、兩種或多種的相中。關(guān)于硅的合金，例如可以舉出下面的元素的至少之一作為除硅之外的形成合金的構(gòu)成元素錫、鎳、銅、鐵(Fe)、鈷(Co)、錳(Mn)、鋅、銦、銀、鈦(Ti)、鍺、鉍、銻(Sb)和鉻(Cr)。作為硅的化合物，例如可以舉出除硅之外的作為構(gòu)成元素的包括氧(0)或碳(C)的一些。此外，硅的化合物可以包括從上述用于形成硅合金的組中選出的一種或一種以上的元素作為除硅之外的構(gòu)成元素。硅合金和硅的化合物的示例包括但不限于SiB4、SiB6,Mg2Si、Ni2Si、TiSi2,MoSi2,CoSi2,NiSi2,CaSi2,CrSi2,Cu5Si、FeSi2、MnSi2,NbSi2和TaSi2。合金和化合物的示例還包括VSi2、WSi2,ZnSi2,SiC、Si3N4、Si2N2O,SiOv(O<ν彡2)、SnOw(O<w彡2)禾口LiSiO0包含錫元素的材料(含錫材料)可以包括錫的單質(zhì)，或者與錫結(jié)合為合金或化合物，使得每個(gè)可以至少部分包括在一種、兩種或多種的相中。關(guān)于錫的合金，例如可以舉出下面的元素的至少之一作為除錫之外的形成合金的構(gòu)成元素硅、鎳、銅、鐵、鈷、錳、鋅、銦、銀、鈦、鍺、鉍、銻和鉻。作為錫的化合物，例如可以舉出作為用于形成化合物的除錫之外的構(gòu)成元素的包含氧或碳的一些。此外，錫化合物可以包括從上述用于形成錫合金的組中選出的一種或一種以上的元素作為除錫之外的構(gòu)成元素。錫合金和錫的化合物的示例包括但不限于SnSi03、LiSnO和Mg2Sn。特別地，含錫材料可以優(yōu)選地形成為例如包括錫作為主要構(gòu)成元素，還包括第二構(gòu)成元素和第三構(gòu)成元素。這是因?yàn)閺脑摻M合物穩(wěn)定地獲得的高能量密度。第二構(gòu)成元素是從包括鈷、鐵、鎂、鈦、釩、鉻、錳、鎳、銅、鋅、鎵和鋯的組中選出的至少一種元素。在該組中還包括鈮、鉬、銀、銦、銫(Ce)、鉿、鉭、鎢、鉍和硅。第三構(gòu)成元素是例如硼、碳、鋁和磷中的至少一種。特別地，含有SnCoC的材料是優(yōu)選的，其形成為含有錫、鈷和碳的材料，具有以質(zhì)量計(jì)從9.9%到29.7%的碳含量，以及具有以質(zhì)量計(jì)從20%到70%的錫和鈷含量的比例(Co/(Sn+Co))0優(yōu)選該材料的原因是通過僅上述組分范圍獲得的高能量密度。含SnCoC的材料通過具有同時(shí)包括錫、鈷和碳的相而形成，該相優(yōu)選地對應(yīng)于低結(jié)晶或非晶態(tài)。該相形成為能與電極反應(yīng)材料反應(yīng)的反應(yīng)相，通過反應(yīng)相的存在，可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的電池特性。關(guān)于該反應(yīng)相，當(dāng)采用CuKα特性X射線且以Γ/分鐘的角掃描速度觀察時(shí)，對于該相通過X射線衍射法獲得的衍射峰的半高度或半寬度的峰寬相對于衍射角2Θ為1.0°或更大。該結(jié)果被注意到具有如上觀察的相的出現(xiàn)的材料，因?yàn)殡姌O反應(yīng)物質(zhì)被更容易吸納或放出，且該材料與電解質(zhì)和其它材料的反應(yīng)減少。此外，含SnCoC材料還可以在某些情況下形成為含有通過包括構(gòu)成元素的單個(gè)整體或一部分而形成的相，除了上述低結(jié)晶或非晶態(tài)之外。通過比較在與電極反應(yīng)材料的電化學(xué)反應(yīng)之前和之后分別獲得的X射線衍射圖，可以相對容易地確定由X射線衍射法獲得的衍射峰是否對應(yīng)于能夠與電極反應(yīng)材料反應(yīng)的反應(yīng)相。例如，如果衍射峰位置的變化通過在與電極反應(yīng)材料的電化學(xué)反應(yīng)之前和之后比較而發(fā)現(xiàn)，被確定為對應(yīng)于能夠與電極反應(yīng)材料反應(yīng)的反應(yīng)相。在此情況下，例如，與低結(jié)晶或非結(jié)晶相中的反應(yīng)相相對應(yīng)的衍射峰可以在2θ=20°到50°的范圍內(nèi)被觀察到。該反應(yīng)相被認(rèn)為是通過包含例如上述構(gòu)成元素中的一些，主要由于包含碳元素，而導(dǎo)致其結(jié)晶態(tài)為例如低的結(jié)晶性或非結(jié)晶而形成。在含SnCoC材料中，優(yōu)選地，至少一部分碳與諸如金屬或非金屬元素的其它構(gòu)成元素結(jié)合。該優(yōu)選的原因是能夠控制錫等的聚合或結(jié)晶。元素的化學(xué)結(jié)合態(tài)可以通過例如X射線光電子光譜(XPS)法來確定。在現(xiàn)有的XPS裝置中，例如Al-Kα線或Mg-Ka線用作軟X射線。在至少一部分碳與諸如金屬或非金屬元素的其它構(gòu)成元素結(jié)合的上述情況下，碳Is軌道(Cls)的疊加譜峰出現(xiàn)在小于284.5eV的區(qū)域中。此外，測量的能量標(biāo)定根據(jù)通常的程序獲得，使得金原子4f軌道(Au4f)的峰被獲得為84.0eV。在測量期間，由于碳通常作為表面污染物出現(xiàn)在材料的表面上，所以此表面污染物碳的Cls峰假設(shè)為284.SeV并被用作能量標(biāo)準(zhǔn)。另外在XPS測量中，由于Cls峰的譜形通常獲得為從表面污染物碳和包括在含SnCoC材料中的碳的碳峰的疊加，所以采用例如商用軟件分析該形狀以將這兩個(gè)峰區(qū)分開。在譜形狀分析中，在最低結(jié)合能一側(cè)的主峰的位置被定為能量標(biāo)準(zhǔn)(248.8eV).此外，含SnCoC材料可以根據(jù)需要含有其它構(gòu)成元素。作為其它的構(gòu)成元素，優(yōu)選地采用硅、鐵、鎳、鉻、銦、鈮、鍺、鈦、鉬、鋁、磷、鎵和鉍。這些元素可以單獨(dú)使用或兩種或多種結(jié)合地使用。除了含SnCoC材料之外，還優(yōu)選地使用包含錫、鈷、鐵和碳作為構(gòu)成元素的材料，也就是含SnCoFeC的材料。含SnCoFeC材料的組分可以被任意地設(shè)定。例如，在設(shè)定較少的鐵含量的情況下的材料組分為以下所述。也就是，在此情況下的材料組分具有從9.9%到29.7%質(zhì)量比的碳含量、從0.3%到5.9%質(zhì)量比的鐵含量，并且錫和鈷含量的比例(Co/(Sn+Co))為從30%到70%的質(zhì)量比。作為另一示例，在設(shè)定較多鐵含量的情況下的材料組分為以下所述。也就是，在此情況下的材料組分具有從11.9%到29.7%質(zhì)量比的碳含量。此外，錫、鈷和鐵含量的比例(Co+Fe)/(Sn+Co+Fe)在從26.4%到48.5%質(zhì)量比的范圍內(nèi)，鈷和鐵含量的比例Co/(Co+Fe)在從9.9%到79.5%質(zhì)量比的范圍內(nèi)。該材料被優(yōu)選的原因是通過上述這些組分范圍獲得的高能量密度。含SnCoFeC材料的物理性質(zhì)等類似于之前描述的含SnCoC材料的物理性質(zhì)等。此外，作為另一陽極物質(zhì)，例如，碳材料被舉出。舉出此材料的原因是，該材料在電極反應(yīng)材料的吸納和放出期間在晶體結(jié)構(gòu)的變化上受到顯著較少地影響，并且由此材料也可以獲得高的能量密度。此外，此材料還用作陽極導(dǎo)電劑。碳材料的示例包括例如可石墨化的碳、具有0.37nm或更大的(002)面間間距的不可石墨化的碳以及具有0.34nm或更小的(002)面間間距的石墨。更具體地，舉出熱解碳、焦炭、玻璃碳纖維、由高分子化合物衍生的燒成物質(zhì)(burnedsubstance)、活性碳或炭黑。在這些材料之中，焦炭包括浙青焦炭、針狀焦炭或石油焦炭。這里“由高分子化合物衍生的燒成物質(zhì)”是指在合適的溫度從燃燒和碳化的酚樹脂或呋喃樹脂衍生的化合物。此外，碳材料可以以纖維狀、球狀、粒狀或鱗片狀中的任何一個(gè)形狀而充分使用。此外，作為另一陽極材料，可以舉出例如金屬氧化物或高分子化合物。金屬氧化物可以包括鐵氧化物、釕氧化物、鉬氧化物等。高分子化合物可以包括聚乙炔、聚苯胺、多吡咯寸。無庸置疑地，除上述材料之外的其它材料還可以被用作陽極物質(zhì)。此外，活性陽極材料的上述系列還可以在以任意組合混合兩種或多種材料之后使用?；钚躁枠O材料層2通過例如涂布法、氣相法、液相法、噴射法或燃燒法(燒結(jié)法)形成；或者通過適當(dāng)結(jié)合上述方法中的兩個(gè)或多個(gè)而形成。這里指出的涂布法是指如下的方法，其中在將粒狀活性陽極材料與陽極粘合劑等混合之后，將混合物分散在溶劑中，所得到的組合物通過例如涂覆而施加。氣相法的示例包括物理沉積法和化學(xué)沉積法。具體地，舉出真空蒸發(fā)法、濺射法、離子電鍍法、激光消融法、化學(xué)氣相沉積(CVD)法、等離子體化學(xué)氣相生長法等。液相法的示例包括電解鍍法、無電鍍法等。噴射法是指將活性陽極材料以材料的熔融態(tài)或半熔融態(tài)噴射的方法。燃燒法在這里是指從根據(jù)類似于上述涂布法的工藝的涂布獲得的組合物在高于陽極粘合劑等的熔點(diǎn)的溫度熱處理的方法。作為燃燒法，可以使用已知的技術(shù)。燃燒法的示例包括氣氛燃燒法、反應(yīng)燃燒法、熱壓燃燒法等。特別地，活性陽極材料層2優(yōu)選通過氣相法形成。這是因?yàn)?，活性陽極材料層2與陽極集電器1充分結(jié)合，因而活性陽極材料層2的附著性增大。<陽極構(gòu)造的具體示例>在下文將解釋陽極10的構(gòu)造的具體示例。圖3A到圖7B包括陽極的SEM照片(二次電子圖像)。圖3A到圖5B示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的陽極集電器1和陽極10的表面結(jié)構(gòu)和截面結(jié)構(gòu)，圖6A到圖7B示出根據(jù)本發(fā)明比較例的另一陽極集電器3和陽極20的表面結(jié)構(gòu)和截面結(jié)構(gòu)。此外，圖3A、3B、6A和6B示出了表面結(jié)構(gòu)，其中圖3A和6A是低放大倍數(shù)的圖像，圖3B和6B是較高放大倍數(shù)的圖像。圖4A和4B示出表面結(jié)構(gòu)的超高放大倍數(shù)圖像，其中圖4B是圖4A中的區(qū)域R的放大圖像。關(guān)于圖5A、5B、7A和7B，圖5A和7A示出了截面結(jié)構(gòu)，而圖5B和7B示出了表面結(jié)構(gòu)。此外，比較例中的陽極集電器3由電解箔形成。參照圖3A和3B，當(dāng)觀察本發(fā)明的陽極集電器1的表面時(shí)，發(fā)現(xiàn)多個(gè)第一導(dǎo)電顆粒12包含多個(gè)第二球狀顆粒12A和多個(gè)第三板狀顆粒12B，多個(gè)第一導(dǎo)電顆粒12通過噴射法形成在集電器主體11的表面上。由于多個(gè)第二球狀顆粒12A和多個(gè)第三板狀顆粒12B在結(jié)構(gòu)特征諸如外部形貌(輪廓)和尺寸(平均顆粒尺寸)上彼此顯著不同，所以這兩種顆?？梢酝ㄟ^SEM照片明顯地區(qū)別開。當(dāng)使用噴射法時(shí)，熔融材料被噴射到集電器主體11的表面上，熔融材料被壓平并隨后冷卻(通過固化而固定)，從而形成板狀顆粒12B。因此，表面形狀變得不規(guī)則(不確定)。在此情況下，盡管多個(gè)球狀顆粒12A和板狀顆粒12B彼此聚積，但板狀顆粒12B彼此部分交疊，球狀顆粒12A疊加在處于陽極集電器1的最外表面上的板狀顆粒12B上方。此外，當(dāng)陽極集電器1的表面以能夠清楚地識別球狀顆粒12A的輪廓的放大倍數(shù)的程度來觀察時(shí)，如圖4A和4B所示，幾個(gè)氧化物14形成在球狀顆粒12A和板狀顆粒12B的表面上。當(dāng)球狀顆粒12A和板狀顆粒12B是金屬顆粒時(shí)，上述氧化物14是金屬氧化物。氧化物14在球狀顆粒12A和板狀顆粒12B的表面上生長而具有纖維狀形狀。此外，參照圖4A，當(dāng)觀察本發(fā)明的陽極10的截面時(shí)，板狀顆粒12B通過在沿集電器主體11的表面的方向上延伸而形成，這些顆粒12B在陽極集電器1的最外表面上彼此部分交疊。在此情況下，板狀顆粒12B彎曲使得其端部12BT遠(yuǎn)離集電器主體11的表面。因而，在端部12BT下面，一些間隙13形成為每個(gè)具有在與板狀顆粒12B的延伸方向相同的方向上延伸的中空形狀。由于間隙13在從形成活性電極材料層2的一側(cè)觀看時(shí)被隱藏在里面，所以活性電極材料層2沒有進(jìn)入到間隙13中。因而，間隙13能夠用作釋放電極反應(yīng)期間的應(yīng)力的空間。另一方面，球狀顆粒12A隨機(jī)地位于板狀顆粒12B上、間隙13內(nèi)部等。此夕卜，如圖4B所示，通過諸如蒸發(fā)法的氣相法形成在陽極集電器1上，活性陽極材料層2包括具有多個(gè)微粒(活性陽極材料顆粒21)的形狀的活性陽極材料。另一方面，如圖6A和6B所示，當(dāng)觀察比較例的陽極集電器(電解箔)3的表面時(shí)，發(fā)現(xiàn)多個(gè)導(dǎo)電顆粒15，其通過電解法形成。該多個(gè)導(dǎo)電顆粒15只包括球狀顆粒15A，而不包括板狀顆粒。而且，如從圖3A和3B以及圖6A和6B的比較清晰可見，通過電解法形成的球狀顆粒15A的顆粒尺寸明顯大于通過噴射法形成的球狀顆粒12A的顆粒尺寸。此外，當(dāng)觀察比較例的陽極20的截面時(shí)，如圖7A所示，多個(gè)球狀顆粒15A用于通過局部聚集在一起并彼此聚積而形成幾個(gè)突出部分16(其在活性陽極材料層2的厚度方向上延伸)。因此，幾個(gè)間隙17形成為具有在相同方向上延伸的相鄰?fù)怀霾糠?6之間的中空形狀。由于這些間隙17在從形成活性陽極材料層2的一側(cè)觀察時(shí)這次沒有被隱藏，所以活性陽極材料層2進(jìn)入到間隙17中。因而，間隙17不能用作釋放電極反應(yīng)期間的應(yīng)力的空間。此外，如圖7B所示，活性陽極材料層2以類似于本發(fā)明的圖5B中示出的情形的方式通過包括多個(gè)活性陽極材料顆粒21而形成。如從圖3A到圖7B中示出的SEM圖像明顯可見，通過采用SEM等觀察陽極的表面結(jié)構(gòu)和截面結(jié)構(gòu)，能夠在視覺上確定多個(gè)導(dǎo)電顆粒12是否包含球狀顆粒12A和板狀顆粒12B。此外，通過檢查諸如球狀顆粒12A的顆粒尺寸的條件以及是否包括板狀顆粒12B，能夠確定陽極集電器由僅照原樣的電解銅箔形成或由通過噴射法等處理的電解銅箔而形成。[陽極的制造方法]陽極通過例如下面的工序制造。首先，集電器主體11通過包括電解銅箔等來制備。之后，多個(gè)第一導(dǎo)電顆粒12采用噴射法等形成在集電器主體11的表面上。當(dāng)采用噴射法形成多個(gè)第一導(dǎo)電顆粒12時(shí)，板狀顆粒12B與球狀顆粒12A—起形成，由于熔融材料噴射并積聚在集電器主體11的表面上。因而，陽極集電器1通過包括在其表面上設(shè)置有多個(gè)第一導(dǎo)電顆粒12(球狀顆粒12A和板狀顆粒12B)的集電器主體11而形成。最后，活性陽極材料層2采用氣相法等形成在陽極集電器1的表面上。由此完成陽極。[實(shí)施例的操作和效果]對于包括根據(jù)實(shí)施例的集電器的陽極，陽極集電器1通過在集電器主體11的表面上包括多個(gè)第一導(dǎo)電顆粒12而形成，多個(gè)導(dǎo)電顆粒12包括多個(gè)第二球狀顆粒12A和多個(gè)第三板狀顆粒12B。因而，通過球狀顆粒12A和板狀顆粒12B，具有復(fù)雜形狀(不規(guī)則)的三維結(jié)構(gòu)形成在集電器主體11的表面上。在此情況下，由于與多個(gè)導(dǎo)電顆粒12僅包含球狀顆粒12A的情況相比糙化效應(yīng)被顯著增強(qiáng)，所以活性陽極材料層2到陽極集電器1的附著性被極大的增大。因此，采用該集電器的本陽極能夠有助于電化學(xué)裝置性能的改善。更具體地，當(dāng)陽極和集電器用于可再充電電池時(shí)，可以改善循環(huán)特性。特別地，在陽極集電器1的截面中，當(dāng)板狀顆粒12B每個(gè)通過彎曲形成使得其端部12BT遠(yuǎn)離集電器主體11的表面時(shí)，保證了用于釋放電極反應(yīng)期間的應(yīng)力的空間(間隙13)。因此，由于在電極反應(yīng)期間陽極集電器1幾乎不變形并且活性陽極材料層2也幾乎不被損壞，所以可以改善電化學(xué)裝置的性能。此外，當(dāng)多個(gè)導(dǎo)電顆粒12通過噴射法形成時(shí)，由于用于構(gòu)成顆粒的熔融材料趨于每個(gè)通過具有彼此不同的形狀而形成，多個(gè)第二球狀顆粒12A和多個(gè)第三板狀顆粒12B能夠相對容易地共同形成。<2采用集電器和陽極的電化學(xué)裝置(可再充電電池)>其次，在下文將描述采用上述集電器和陽極的幾個(gè)示例。在舉出可再充電電池作為電化學(xué)裝置的示例的情況下，集電器和陽極以下面的方式在可再充電電池中使用。<2-1第一可再充電電池(圓筒型)>圖8和9示出了第一可再充電電池的截面構(gòu)造，圖9示出了圖8的螺旋卷繞(wound)電極體40的放大圖。這里說明的可再充電電池是可再充電鋰離子電池，其設(shè)計(jì)為使得陽極的容量通過作為陽極反應(yīng)物質(zhì)的鋰離子的進(jìn)入(或吸納)和排出(或放出)來表7J\ο[可再充電電池的總體結(jié)構(gòu)]可再充電電池通過主要包括如下而形成絕緣板對32和33；以及螺旋卷繞電極體(spirallywoundelectrodebody)40，包含在基本中空的圓筒形電池罐31中。采用這種電池罐31的電池結(jié)構(gòu)被稱為圓筒型。電池罐31形成為例如具有中空的圓筒結(jié)構(gòu)使得其一端關(guān)閉而另一端敞開，并由鐵、鋁及其合金等形成。此外，當(dāng)用鐵形成電池罐31時(shí)，電池罐31的表面可以用例如鎳鍍覆。絕緣板對32和33設(shè)置為一個(gè)從上面而另一個(gè)從下面將螺旋卷繞電極體40插入在絕緣板之間，以在垂直于螺旋卷繞的面的方向上延伸。在電池罐31的開口端部，安裝有通過墊圈37填塞的電池頂蓋34、安全閥機(jī)構(gòu)35以及熱感抵抗元件36(具有正溫度系數(shù)的PTC元件)，從而電池罐31的內(nèi)部被密封。電池頂蓋34由例如與電池罐31相同的材料制成。安全閥機(jī)構(gòu)35和熱敏電阻元件36設(shè)置在電池頂蓋34里面。安全閥機(jī)構(gòu)35通過熱敏電阻元件36與電池頂蓋34電連接。安全閥系統(tǒng)35構(gòu)造為，當(dāng)電池中的內(nèi)部壓力由于內(nèi)部短路或者外部施加的熱而增大到某個(gè)值或更高時(shí)，使得盤板35A翻轉(zhuǎn)以斷開電池頂蓋34與螺旋卷繞電極體40之間的電連接。熱敏電阻元件36用于當(dāng)溫度增大時(shí)增大電阻(限制電流)，從而防止大電流引起的異常熱產(chǎn)生。墊圈37由絕緣材料制成，其表面用例如浙青涂覆。螺旋卷繞電極體40通過將陰極41和陽極42層疊并螺旋卷繞在一起且使隔板43插設(shè)在兩者之間而形成。中心銷44可以插入在螺旋卷繞電極體40的中央處。在螺旋卷繞電極體40中，由鋁等制成的陰極引線45連接到陰極41，而由鎳等制成的陽極引線46連接到陽極42。陰極引線45焊接到安全閥機(jī)構(gòu)35上以電連接到電池頂蓋34，而陽極引線46焊接到電池罐31上以電連接到電池罐31。[陰極]陰極41形成為例如包括陰極集電器41A，陰極集電器41A在其兩側(cè)上設(shè)置有活性陰極材料層41B。在這點(diǎn)上，活性陰極材料層41B可以或者設(shè)置在陰極集電器41A的一側(cè)。陰極集電器41A用例如鋁、鎳或不銹鋼形成?；钚躁帢O材料層41B包括一種、或者兩種或多種能夠吸納或放出鋰離子的陰極材料作為活性陰極材料，并且還可以包括其它必要的材料，諸如陰極粘合劑、陰極導(dǎo)電劑等。作為陰極材料，含鋰的化合物是優(yōu)選的。這是因?yàn)橛蛇@些化合物獲得的高能量密度。舉出的含鋰化合物有例如包含鋰和過渡金屬元素作為構(gòu)成元素的化合氧化物、包含鋰和過渡金屬元素作為構(gòu)成元素的磷酸鹽化合物。其中，優(yōu)選舉出含有從包括鈷、鎳、錳和鐵的組中選出的至少一種元素作為過渡金屬元素的化合物。這是因?yàn)橛蛇@些化合物獲得較高的電壓。這些化合物的化學(xué)式表示為LixMlO2和LiyM2P04，其中Ml和M2每個(gè)表示一種或多種過度金屬元素。此外，式中的χ和y的值根據(jù)充放電狀態(tài)而變化，χ和y的范圍通常分別為0.05彡χ彡1.10和0.05彡y彡1.10。作為包含鋰和過渡金屬元素的化合物，列舉出例如鋰鈷化合氧化物(LixCoO2)、鋰鎳化合氧化物(LixNiO2)以及由下面的化學(xué)式表示的鋰鈷系化合氧化物。此外，作為包含鋰和過渡金屬元素的磷酸鹽化合物，列舉出例如鋰鐵磷酸鹽化合物(LiFePO4)和鋰鐵錳磷酸鹽化合物(LiFei_uMnuP04(u<1))。這是因?yàn)橛蛇@些化合物獲得高的電池容量和優(yōu)良的循環(huán)特性。上述鋰鎳系化合氧化物的化學(xué)式為LiNihMxO2，其中M為從包括鈷、錳、鐵、鋁、釩、錫、鎂、鈦、鍶、鈣、鋯、鉬、锝、釕、鉭、鎢、錸、鐿、銅、鋅、鋇、硼、鉻、硅、鎵、磷、銻和鈮，其中X為0.005<X<0.5。此外，作為其它的陰極物質(zhì)，列舉出例如氧化物、二硫化物、硫族化合物和導(dǎo)電聚合物。氧化物的示例包括鈦氧化物、釩氧化物、二氧化錳等。二硫化物的示例包括鈦二硫化物、鉬硫化物等。硫族化合物的示例包括鈮硒化物等。導(dǎo)電聚合物的示例包括硫磺、聚苯胺、聚噻吩等。無庸置疑地，還可以采用與上述材料不同的其它材料作為陰極材料。此外，在將兩種或多種材料以任意組合適當(dāng)混合之后還可以采用上述系列的陰極材料。作為陰極粘合劑，列舉出合成橡膠諸如丁苯橡膠(Styrene-butadienerubber)、氟檢膠(fluoro-rubber)、三兀乙丙檢膠(ethylene-propylene-dieneterpolymer)等以及諸如聚偏氟乙烯(polyvinylidenefluoride)等的聚合物材料。這些材料可以單獨(dú)地使用或者在將兩種或多種材料適當(dāng)?shù)鼗旌虾蠼M合使用。作為陰極導(dǎo)電劑，列舉出例如碳材料，諸如石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑(ketjenblack)等。這些材料可以單獨(dú)地使用或者在將兩種或多種材料混合后組合使用。此外，還可以使用其它的金屬材料和導(dǎo)電聚合物作為陰極導(dǎo)電劑，只要它們是適于導(dǎo)電的。[陽極]陽極42形成為例如包括陽極集電器42A,陽極集電器42A在其兩側(cè)上設(shè)置有活性陽極材料層42B。在這點(diǎn)上，活性陽極材料層42B可以備選地設(shè)置在陽極集電器42A的一側(cè)上。此外，陽極集電器42A和活性陽極材料層42B的結(jié)構(gòu)類似于之前描述的陽極的陽極集電器1和活性陽極材料層2的結(jié)構(gòu)。[隔板]隔板43用于分開陰極41和陽極42，并允許鋰離子通過同時(shí)防止由兩個(gè)電極的接觸導(dǎo)致的電流短路。隔板43通過注入液體電解質(zhì)(電解質(zhì)溶液)而形成。隔板43形成為例如包括含有諸如聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯等的合成樹脂的多孔膜，另外的多孔膜包括陶瓷，備選地，隔板可以包括具有兩種或多種這些多孔膜的層疊結(jié)構(gòu)。[電解質(zhì)溶液]電解質(zhì)溶液通過將電解質(zhì)鹽溶解在溶劑中而形成，如果必要，溶液還可以包括其他的材料，諸如各種添加劑。溶劑制備為例如包括一種、或者兩種或更多種的非水溶劑，諸如有機(jī)溶劑。在下面舉出的溶劑(非水溶劑)系列可以單獨(dú)地使用或者將兩種或更多種溶劑在適當(dāng)混合之后組合地使用。作為非水溶劑，一些示例如下。也就是，示例包括碳酸亞乙酯(ethylenecarbonate)、碳酸丙烯酯(propylenecarbonate)、碳酸丁烯酯(butylenecarbonate)、碳酸二甲酯(dimethylcarbonate)、碳酸二乙酯(diethylcarbonate)、碳酸甲乙酯(ethylmethylcarbonate)、碳酸甲丙酉旨(methylpropylcarbonate)>γ_丁內(nèi)酉旨(γ—butyrolactone)、Y-戊內(nèi)酉旨(Y-valerolactone)、l，2-二甲氧基乙烷(1，2-dimethoxyethane)禾Π四氫呋喃。示例另外包括2-甲基四氫呋喃、四氫吡喃、1，3-二氧戊環(huán)(l，3-di0X0lan)、4-甲基-1,3-二氧戊環(huán)(4-methyl-l，3-dioxolan)、1，3_二氧雜環(huán)乙烷和1,4-二氧雜環(huán)乙烷(l，4-dioxane)。示例還包括乙酸甲酯(methylacetate)、乙酸乙酯、丙酸甲酯(methylpropionate)、丙酸乙酯、丁酸甲酯、異丁酸甲酯、三甲基乙酸甲酯和三甲基乙酸乙酯。示例還包括乙腈(acetonitrile)、戊二腈(glutaronitrile)、己二腈(adiponitrile)、甲氧基乙腈(methoxyacetonitrile),3-甲氧基丙腈、N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮(N-methypyrrolidinone)和N-甲基噁唑烷酮(N-methyloxazolidinone)。示例還包括N，N'-二甲基咪唑烷酮(N，N'-dimethylimidazolidinone)、硝基甲烷、硝基乙烷、環(huán)丁砜(sulfolane)、磷酸三甲酯和二甲基亞砜。這是因?yàn)橛蛇@些溶劑獲得的優(yōu)良的電池容量、循環(huán)特性、存儲特性等。其中，優(yōu)選的是從包括碳酸亞乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯的組中選出的至少一種。這是因?yàn)橛蛇@些溶劑獲得的優(yōu)良電池容量、循環(huán)特性、存儲特性等。在此情況下，更優(yōu)選的是高粘性(高介電性)溶劑(例如相對介電常數(shù)ε>30)，諸如碳酸亞乙酯、碳酸丙烯酯等與具有較低粘性的溶劑(例如粘性<ImPa，諸如碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯等的組合。這是因?yàn)閷﹄娊赓|(zhì)鹽的離解特性和離子的遷移率的改善。特別地，溶劑優(yōu)選地包括鹵代線性碳酸酯(halogenatedlinearcarbonate)和鹵代環(huán)碳酸酯的至少一種。這是因?yàn)榉€(wěn)定的保護(hù)膜在充放電期間形成在陽極42的表面上，因而電解質(zhì)溶液的分解反應(yīng)受到抑制。附帶地，鹵代線性碳酸酯是含有鹵素作為其構(gòu)成元素的線性碳酸酯，更具體地，其通過用鹵素替代構(gòu)成線性碳酸酯的至少一部分氫元素而形成。此外，鹵代環(huán)碳酸酯是含有鹵素作為其構(gòu)成元素的環(huán)碳酸酯，其通過用鹵素替代構(gòu)成環(huán)碳酸酯的至少一部分氫原子而形成。盡管鹵素的種類沒有被特別限定，但是氟、氯和溴是優(yōu)選的，氟是更優(yōu)選地。這是因?yàn)橥ㄟ^氟獲得比其它鹵素更大的替代效果。此外，關(guān)于鹵素的數(shù)目，兩個(gè)以及三個(gè)或更多個(gè)相對于一個(gè)是優(yōu)選的。這是因?yàn)椋捎谛纬杀Ｗo(hù)膜的能力增強(qiáng)并且形成更強(qiáng)固且穩(wěn)定的保護(hù)膜，所以電介質(zhì)溶液的分解反應(yīng)被進(jìn)一步抑制。列舉出的鹵代線性碳酸酯如下，例如，碳酸氟甲基酯甲基酯(carbonicacidfluoromethylmethylester)、碳酸雙氟甲基酉旨(carbonicacidbis(fluoromethyl)ester)、碳酸甲基二氟甲基酯(carbonicacidmethyl(difluoromethyl)ester)等。列舉出的鹵代環(huán)碳酸酯如下，例如4-氟-1，3-二氧戊環(huán)-2-酮(4-fIuoro-I，3-dioxolane-2_one)和4，5-二氟-1，3-二氧戊環(huán)-2-酮(4，5-difluoro-1，3-dioxolane-2-one)等。鹵代環(huán)碳酸酯還包括其結(jié)構(gòu)異構(gòu)體。鹵代線性碳酸酯和鹵代環(huán)碳酸酯在溶劑中的含量為例如在從0.01%到50%的重量比的范圍內(nèi)。此夕卜，溶齊[J優(yōu)選地包括環(huán)不飽禾口經(jīng)酸酉旨(cyclicunsaturatedhydrocarbonacidesters)。這是因?yàn)?，由于穩(wěn)定的保護(hù)膜在充放電期間形成在陽極42的表面上，所以電解質(zhì)溶液的分解反應(yīng)受到抑制。在這點(diǎn)上，環(huán)不飽和烴酸酯是含有不飽和碳鍵的環(huán)碳酸酯，其中更具體地，不飽和的碳鍵被引入到環(huán)碳酸酯的特定位置。作為環(huán)不飽和烴酸酯，舉出例如碳酸次亞乙烯酯(vinylenecarbonate)、碳酸乙烯基乙烯酯(vinylethylenecarbonate)等。環(huán)不飽和烴酸酯在溶劑中的含量以重量計(jì)在例如從0.01%到10%的范圍內(nèi)。此外，溶劑優(yōu)選地包括磺內(nèi)酯(環(huán)磺酸鹽)。這是因?yàn)閷﹄娊赓|(zhì)溶液的化學(xué)穩(wěn)定性的改善。作為磺內(nèi)酯，舉出例如丙烷磺內(nèi)酯(propanesulton)、丙烯黃內(nèi)酯(propenesulton)等?；莾?nèi)酯在溶劑中的含量在從0.5%到5%的重量比的范圍內(nèi)。此外，溶劑優(yōu)選地包括酸酐。這是因?yàn)閷﹄娊赓|(zhì)溶液化學(xué)穩(wěn)定性的改善。作為酸酐，舉出例如羧酸酐(carboxylicanhydride)、二磺酸酐(disulfonicanhydride)、羧酸磺酸酐(carboxylicacidsulfonicacidanhydride)等。羧酸酐包括例如琥珀酸酐、戊二酸酐、順丁烯二酸酐(maleicanhydride)等。二磺酸酐包括例如乙烷二磺酸酐(ethanedisulfonicacidanhydride)、丙;^二石黃酸if(propanedisulfonicacidanhydride)等。羧酸磺酸酐包括例如磺基苯甲酸酐(sulfobenzoicacidanhydride)、磺基丙酸酐(sulfopropionicacidanhydride)、石黃基丁酸if(sulfobutyricacidanhydride)等。酸酐在溶劑中的含量在例如從0.5%到5%的重量比的范圍內(nèi)。電解質(zhì)鹽包括例如一種、或者兩種或更多種輕金屬鹽諸如鋰鹽。以下描述的電解質(zhì)鹽系列可以單獨(dú)地使用或者以兩種或多種組合地使用。作為鋰鹽，舉出例如六氟磷酸鋰(LiPF6)、四氟硼酸鋰(LiBF4)、高氯酸鋰(LiClO4)和六氟砷酸鋰(LiAsF6)15進(jìn)一步舉出四苯硼酸鋰(LiB(C6H5)4)、甲基磺酸鋰(LiCH3SO3)、三氟甲基磺酸鋰(LiCF3SO3)和四氯鋁酸鋰(LiAlCl4)。進(jìn)一步列舉出六氟硅酸鋰(Li2SiF6)、氯化鋰(LiCl)和溴化鋰(LiBr)。這是因?yàn)橛蛇@些鹽獲得的優(yōu)良電池容量、循環(huán)特性和存儲特性。其中，優(yōu)選的是從包括六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、高氯酸鋰和六氟砷酸鋰的組中選出的至少一種鹽。此外，六氟磷酸鋰和四氟硼酸鋰是更優(yōu)選的，六氟磷酸鋰是更加優(yōu)選的。這是因?yàn)橛蛇@些鹽獲得的內(nèi)部電阻的減小而導(dǎo)致上述特性較大的效應(yīng)。電解質(zhì)鹽的含量優(yōu)選地基于溶液重量在從0.3到3.Omol/kg的范圍內(nèi)。這是因?yàn)橛蛇@些鹽獲得的高離子導(dǎo)電性。[可再充電電池的操作]在可再充電電池充電期間，鋰離子從陰極41放出并通過注入在隔板43中的電解質(zhì)溶液進(jìn)入到陽極42中。相反地，當(dāng)可再充電電池放電時(shí)，例如，鋰離子從陽極42放出并通過注入在隔板43中的電解質(zhì)溶液進(jìn)入到陰極41中。[可再充電電池的制造方法]可再充電電池例如通過以下步驟制造。首先，形成陰極41。最初，陰極混合物通過將活性陰極材料與必要的陰極粘合劑、陰極導(dǎo)電劑等混合來制備，然后該混合物被分散在有機(jī)溶劑中，從而制備膏狀的陰極混合物漿料。接著，陰極混合物漿料均勻地涂布在陰極集電器41A的兩側(cè)上并隨后干燥，從而形成活性陰極材料層41B。最后，活性陰極材料層41B采用滾壓機(jī)等壓縮成型，并在必要時(shí)加熱。在此情況下，壓縮成型的步驟可以被重復(fù)幾次。接著，通過進(jìn)行類似于形成上述陰極的步驟，形成陽極42。在此情況下，在制備陽極集電器42A之后，活性陽極材料層42B形成在陽極集電器42A的兩側(cè)。最后，可再充電電池從陰極41和陽極42組裝。首先，陰極引線45通過焊接等附著到陰極集電器41A，而陽極引線46通過焊接等附著到陽極集電器42A。接著，螺旋卷繞電極體40通過將陰極41和陽極42層疊并螺旋卷繞在一起且隔板43插設(shè)在陰極41和陽極42之間而形成，然后中心銷44插入到螺旋卷繞的中央。之后，當(dāng)螺旋卷繞電極體40夾在成對的絕緣板12和13之間時(shí)，它們被容納到電池罐31里面。在此情況下，陰極引線45通過焊接等附接到安全閥機(jī)構(gòu)35，而陽極引線46通過焊接等附著到電池罐31。接著，電解質(zhì)溶液注入到電池罐31中以用電解質(zhì)溶液浸漬隔板43。最后，電池頂蓋34、安全閥機(jī)構(gòu)35和熱敏電阻元件36在電池罐31的敞開端部處用墊圈37填塞。從而，完成圖8和9中示出的可再充電電池。對于由此形成的第一可再充電電池，由于陽極42通過具有類似于上述陽極的組合物而形成，所以可以改善循環(huán)耐久性。特別地，由于在使用含硅材料或含錫材料(其能有效增大電池容量)的情況下循環(huán)耐久性的改善是明顯的，所以與采用碳材料等的情況相比可以獲得更大的效果。與第一可再充電電池相關(guān)的其它效果與具有前述陽極的那些相同。<2-2第二可再充電電池(層疊膜型)>圖10示出第二可再充電電池的分解透視圖，圖11示出圖10的螺旋卷繞電極體50沿線XI-XI剖取的截面圖。該可再充電電池類似于前述第一可再充電電池為可再充電鋰離子電池，并形成為在膜狀外裝構(gòu)件(outerhousingmember)60里面主要容納螺旋卷繞電極體50，陰極引線51和陽極引線52附著到螺旋卷繞電極體50。采用此外裝構(gòu)件60的電池的結(jié)構(gòu)被稱為層疊膜型。例如，陰極引線51和陽極引線52以朝向外部的相同方向從外裝構(gòu)件60的內(nèi)部引出。然而，陰極引線51和陽極引線52附著到螺旋卷繞電極體50的位置或者引出這些引線的方向沒有被特別限定。陰極引線51由例如鋁等制成，而陽極引線52由例如銅、鎳、不銹鋼等制成。這些材料以例如薄板(或?qū)盈B)或網(wǎng)格的形狀使用。外裝構(gòu)件60形成為包括以所述順序堆積的熔融層、金屬層和表面保護(hù)層的層疊膜。在此情況下，層疊膜的兩個(gè)熔融層每個(gè)設(shè)置為面對螺旋卷繞電極體50，使得兩個(gè)熔融層的外邊緣部通過熔融接合或粘合劑的粘合而彼此附著。熔融層是由聚乙烯、聚丙烯等制成的膜。金屬層是例如鋁箔等。表面保護(hù)層是由例如尼龍、聚乙烯、對苯二酸鹽等制成的膜。其中，鋁層疊膜優(yōu)選地用作外裝構(gòu)件60，其是通過以下面的次序?qū)盈B聚乙烯膜、鋁箔和尼龍膜而形成。此外，替代上述鋁層疊膜，具有不同結(jié)構(gòu)的另一層疊膜、聚合物分子(諸如聚丙烯等)膜或金屬膜可以備選地用作外裝構(gòu)件60。粘附膜61插設(shè)在外裝構(gòu)件60與陰極引線51和陽極引線52之間，用于防止外部空氣進(jìn)入。此粘附膜61由具有能附著到陰極引線51和陽極引線52的材料制成。這種材料列舉為例如聚烯烴樹脂，諸如聚乙烯、聚丙烯、改性聚乙烯、改性聚丙烯等。螺旋卷繞電極體50形成為包括陰極53和陽極54與插設(shè)在其間的隔板55和電解質(zhì)層56在一起的螺旋卷繞疊層，螺旋卷繞電極體的最外部分由保護(hù)帶57保護(hù)。陰極53具有活性陰極材料層53B設(shè)置在陰極集電器53A兩側(cè)的結(jié)構(gòu)。對于陽極54，活性陽極材料層54B設(shè)置在例如陽極集電器54A的兩側(cè)。此外，陰極集電器53A和活性陰極材料層53B的結(jié)構(gòu)分別與第一可再充電電池的陰極集電器41A和活性陰極材料層41B的結(jié)構(gòu)相同。陽極集電器54A和活性陽極材料層54B的結(jié)構(gòu)分別與第一可再充電電池的陽極集電器42A和活性陽極材料層42B的結(jié)構(gòu)相同。隔板55的結(jié)構(gòu)與包括在第一可再充電電池中的隔板43的結(jié)構(gòu)相同。電解質(zhì)層56用高分子化合物形成作為用于保持電解質(zhì)溶液的保持體，當(dāng)必要時(shí)，該層還可以包括其它材料，諸如各種添加劑。電解質(zhì)層56形成為所謂的凝膠電解質(zhì)。凝膠電解質(zhì)是優(yōu)選的，因?yàn)槠淠軌虍a(chǎn)生高的離子導(dǎo)電率(例如，在室溫為lmS/cm或更大)，并能夠防止電解質(zhì)溶液的泄露。作為高分子合物，例如舉出的下面的化合物中的至少一種。高分子化合物的示例包括聚丙烯腈、聚偏氟乙烯(polyvinylidenefluoride)、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷(polypropyleneoxide)、聚磷腈(polyphosphazene)、聚硅氧烷和聚氟乙烯。示例還包括聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、丁苯檢月交(styrene-butadienerubber)、丁月青檢月交(nitrile-butadienerubber)、聚苯乙j；希和聚碳酸酯。示例另外地包括聚偏氟乙烯和聚六氟芘(polyhexafluoropyrene)的共聚物。這些化合物可以單獨(dú)使用，或者在適當(dāng)混合后兩種或多種組合地使用。其中，聚偏氟乙烯或者偏二氟乙烯和六氟芘的共聚物是期望的。這是因?yàn)橛稍摴簿畚铽@得電化學(xué)的穩(wěn)定性。電解質(zhì)溶液的組成與前述第一可再充電電池的組成相同。在這點(diǎn)上，應(yīng)該指出對于作為凝膠電解質(zhì)的電解質(zhì)層56，電解質(zhì)溶液的溶劑具有不僅包括液體溶劑還包括具有能夠引起電解質(zhì)鹽分解的離子導(dǎo)電性的溶劑的較廣泛的概念。因此，在使用具有離子導(dǎo)電性的高分子化合物的情況下，該高分子化合物也包括在本溶劑的概念內(nèi)。此外，替代凝膠電解質(zhì)層56(其中電解質(zhì)溶液由高分子化合物保持)，電解質(zhì)溶液可以原樣地使用。在此情況下，電解質(zhì)溶液被注入在隔板55中。在可再充電電池的充電期間，鋰離子從陰極53放出并通過電解質(zhì)層56進(jìn)入到陽極54。相反地，當(dāng)可再充電電池放電時(shí)，例如，鋰離子從陽極54放出并通過電解質(zhì)層56進(jìn)入到陰極53。設(shè)置有溶膠電解質(zhì)層56的可再充電電池通過以下的三種工序制造。在第一制造方法中，首先，陰極53和陽極54根據(jù)類似于用于形成前述第一可再充電電池的陰極41和陽極42的工藝步驟來形成。具體地，通過在陰極集電器53A的兩側(cè)設(shè)置活性陰極材料層53B，形成陰極53；以及通過在陽極集電器54A的兩側(cè)設(shè)置活性陽極材料層54B，形成陽極54。之后，制備包含高分子化合物和溶劑的前驅(qū)溶液(precursorsolution)，并將由此制備的前驅(qū)溶液涂布到陰極53和陽極54上，接著溶劑揮發(fā)，從而形成凝膠電解質(zhì)層56。接著，陰極引線51通過焊接等附著到陰極集電器53A，而陽極引線52通過焊接等附著到陽極集電器54A。隨后，通過將陰極53和陽極54連同插設(shè)在其間的隔板55—起層疊并螺旋卷繞，保護(hù)帶57粘附到最外部，形成螺旋卷繞電極體50。最后，在將螺旋卷繞電極體50插入在外裝構(gòu)件60的兩個(gè)膜之間后，外裝構(gòu)件60的外邊緣部分通過融合接合等彼此附著，從而密封螺旋卷繞電極體50。此時(shí)，粘附膜61插入在外裝構(gòu)件60與陰極引線51和陽極引線52之間。從而，完成圖10和11中示出的可再充電電池。在第二制造方法中，首先，陰極引線51附著到陰極53，而陽極引線52附著到陽極54。接著，在將陰極53和陽極54連同插設(shè)在其間的隔板55—起層疊并螺旋卷繞之后，將保護(hù)帶57附著到最外部，螺旋卷繞體形成為螺旋卷繞電極體50的前體。接著，在將螺旋卷繞體插入在外裝構(gòu)件60的兩個(gè)膜之間后，外緣的除其一側(cè)之外的部分通過融合接合(fusionbonding)等彼此附著，從而螺旋卷繞體容納在由此形成的袋狀的外裝構(gòu)件60里面。接著，電解質(zhì)組合物通過包括電解質(zhì)溶液、作為用于形成高分子化合物的材料的單體、聚合引發(fā)齊U、其它必要的材料諸如聚合抑制劑等而制備，由此制備的電解質(zhì)組合物注入到袋狀外裝構(gòu)件60里面，然后外裝構(gòu)件60的開口通過融合接合等密封。最后，單體經(jīng)過熱聚合而形成高分子化合物，由此形成凝膠電解質(zhì)層56。從而，完成可再充電電池。在第三制造方法中，首先，除了采用的隔板55之外，以類似于前述第二制造方法的方式，螺旋卷繞體被形成然后插入在袋狀外裝構(gòu)件60的兩個(gè)膜之間，其中該隔板55通過用高分子化合物涂布在其兩側(cè)而形成。作為涂布到此隔板55的高分子化合物，例如，列舉出偏氟乙烯(vinylidenefluoride)基聚合物(均聚物(homo-polymer)、共聚物、多組分共聚物等)。具體地，這些聚合物是聚偏氟乙烯；偏氟乙烯和六氟丙烯(hexafluoropropylene)的二元共聚物；偏氟乙烯、六氟丙烯和氯三氟乙烯的三元共聚物等。此外，高分子化合物可以包括除上述偏氟乙烯基聚合物之外的一種、或者兩種或更多種高分子化合物。接著，在制備電解質(zhì)溶液并將由此制備的電解質(zhì)溶液注入到外裝構(gòu)件60里面之后，外裝構(gòu)件60的開口通過融合接合等密封。最后，外裝構(gòu)件60在加熱的同時(shí)被施加負(fù)載，隔板55通過高分子化合物附著到陰極53和陽極54。因而，電解質(zhì)溶液浸入到高分子化合物中，高分子化合物變成凝膠化，形成電解質(zhì)層56。從而，完成可再充電電池。與第一制造方法相比，第三制造方法可以更加抑制電池膨脹。此外，第三制造方法與第二制造方法相比，由于作為聚合物原料的單體、溶劑等幾乎不殘留在電解質(zhì)層56中，所以可以良好地控制形成聚合物分子的工藝。因而，在陰極53和陽極54與隔板55和電解質(zhì)層56之間可以獲得足夠的粘附性。根據(jù)第二可再充電電池，由于陽極54形成為具有類似于前述陽極的組分，所以可以改善循環(huán)耐久性。第二可再充電電池具有的其它效果與前述第一可再充電電池的效果相同。[示例]進(jìn)一步給出下面的具體示例以說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。(示例1-1和1-2)根據(jù)之前的工序，制造圖12中示出的硬幣型可再充電電池。此時(shí)，可再充電電池被設(shè)計(jì)為可再充電鋰離子電池，其構(gòu)造為使得陽極容量由作為電極反應(yīng)物質(zhì)的鋰離子的放出和吸納來表示。首先，形成陰極71。更具體地，碳酸鋰(Li2CO3)和碳酸鈷(CoCO3)以0.51的摩爾比混合，此混合物在空氣中900°C燒制5小時(shí)，從而形成鋰鈷復(fù)合氧化物(LiCoO2)t5之后，將96重量份的鋰鈷復(fù)合化合物(平均尺寸=5μπι)作為活性陰極材料、1重量份的炭黑作為陰極導(dǎo)電劑和3重量份的聚偏氟乙烯作為陰極粘合劑混合，以形成陰極混合物。接著，陰極混合物分散到作為溶劑的N-甲基-2-吡咯烷酮中以形成膏狀的陰極混合物漿料。之后，陰極混合物漿料采用涂布機(jī)均勻地涂布在由鋁箔(厚度=15μm)制成的陰極集電器主體71A的整個(gè)表面上并隨后干燥，從而形成活性陰極材料層71B。接著，活性陰極材料層71B采用滾壓機(jī)壓縮成型。最后，具有活性陰極材料層71B設(shè)置在其上的陰極集電器主體71A沖壓(stampout)成15mm直徑的球狀(圓形形狀)。接著，形成陽極72。首先，如表1所示，制備電解銅箔和滾壓銅箔(每個(gè)具有的厚度=18μm)作為集電器主體。隨后，多個(gè)導(dǎo)電顆粒采用氣焰噴射法通過噴射熔融態(tài)或半熔融態(tài)的球狀銅顆粒而形成在集電器主體的整個(gè)表面上。在此情況下，球狀顆粒和板狀顆粒通過適當(dāng)調(diào)整幾個(gè)條件，諸如，熔融前的銅顆粒的尺寸、噴射的速度、噴射噴嘴與用于支撐集電器主體的基板之間的距離等，而形成。此外，在二氧化碳?xì)饬飨吕鋮s基板的同時(shí)進(jìn)行噴射工藝，使得集電器主體不會受到熱損壞。作為用于產(chǎn)生噴射焰的氣體，使用氧氣和氫氣，并且氮?dú)庥米鲊娚錃怏w。同時(shí)，通過調(diào)整用于產(chǎn)生噴射焰的氣體的量以適當(dāng)?shù)乜刂茋娚錅囟龋驙铑w粒和板狀顆粒的表面被氧化，形成纖維狀金屬氧化物(銅氧化物)。因而，陽極集電器71A形成有集電器主體，該集電器主體在其表面上設(shè)置有多個(gè)導(dǎo)電顆粒(球狀顆粒和板狀顆粒)。隨后，作為陽極物質(zhì)的硅通過電子束蒸發(fā)法沉積在陽極集電器主體72A的整個(gè)表面上，從而形成活性陽極材料層72B。此時(shí)，活性陽極材料層72B的厚度調(diào)整到6μm。最后，其上設(shè)置有活性陽極材料層72B的陽極集電器主體72A被沖壓成直徑16mm的球狀。接著，制備電解質(zhì)溶液。首先，將碳酸乙烯酯(EC)、碳酸亞乙烯酯(VC)和碳酸二乙酯(DEC)混合作為溶劑。此時(shí)，溶劑的組成(ECVCDEC)為301060的重量比。隨后，作為電解質(zhì)鹽的六氟磷酸鋰(LiPF6)溶解在溶劑中，在此情況下，電解質(zhì)鹽的含量被調(diào)節(jié)為基于溶液重量的lmol/kg。最后，可再充電電池由陰極71和陽極72以及電解質(zhì)溶液一起組裝。首先，陰極71容納在外裝罐74里面，陽極72粘附到外裝杯75上。隨后，隔板73(厚度=23μm)用電解質(zhì)溶液浸漬。作為隔板73，使用聚合物隔板，其由夾在多孔聚丙烯膜中間的多孔聚乙烯膜制成。最后，在層疊陰極71和陽極72且使隔板73(其用電解質(zhì)溶液浸漬)插設(shè)在陰極和陽極之間之后，外裝罐74和外裝杯75通過墊圈76填塞。從而，完成硬幣型可再充電電池。當(dāng)形成此可再充電電池時(shí)，陽極72的充放電容量制作得比陰極71的更大，使得沒有鋰金屬在完全充電時(shí)沉淀出來。(示例1-3和1-4)如表1所示，以示例1-1和1-2中描述的那些類似的方式進(jìn)行工藝步驟，除了電解銅箔或滾壓銅箔原樣地使用來形成陽極集電器之外。當(dāng)調(diào)查示例1-1到1-4的可再充電電池的循環(huán)特性時(shí)，獲得的幾個(gè)結(jié)果如表1所示。在循環(huán)特性的本研究中，進(jìn)行循環(huán)測試，獲得放電容量維持率(retentionratio)。也就是，在23°C的氣氛(為了穩(wěn)定電池條件)完成第一充放電循環(huán)后，重復(fù)另一充放電循環(huán)，測量第二循環(huán)期間的放電容量。接著，在相同的氣氛完成99次充放電循環(huán)后，測量第101次循環(huán)期間的放電容量值。隨后，放電容量維持率從下面的關(guān)系計(jì)算，放電容量維持率(%)=(在第101次循環(huán)期間的放電容量)/(在第二循環(huán)期間的放電容量)X100。在此情況下，在進(jìn)行充電直到電池電壓達(dá)到4.2V及恒定的電流密度3mA/cm2，進(jìn)行進(jìn)一步的充電直到電流密度在恒定電壓4.2V達(dá)到0.3mA/cm2。此外，進(jìn)行放電直到電池電壓減小到2.5V及恒定的電流密度3mA/cm2。此外，對于示例1-1到1-4的每個(gè)可再充電電池，還研究了陽極集電器主體的表面的十點(diǎn)高度平均不規(guī)則度Rz(μm)。而且，在循環(huán)測試期間，視覺觀察了測試后陽極的外觀，檢查是否產(chǎn)生任何褶皺(電極褶皺)，其由充放電期間的膨脹和收縮引起。這些結(jié)果也包括在表1中。用于研究循環(huán)特性等的上述工序和條件與在下面的示例系列中進(jìn)行的相同。表1(2個(gè)部分中的部分1)<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>表1(2個(gè)部分中的部分2)<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>當(dāng)多個(gè)導(dǎo)電顆粒(球狀顆粒和板狀顆粒)形成在集電器主體的表面上時(shí)，放電容量維持率變得比未形成導(dǎo)電顆粒的情況大。此外，盡管電極褶皺出現(xiàn)在后面的情況中，但在前面的情況沒有觀察到褶皺。此結(jié)果表明，當(dāng)導(dǎo)電顆粒包含球狀顆粒和板狀顆粒時(shí)，活性陽極材料層到陽極集電器的附著性增大，因而，在充放電期間，陽極集電器幾乎不變形并且活性陽極材料層也幾乎沒有被損壞。因此，對于本發(fā)明的可再充電電池，通過在由電解銅箔或滾壓銅箔形成的集電器主體的表面上形成多個(gè)導(dǎo)電顆粒(球狀顆粒和板狀顆粒)，能夠抑制陽極的變形，并改善循環(huán)特性。(示例2-1到2-15)如表2所示，工藝步驟以與示例1-1中描述的那些類似的方式進(jìn)行，除了改變球狀顆粒和板狀顆粒的平均顆粒尺寸之外。在此情況下，球狀顆粒和板狀顆粒的平均顆粒尺寸通過在融化之前改變銅顆粒的平均顆粒尺寸來控制。當(dāng)對于示例2-1到2-15的可再充電電池研究循環(huán)特性等時(shí)，獲得的幾個(gè)結(jié)果包括在表2中。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>即使在改變球狀顆粒和板狀顆粒的平均顆粒尺寸之后，仍防止了電極褶皺的發(fā)生，并類似于示例1-1獲得高的放電容量維持率。因此，對于本發(fā)明的可再充電電池，能夠抑制陽極的變形并改善循環(huán)特性，而與球狀顆粒和板狀顆粒的平均顆粒尺寸無關(guān)。(示例3-1到3-4)如表3所示，工藝步驟以與示例1-1中描述的那些類似的方式進(jìn)行，除了集電器主體被熱處理以及硫含量和抗拉強(qiáng)度被改變之外。在此情況下，在保持集電器主體中的碳含量恒定時(shí)，硫含量和抗拉強(qiáng)度通過改變施加到集電器主體的加熱溫度來控制。當(dāng)對于示例3-1到3-4的可再充電電池研究循環(huán)特性等時(shí)，獲得的幾個(gè)結(jié)果包括在表3中。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>即使在改變集電器主體的組分和抗拉強(qiáng)度之后，也防止了電極褶皺的出現(xiàn)，并類似于示例1-1獲得高的放電容量維持率。因此，對于本發(fā)明的可再充電電池，能夠抑制陽極的變形并改善循環(huán)特性，而與集電器主體的組分和物理性質(zhì)無關(guān)。(示例4-1至Ij4-4)如表4所示，工藝步驟以與示例1-1中描述的那些類似的方式進(jìn)行，除了陽極被熱處理之外。當(dāng)對于示例4-1到4-4的可再充電電池研究循環(huán)特性等時(shí)，獲得的幾個(gè)結(jié)果包括在表4中。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>即使在陽極被熱處理之后，也類似于示例1-1獲得高的放電容量維持率。該結(jié)果表明，在提供陽極的熱處理之后，改善了導(dǎo)電顆粒到集電器主體的附著性，并且增大了活性陽極材料層到陽極集電器的附著性。然而，當(dāng)集電器主體在熱處理溫度過高時(shí)會相對易于軟化，出現(xiàn)電極褶皺。根據(jù)這些結(jié)果，對本發(fā)明的可再充電電池而言，循環(huán)特性通過對陽極進(jìn)行熱處理而進(jìn)一步被改善。在此情況下，當(dāng)熱處理的溫度設(shè)定得低于集電器主體的軟化溫度時(shí)，能夠抑制陽極的變形并改善循環(huán)特性。(示例5-1和5-2)如表5所示，工藝步驟以與示例1-1中描述的那些類似的方式進(jìn)行，除了改變陽極的表面粗糙度(十點(diǎn)高度平均不規(guī)則度Rz(μm))。在此情況下，通過使集電器主體(電解銅箔)的表面經(jīng)受噴凈處理(blastprocessing)，主體的表面粗糙度改變，因而控制了陽極集電器的表面粗糙度。當(dāng)對于示例5-1和5-2的可再充電電池研究循環(huán)特性等時(shí)，獲得的幾個(gè)結(jié)果被包括在表5中。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>即使在改變集電器主體和陽極集電器的表面粗糙度之后，也防止了電極褶皺的發(fā)生并獲得類似于示例1-1的高的放電容量維持率。從這些結(jié)果可以看出，因此，對于本發(fā)明的可再充電電池，能夠抑制陽極的變形并改善循環(huán)特性，而與集電器主體和陽極集電器的表面粗糙度無關(guān)。(示例6-1到6-3)如表6所示，工藝步驟以與示例1-1中描述的那些相似的方式進(jìn)行，除了改變用于形成活性陽極材料層的方法之外。在采用濺射法(RF磁控濺射法)的情況下，99.99%純度的硅用作濺射靶，沉積速度調(diào)整為0.5nm/sec0在采用CVD法的情況下，硅烷(SiH4)用作原材料，氬(Ar)用作激發(fā)氣體。在采用噴射法的情況下，硅粉末(中值粒徑=1到300μm)用作熔融材料，噴射速度調(diào)整為45到55m/sec。在噴射期間的其它條件類似于之前在示例1-1中描述的用于形成導(dǎo)電顆粒的那些條件。當(dāng)對示例6-1到6-3的可再充電電池研究循環(huán)特性等時(shí)，獲得的幾個(gè)結(jié)果被包括在表6中。表6<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>即使在改變用于形成活性陽極材料層的方法之后，也防止了電極褶皺的發(fā)生，并可以類似于示例1-1獲得高的放電容量維持率。根據(jù)這些結(jié)果，因此，對于本發(fā)明的可再充電電池，能夠抑制陽極的變形并改善循環(huán)特性，而與用于形成活性陽極材料層的方法無關(guān)。(示例7-1到7-5)如表7所示，工藝步驟以與示例1-1中描述的那些類似的方式進(jìn)行，除了改變電解質(zhì)溶液的組分之外。在此情況下，采用的溶劑為4-氟-1，3-二氧戊環(huán)-2-酮(4-fluoro-l，3-dioxolane-2-one,FEC)或4，5-二氟-1,3-二氧戊環(huán)-2-酮(4,5-difIuoro-I,3-dioxolane-2-one，DFEC)。作為額外的溶劑，采用磺基苯甲酸酐(sulfobenzoicacidanhydride(SBAH))或磺化丙酸酐(sulfopropionicacidanhydride(SPAH))。作為電解質(zhì)鹽，采用四氟硼酸鋰(LiBF4)。關(guān)于額外的溶劑，在將幾種溶劑混合之后，添加該額外的溶劑使得基于混合的溶劑獲得預(yù)定的組分。當(dāng)對于示例7-1到7-5的可再充電電池研究循環(huán)特性等時(shí)，獲得的幾個(gè)結(jié)果被包括在表7中。表7(2個(gè)部分中的部分1)<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>表7(2個(gè)部分中的部分2)<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>即使在改變電解質(zhì)溶液的組分之后，也防止了電極褶皺的發(fā)生并獲得類似于示例1-1的高的放電容量維持率。在此情況下，通過添加FEC等作為溶劑、添加SBAH等作為其它的溶劑以及添加LiBF4作為電解質(zhì)鹽，放電容量維持率被進(jìn)一步提高。這些結(jié)果表明，對于本發(fā)明的可再充電電池，能夠抑制陽極的變形并改善循環(huán)特性，而與電解質(zhì)溶液的組分無關(guān)。盡管上文已經(jīng)參照優(yōu)選實(shí)施例和具體示例描述了本發(fā)明，但之前的描述旨在是說明性的而不是限制性的，因此示例可以有許多修改和變更。例如，本發(fā)明中公開的陽極和集電器的應(yīng)用不必限定到可再充電電池，還可以應(yīng)用到其它的電化學(xué)裝置。作為這些應(yīng)用，可以舉出電容器等。此外，盡管鋰離子電池主要作為上述實(shí)施例和示例中的可再充電電池的種類，但本發(fā)明不限于此。也就是，本發(fā)明的可再充電電池還可以應(yīng)用到可再充電電池，其設(shè)計(jì)為使得其陽極的容量包括由鋰離子的吸納和放出表示的容量以及由鋰金屬的沉淀和溶解表示的容量，總?cè)萘繛檫@兩個(gè)容量之和。在此情況下，電池被設(shè)計(jì)為使得陽極材料(其能夠吸納和放出鋰離子)用作活性陽極材料，陽極材料的可充電容量(electrifiablecapacity)小于陰極的放電容量。此外，在上述實(shí)施例和示例中，盡管電池的結(jié)構(gòu)已經(jīng)被描述為圓筒型、層疊型或硬幣型并且電池元件已經(jīng)被描述為具有螺旋卷繞結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明不必限于此。也就是，本發(fā)明的可再充電電池還可以類似地應(yīng)用到方形或紐扣型的電池結(jié)構(gòu)的情況，或者備選地應(yīng)用到層狀結(jié)構(gòu)的電池元件的情況。此外，盡管在上述實(shí)施例和示例中已經(jīng)描述了采用鋰作為參與電極反應(yīng)的元素的情況，但本發(fā)明不限于此。也就是，參與電極反應(yīng)的元素的示例還可以包括除鋰之外的1族元素，諸如鈉(Na)、鉀⑷等；2族元素，諸如鎂、鈣等；以及輕金屬，諸如鋁等。根據(jù)上述結(jié)果，可以預(yù)期本發(fā)明的作用和效果，而與電極反應(yīng)材料的種類無關(guān)。本申請包括與于2009年3月10日提交到日本專利局的日本優(yōu)先權(quán)專利申請JP2009-056457中公開的主題相關(guān)的主題，其全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可根據(jù)設(shè)計(jì)要求和其它因素進(jìn)行各種修改、組合、部分組合和變更，只要它們落在所附權(quán)利要求書或其等同物的范圍內(nèi)。權(quán)利要求一種可再充電電池，包括陰極，能夠吸納和放出電極反應(yīng)材料，陽極，能夠吸納和放出所述電極反應(yīng)材料，所述陽極包括陽極集電器，該陽極集電器包括集電器主體；以及電解質(zhì)；其中所述陽極集電器上設(shè)置有活性陽極材料層；所述陽極集電器還在所述集電器主體的表面上設(shè)置有多個(gè)第一導(dǎo)電顆粒，所述集電器主體的所述表面面向所述活性陽極材料層；并且所述多個(gè)第一導(dǎo)電顆粒包括多個(gè)第二球狀顆粒和多個(gè)第三板狀顆粒。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中所述多個(gè)第三板狀顆粒通過在沿所述集電器主體的所述表面的方向上延伸而形成。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可再充電電池，其中所述多個(gè)第三板狀顆粒的至少一些通過在所述陽極集電器的交叉所述集電器主體的所述表面的截面中彎曲而形成，使得所述顆粒在延伸方向上的端部遠(yuǎn)離所述集電器主體的所述表面。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中在所述陽極集電器的所述表面上，所述多個(gè)第二球狀顆粒疊加在所述多個(gè)第三板狀顆粒上方。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中在所述陽極集電器的所述表面上，所述多個(gè)第三板狀顆粒中的一些至少彼此部分交疊。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中所述多個(gè)第二球狀顆粒和所述多個(gè)第三板狀顆粒由金屬顆粒形成，并在所述多個(gè)第二球狀顆粒和所述多個(gè)第三板狀顆粒的表面上設(shè)置有金屬氧化物。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可再充電電池，其中所述金屬氧化物的形狀基本上為纖維狀。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中所述多個(gè)第二球狀顆粒和所述多個(gè)第三板狀顆粒通過噴射法形成。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中所述集電器主體和所述多個(gè)第一導(dǎo)電顆粒通過包括銅作為構(gòu)成元素而形成。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中所述活性陽極材料層通過包括硅作為構(gòu)成元素而形成。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中所述活性陽極材料層通過氣相法形成。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中所述電極反應(yīng)材料是鋰離子。13.一種陽極，包括陽極集電器，包括集電器主體；以及活性陽極材料層，形成在所述陽極集電器上；其中所述陽極集電器在所述集電器主體的表面上設(shè)置有多個(gè)第一導(dǎo)電顆粒，所述集電器主體的所述表面面對所述活性陽極材料層；并且所述多個(gè)第一導(dǎo)電顆粒包括多個(gè)第二球狀顆粒和多個(gè)第三板狀顆粒。14.一種集電器，包括集電器主體；其中所述集電器在所述集電器主體的表面上設(shè)置有多個(gè)第一導(dǎo)電顆粒，并且所述多個(gè)第一導(dǎo)電顆粒包括多個(gè)第二球狀顆粒和多個(gè)第三板狀顆粒。全文摘要本發(fā)明提供了一種可再充電電池、陽極和集電器。該可再充電電池包括陰極和陽極，每個(gè)都能夠吸納和放出電極反應(yīng)材料；電解質(zhì)，其中陽極包括陽極集電器，該陽極集電器通過包括集電器主體而形成。陽極集電器在其上設(shè)置有活性陽極材料層，多個(gè)導(dǎo)電顆粒設(shè)置在集電器主體的表面上，該表面面對活性陽極材料層。多個(gè)導(dǎo)電顆粒形成為包括球狀顆粒和板狀顆粒。由于具有不規(guī)則的三維結(jié)構(gòu)通過球狀顆粒和板狀顆粒形成在集電器主體的表面上，所以糙化效應(yīng)被極大地增強(qiáng)。因而，活性陽極材料層到陽極集電器的附著性被顯著地提高。文檔編號H01M4/70GK101834309SQ20101012999公開日2010年9月15日申請日期2010年3月4日優(yōu)先權(quán)日2009年3月10日發(fā)明者巖間正之,川瀬賢一,廣瀬貴一申請人:索尼公司