專利名稱：負極及使用該負極的電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包含硅(Si)和錫(Sn)中的至少一種作為元素的負極以及一種使用該負極的電池背景技術(shù)近年來，由于移動裝置已經(jīng)高度發(fā)展并多功能化，要求作為這些移動裝置的電源的二次電池(secondary battery蓄電池)具有較高容量。作為滿足這種需求的二次電池，出現(xiàn)了鋰離子二次電池。但是，由于在目前的實際應(yīng)用中石墨被用作鋰離子二次電池的負極，其電池容量處于飽和狀態(tài)，因此難以達到其極高的容量。因此，考慮使用硅、錫等作為負極。近年來，已經(jīng)報導(dǎo)了通過氣相沉積法等在負極集電體上形成負極活性物質(zhì)層(例如，參考日本未審查的專利申請文獻第8-50922號和第11-135115號，以及日本專利文獻第2948205號)。
但是，由于充電或放電，使得硅或錫膨脹和收縮較大。因此，具有如下缺點。即，例如，負極活性物質(zhì)層脫落，并且循環(huán)特性降低。此外，負極集電體變形并且在負極中產(chǎn)生褶皺，進而電池腫脹。因此，考慮通過在負極活性物質(zhì)層中形成溝槽或者在負極集電體中形成狹縫，緩和由膨脹和收縮產(chǎn)生的應(yīng)力，并且提高了特性(例如，參考日本未審查專利申請文獻第2003-17040號和第2003-17069號)。

發(fā)明內(nèi)容
但是，在負極活性物質(zhì)層中形成溝槽的方法中，如果嘗試獲得充分的效果則容量降低。在負極集電體中形成狹縫的方法中，難以獲得均勻膜厚度的負極活性物質(zhì)層，導(dǎo)致鋰(Li)等沉淀，并且不能獲得充分的循環(huán)特性。
考慮到上述問題，在本發(fā)明中，期望提供一種負極和使用該負極的電池，其中該負極能夠緩和由于膨脹和收縮產(chǎn)生的應(yīng)力。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了一種負極，在該負極中，包含硅和錫中的至少一種作為元素的負極活性物質(zhì)層設(shè)置在帶狀負極集電體的兩面上，其中，在負極集電體和負極活性物質(zhì)層中，形成有至少一個穿透部，該穿透部貫穿負極集電體和負極活性物質(zhì)層而被切掉或切開，并且以包括負極集電體的縱向分量(longitudinalcomposition)而延伸。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了一種包括正極、負極、以及電解質(zhì)的電池，其中，負極具有帶狀負極集電體和負極活性物質(zhì)層，所述負極活性物質(zhì)層設(shè)置在負極集電體的兩面上并且包含硅和錫中的至少一種作為元素，并且在負極集電體和負極活性物質(zhì)層中，形成有至少一個穿透部，該穿透部貫穿負極集電體和負極活性物質(zhì)層而被切掉或切開，并且以包括負極集電體的縱向分量而延伸。
根據(jù)本發(fā)明實施例的負極，形成有穿透部，該穿透部貫穿負極集電體和負極活性物質(zhì)層而被切掉或切開，并且以包括負極集電體的縱向分量而延伸。因此，由于負極活性物質(zhì)層的膨脹和收縮而在負極集電體上產(chǎn)生的應(yīng)力被緩和，并且能夠避免產(chǎn)生褶皺。結(jié)果，能夠防止負極活性物質(zhì)層的分離以及負極厚度的增加。因此，根據(jù)使用這種負極的本發(fā)明實施例的電池，能夠提高電池特性(諸如循環(huán)特性)，并且能夠防止電池腫脹。
特別地，當(dāng)穿透部的延伸方向平行于負極集電體的縱向方向時，當(dāng)穿透部的延伸方向與負極集電體的縱向方向的夾角是60度或更小時，當(dāng)沿穿透部縱向分量的一個長度是負極活性物質(zhì)層的長度的25％或更多(優(yōu)選地是50％或更多，且更優(yōu)選地是70％或更多)時，當(dāng)設(shè)置有多個穿透部時，或者當(dāng)穿透部的寬度是0.1mm至5mm時，可以獲得更好的效果。
本發(fā)明的其它和進一步的目的、特征和優(yōu)點將從以下的描述中更全面地呈現(xiàn)。


圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的二次電池的結(jié)構(gòu)的橫截面；圖2A至圖2G是示出了圖1所示的負極的展開狀態(tài)的平面圖；圖3A至圖3C是示出了圖1所示的正極的結(jié)構(gòu)的橫截面；圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的二次電池的結(jié)構(gòu)的分解透視圖；
圖5是示出了沿圖4所示二次電池的線I-I截取的結(jié)構(gòu)的橫截面；以及圖6A和圖6B是示出了本發(fā)明的改進的視圖。
具體實施例方式
以下，將參考附圖詳細描述本發(fā)明的實施例。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的二次電池的結(jié)構(gòu)。該二次電池是所謂的方型電池，并在近似中空圓柱形狀的電池外殼11內(nèi)部具有電池元件20。電池外殼11是金屬容器，由例如鋁(Al)、鋁合金、鎳(Ni)、鎳合金、鐵(Fe)、或鐵合金制成。電池外殼11的表面可以被噴鍍、或涂敷以樹脂等。在電池外殼11內(nèi)部，設(shè)置有一對絕緣板12和13，使得電池元件20夾在絕緣板12和13之間。電池外殼11的一端封閉，而另一端開口。電池外殼11的開口端用電池蓋14密封。端子片16設(shè)置在電池蓋14中，絕緣件15設(shè)置在端子片與電池蓋之間。電池蓋14和端子片16由例如類似于電池外殼11材料的金屬材料制成。
電池元件20具有以下結(jié)構(gòu)例如，其中帶狀負極21和帶狀正極22層疊，其間設(shè)置有隔離片23，并且負極和正極沿縱向以橢圓形狀或扁平形狀螺旋地卷繞多次。由鎳等制成的負極引線24連接至負極21，而由鋁等制成的正極引線25連接至正極22。負極引線24電連接至電池外殼11，而正極引線25電連接至端子片16。
例如，負極21具有帶狀負極集電體21A和設(shè)置在負極集電體21A的兩面上的帶狀負極活性物質(zhì)層21B。負極活性物質(zhì)層21B可以設(shè)置在負極集電體21A的整個區(qū)域或部分區(qū)域上。進一步，在負極集電體21A的一個面上的設(shè)置有負極活性物質(zhì)層21B的區(qū)域與在負極集電體21A的另一個面上的設(shè)置有負極活性物質(zhì)層21B的區(qū)域可以一致也可以不一致。更進一步，可以存在負極活性物質(zhì)層21B只設(shè)置在負極集電體21A的一個面上的區(qū)域。
優(yōu)選地，負極集電體21A由包含至少一種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)金屬間化合物由鋰形成時，負極會由于充電和放電而膨脹和收縮，出現(xiàn)結(jié)構(gòu)斷裂，并且集電性能降低。而且，支撐負極活性物質(zhì)層21B的能力降低。在本說明書中，除了單質(zhì)金屬元素之外，金屬材料還包括包含兩種或更多金屬元素的合金或者包含一種或更多金屬元素以及一種或更多類金屬元素的合金。作為不與鋰形成金屬間化合物的金屬元素，可以列舉例如銅(Cu)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鐵、或鉻(Cr)。
優(yōu)選地，負極集電體21A包含可與負極活性物質(zhì)層21B形成合金的金屬元素。因此，能夠改進負極活性物質(zhì)層21B與負極集電體21A之間的接觸特性。正如后面描述的，作為不與鋰形成金屬間化合物并與負極活性物質(zhì)層21B形成合金的金屬元素，在負極活性物質(zhì)層21B包含硅或錫作為元素的情況下，可以列舉例如銅、鎳、或鐵。在強度和導(dǎo)電性方面，這樣的元素是優(yōu)選的。
負極集電體21A可以形成為單層或多層。在后一種情形中，與負極活性物質(zhì)層21B接觸的層可以由與硅形成合金的金屬材料制成，而其它層可以由其它金屬材料制成。
優(yōu)選地，負極集電體21A的表面是粗糙的。優(yōu)選地，表面粗糙度Ra是0.1μm或更大，更優(yōu)選地是0.2μm或更大。因此，可以進一步改進負極活性物質(zhì)層21B與負極集電體21A之間的接觸特性。優(yōu)選地，負極集電體21A的表面粗糙度Ra是3.5μm或更小，更優(yōu)選地是3.0μm或更小。當(dāng)表面粗糙度Ra過高時，由于負極活性物質(zhì)層21B的膨脹有可能導(dǎo)致負極集電體21A容易斷裂。表面粗糙度Ra表示JIS B0601中指定的算術(shù)平均粗糙度Ra。在負極集電體21A的至少設(shè)置有負極活性物質(zhì)層21B的區(qū)域中，表面粗糙度Ra在前述范圍內(nèi)是足夠的。
負極活性物質(zhì)層21B包含硅和錫中的一種作為元素。硅和錫具有較高的嵌入和脫出鋰的能力，并且提供高能量密度。硅和錫可以以單質(zhì)、合金、或化合物的形式被包含。
優(yōu)選地，至少部分負極活性物質(zhì)層21B通過例如選自氣相沉積法、濺射法、焙燒法、和液相沉積法組成的組中的一種或多種方法形成。因此，可以防止由于充電和放電使得負極活性物質(zhì)層21B膨脹和收縮而引起的斷裂。此外，可以結(jié)合負極集電體21A和負極活性物質(zhì)層21B，并且可以改進負極活性物質(zhì)層21B中的電子傳導(dǎo)率?！氨簾ā北硎疽环N方法，其中，在非氧化環(huán)境下對通過包含活性材料的粉末和粘合劑進行混合而形成的層進行熱處理，從而形成比熱處理之前具有更高體積密度的密集層。
優(yōu)選地，在負極活性物質(zhì)層21B與負極集電體21A界面的至少一部分上，負極活性物質(zhì)層與負極集電體進行合金化。如上所述，負極活性物質(zhì)層21B與負極集電體21A之間的接觸特性因此得以改進。具體地，優(yōu)選地，在界面處，負極集電體21A的元素擴散到負極活性物質(zhì)層21B中，或者負極活性物質(zhì)層21B的元素擴散到負極集電體21A中，或者兩元素相互擴散。在本說明書中，前述的元素擴散也被認為是合金化的一種形式。
進一步，在負極21中，形成有至少一個穿透部，該穿透部貫穿負極集電體21A和負極活性物質(zhì)層21B而被切掉或切開，并且以包括負極集電體21A的縱向分量而延伸。因此，可以緩和由于負極活性物質(zhì)層21B的膨脹和收縮而產(chǎn)生的應(yīng)力，而且可以防止產(chǎn)生褶皺。
圖2A至圖2G示出了負極21的展開的平面結(jié)構(gòu)。例如，如圖2A至圖2G所示，盡管可以設(shè)置一個或多個穿透部21C，但優(yōu)選地是設(shè)置多個穿透部21C。因為當(dāng)穿透部21C均勻地設(shè)置在整個負極21上時，可以獲得較好的效果。盡管穿透部21C可以是沒有寬度的狹縫或有寬度的切口，但優(yōu)選地是有寬度的切口，因為由此可以獲得較好的效果。然而，如果寬度過寬，那么容量降低。因此，穿透部21C的寬度優(yōu)選地是0.1mm至5mm。
進一步，穿透部21C可以平行于縱向方向也可以不平行于縱向方向，只要穿透部21C的延伸方向包括負極集電體21A的縱向分量。但是，優(yōu)選地，延伸方向和縱向方向的夾角θ是60度或更小，并且，更優(yōu)選地，延伸方向和縱向方向相互平行。另外，優(yōu)選地，沿穿透部21C的縱向分量的一個長度是負極活性物質(zhì)層21B的長度的25％或更多，更優(yōu)選地，是50％或更多，甚至更優(yōu)選地，是70％或更多。進一步，優(yōu)選地，沿穿透部21C的縱向分量的一個長度是10mm或更多，更優(yōu)選地，是100mm或更多，甚至更優(yōu)選地，是300mm或更多。沿縱向分量的長度越長，可以獲得越好的效果。負極活性物質(zhì)層21B的長度是指在負極集電體21A的兩面上設(shè)置有負極活性物質(zhì)層21B的區(qū)域中的長度。當(dāng)設(shè)置有多個穿透部21C時，每個穿透部21C的延伸方向、長度、或?qū)挾瓤梢韵嗤虿煌?br> 例如，正極22具有帶狀正極集電體22A和設(shè)置在正極集電體22A的兩面上的帶狀正極活性物質(zhì)層22B。進行設(shè)置，使得正極活性物質(zhì)層22B面向負極活性物質(zhì)層21B。正極活性物質(zhì)層22B可以設(shè)置在正極集電體22A的整個區(qū)域或部分區(qū)域上。進一步，在正極集電體22A的一個面上的設(shè)置有正極活性物質(zhì)層22B的區(qū)域與在正極集電體22A的另一個面上的設(shè)置有正極活性物質(zhì)層22B的區(qū)域可以一致也可以不一致。更進一步，可以存在正極活性物質(zhì)層22B只設(shè)置在正極集電體22A的一個面上的區(qū)域。正極集電體22A由例如鋁、鎳、不銹鋼等制成。
正極活性物質(zhì)層22B包含例如一種或多種能夠嵌入和脫出鋰的正極材料作為正極活性材料。根據(jù)需要，正極活性物質(zhì)層22B可以包含諸如碳材料的電導(dǎo)體以及諸如聚偏二氟乙烯的粘合劑。優(yōu)選地，使用例如包含鋰和過渡金屬元素的鋰過渡金屬復(fù)合氧化物作為能夠嵌入和脫出鋰的正極材料。因此，可以產(chǎn)生高電壓，并且可以獲得高能量密度?？梢粤信e諸如用通式LixMIO2表示的氧化物作為鋰過渡金屬復(fù)合氧化物。在通式中，M優(yōu)選地包含一種或多種過渡金屬元素，并且例如，優(yōu)選地包含鈷(Co)和鎳中的至少一種。x根據(jù)電池的充電和放電狀態(tài)而變化，并且通常在0.05≤x≤1.10的范圍內(nèi)?？梢粤信eLiCoO2、LiNiO2等作為這種鋰過渡金屬復(fù)合氧化物的具體實例。
進一步，正極活性物質(zhì)層22B可以在整個區(qū)域上具有相同的厚度。但是，例如，如圖3A至圖3C所示，溝槽22C可以形成在面向設(shè)置于負極21中的穿透部21C的部分中。因此，可以獲得更好的效果。溝槽22C面向穿透部21C的至少一部分就足夠了。溝槽22C可以設(shè)置在不面向穿透部21C的區(qū)域中。溝槽22C的形狀可以是任意形狀。例如，如圖3A所示，溝槽22C可以延伸至正極集電體22A，或者如圖3B和圖3C所示，溝槽22C可以不完全穿過正極活性物質(zhì)層22B而延伸。
隔離片23將負極21與正極22隔離，防止由于兩極的接觸而產(chǎn)生電流短路，并且使鋰離子通過。隔離片23由例如聚乙烯或聚丙烯制成。
作為液態(tài)電解質(zhì)的電解溶液注入到隔離片23中。電解溶液含有例如溶劑和電解質(zhì)鹽。根據(jù)需要電解溶液可以含有添加劑?？梢粤信e例如碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯(ethyl methyl carbonate)、1，3-二氧雜環(huán)戊烯-2-酮(1，3-dioxol-2-one)、4-乙烯基-1，3-二氧戊烷-2-酮、以及4-氟基-1，3-二氧戊烷-2-酮的非水溶劑作為溶劑?？梢詥为毷褂眠@些溶劑中的一種，或者可以使用兩種或多種溶劑的混合物。例如，優(yōu)選地使用高沸點溶劑(諸如碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯)與低沸點溶劑(諸如碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、和碳酸甲乙酯)的混合物，由此可以獲得高離子傳導(dǎo)率。進一步，優(yōu)選地使用具有不飽和粘合劑(諸如1，3-二氧雜環(huán)戊烯-2酮和4-乙烯基-1，3-二氧戊烷-2-酮)的碳酸環(huán)酯或者具有鹵素原子(諸如4-氟基-1，3-二氧戊烷-2-酮)的碳酸酯衍生物，由此可以提高電解溶液的穩(wěn)定性。
例如，可以列舉諸如LiPF6、LiCF3SO3、和LiClO4的鋰鹽作為電解質(zhì)鹽?？梢詥为毷褂眠@些電解質(zhì)鹽中的一種，或者可以通過混合這些電解質(zhì)鹽中的兩種或多種來使用。
例如，該二次電池可以如下制作。
首先，通過例如氣相沉積法、濺射法、焙燒法、或液相沉積法在負極集電體21A上形成負極活性物質(zhì)層21B，以形成負極21。可以結(jié)合這些方法中的兩種或多種，或者可以將其它方法與這些方法結(jié)合，以形成負極活性物質(zhì)層21B。可以列舉例如物理沉積法或化學(xué)沉積法作為氣相沉積法。具體地，可以列舉真空氣相沉積法、濺射法、離子電鍍法、激光切除法、CVD(化學(xué)氣相沉積)法等中的任何一種。例如，可以列舉電鍍法作為液相沉積法。在形成負極活性物質(zhì)層21B之后，如果需要，在真空環(huán)境下或非氧化環(huán)境下實施熱處理。在一些情況下，當(dāng)形成負極活性物質(zhì)層21B時，同時對負極活性物質(zhì)層21B和負極集電體21A進行合金化。然而，通過實施熱處理，可以進一步促進合金化。接著，在負極21中形成穿透部21C。
進一步，在正極集電體22A上形成正極活性物質(zhì)層22B。例如，將正極活性材料和粘合劑混合，如果必要將電導(dǎo)體和粘合劑混合，對正極集電體22A涂覆以該組合混合物，并且將該組合混合物壓縮模制，以形成正極。此時，根據(jù)需要，可以在正極活性物質(zhì)層22B中形成溝槽22C。接著，將負極引線24連接至負極21，并將正極引線25連接至正極22。隨后，將負極21和正極22層疊，其間設(shè)置有隔離片23，并將負極和正極螺旋地卷繞多次。之后，將負極引線24的端部焊接至電池外殼11，將正極引線25的端部電連接至端子片16，并將螺旋卷繞的負極21和正極22夾在一對絕緣板12和13之間，并將所得到的疊片插入電池外殼11中。之后，將電解溶液注入到電池外殼11中，并注入到隔離片23中。將電池外殼11的開口端用電池蓋14密封。由此，得到圖1所示的二次電池。
例如，在二次電池中，當(dāng)充電時，鋰離子從正極22脫出并通過電解溶液嵌入到負極21中。例如，當(dāng)放電時，鋰離子從負極21脫出并通過電解溶液嵌入到正極22中。此時，負極活性物質(zhì)層21B膨脹和收縮較大。然而，由于穿透部21C設(shè)置在負極21中，因此緩和了應(yīng)力，并且避免了產(chǎn)生褶皺。
如上所述，根據(jù)本實施例，形成貫穿負極集電體21A和負極活性物質(zhì)層21B的穿透部21C，該穿透部以包括縱向分量而延伸。因此，可以緩和由于膨脹和收縮產(chǎn)生的應(yīng)力，并且可以防止產(chǎn)生褶皺。結(jié)果，可以防止負極活性物質(zhì)層21B的分離以及負極21厚度的增加。因此，可以提高電池特性(諸如循環(huán)特性)，并且可以防止電池腫長。
具體地說，在穿透部21C的延伸方向平行于負極集電體21A的縱向方向的情況下，在穿透部21C的延伸方向和負極集電體21A的縱向方向的夾角是60度或更小的情況下，在沿穿透部21C的縱向分量的一個長度是負極活性物質(zhì)層21B的長度的25％或更多，優(yōu)選地是50％或更多，且更優(yōu)選地是70％或更多的情況下，在設(shè)置有多個穿透部21C的情況下，或者在穿透部21C的寬度是0.1mm至5mm的情況下，可以獲得更好的效果。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的二次電池的結(jié)構(gòu)。在該二次電池中，其上連接有引線31和32的電池元件30容納在膜式封裝件40中。例如，引線31和32分別由例如鋁、銅、鎳、和不銹鋼的金屬材料制成。例如，引線31和32分別從封裝件40的內(nèi)部引到外部，并且沿相同方向?qū)С觥?br> 封裝件40由矩形的鋁層壓膜制成，其中，例如，尼龍膜、鋁膜、和聚乙烯膜以此順序粘合在一起。例如，設(shè)置封裝件40，使得聚乙烯膜側(cè)和電池元件30相互面對，并且相應(yīng)的外邊緣通過熔合焊接或粘合劑相互接觸。為了防止外部空氣進入，粘性膜41插入封裝件40與引線31和32之間。粘性膜41由對引線31和32具有接觸特性的材料(諸如聚乙烯、聚丙烯、改性聚乙烯、和改性聚丙烯的聚烯烴樹脂)制成。封裝件40可以由具有其它結(jié)構(gòu)的層壓膜、高分子膜(諸如聚丙烯)、或金屬膜制成，而不是由前述的鋁層壓膜制成。
圖5示出了沿圖4所示的電池元件30的線I-I截取的橫截面結(jié)構(gòu)。在電池元件30中，帶狀負極33和帶狀正極34層疊，其間設(shè)置有隔離片35和電解質(zhì)36，并且負極和正極以橢圓形狀或扁平形狀螺旋地卷繞多次。其最外側(cè)的周緣由保護帶37保護。負極33具有負極活性物質(zhì)層33B設(shè)置在帶狀負極集電體33A的兩個面上的結(jié)構(gòu)。正極34具有正極活性物質(zhì)層34B設(shè)置在帶狀正極集電體34A的兩個面上的結(jié)構(gòu)。負極集電體33A、負極活性物質(zhì)層33B、正極集電體34A、正極活性物質(zhì)層34B、和隔離片35的結(jié)構(gòu)類似于第一實施例中所描述的負極集電體21A、負極活性物質(zhì)層21B、正極集電體22A、正極活性物質(zhì)層22B、和隔離片23的結(jié)構(gòu)。即，雖然圖5中未示出，但在負極33中也設(shè)置有穿透部，該穿透部貫穿負極集電體33A和負極活性物質(zhì)層33B并以包括縱向分量而延伸?？梢灾辽僭谡龢O活性物質(zhì)層34B的面向負極33的穿透部的部分中設(shè)置溝槽。
電解質(zhì)36由所謂的凝膠狀電解質(zhì)制成，其中電解溶液由聚合物保持。電解溶液的構(gòu)成與第一實施例的電解溶液的構(gòu)成類似?？梢粤信e例如聚偏二氟乙烯或偏二氟乙烯的共聚物作為聚合物材料。例如，如圖5所示，電解質(zhì)36可以以在負極33/正極34與隔離片35之間的層的形式出現(xiàn)。另外，電解質(zhì)36可以被注入隔離片35中。另外，如第一實施例，可以直接使用電解溶液，而不用由聚合物保持。
例如，該二次電池可以如下制造。
首先，如第一實施例中一樣形成負極33和正極34。之后，在負極33和正極34上形成電解質(zhì)36。接著，將引線31和32連接至負極33和正極34。接著，將分別形成有電解質(zhì)36的負極33和正極34層疊，其間設(shè)置有隔離片35，并且將負極和正極螺旋地卷繞。將保護帶37粘附至其最外側(cè)的周緣，以形成電池元件30。之后，例如，將電池元件30夾在封裝件40之間，并且將封裝件40的外邊緣通過熱熔焊接等方法接觸，以封閉電池元件30。由此，得到圖4和圖5所示的二次電池。
另外，該二次電池可以如下組裝。首先，如第一實施例中一樣形成負極33和正極34。之后，將引線31和32連接于負極和正極。接著，將負極33和正極34層疊，其間設(shè)置有隔離片35，并將負極和正極螺旋地卷繞。將保護帶37粘附至其最外側(cè)的周緣，并且形成螺旋卷繞體。接著，將螺旋卷繞體夾在封裝件40之間，并且將除了一側(cè)以外的最外側(cè)的周緣熱熔焊接，以獲得袋狀狀態(tài)。之后，將包含電解溶液、作為聚合物原材料的單體、聚合引發(fā)劑、和其它材料(如果需要，諸如聚合抑制劑)的電解組合物注入到封裝件40中。之后，將封裝件40的開口在真空狀態(tài)下熱熔焊接并氣密地密封。然后，將產(chǎn)品加熱至使單體聚合，以獲得聚合物。由此，形成了凝膠狀電解質(zhì)36。從而，獲得圖4和圖5所示的二次電池。
該二次電池的運作與第一實施例中的二次電池類似，并且具有與第一實施例中的二次電池類似的效果。
變型在以上描述的第一和第二實施例中，該描述給出了以下情況二次電池具有電池元件20或30，所述電池元件具有通過層疊負極21、33和正極22、34并且螺旋卷繞該產(chǎn)品而獲得的螺旋卷繞結(jié)構(gòu)。但是，例如，如圖6A所示，可以采用帶狀負極51和帶狀正極52被層疊并折疊的結(jié)構(gòu)。進一步，如圖6B所示，可以采用帶狀負極53被折疊且板狀正極54插入其中的結(jié)構(gòu)。負極51和53以及正極52和54的結(jié)構(gòu)與前述實施例中的負極21和33以及正極22和34的結(jié)構(gòu)相同。在正極52中，可以將正極活性物質(zhì)層設(shè)置在正極集電體的兩個面上。另外，正極活性物質(zhì)層可以只設(shè)置在與負極51相對的面上。如同前述實施例，盡管圖6中未示出，充滿電解溶液的隔離片、或者隔離片和所謂的凝膠狀電解質(zhì)被插入負極51和53與正極52和54之間。
實例進一步，下面將參照附圖詳細描述本發(fā)明的具體實例。
實例1-1至1-37制造具有圖4和圖5中所示結(jié)構(gòu)的二次電池。首先，通過真空氣相沉積法在帶狀負極集電體33A的兩個面上沉積硅，以形成大約5μm厚的負極活性物質(zhì)層33B，其中帶狀負極集電體由銅箔制成，具有粗糙的表面并且厚12μm。接著，在低壓環(huán)境下實施熱處理。之后，通過形成狹縫或切口而形成穿透部，以貫穿負極集電體33A和負極活性物質(zhì)層33B。該穿透部平行于負極集電體33A的縱向方向。如表1中所示，每個穿透部的長度和寬度以及穿透部的數(shù)量在每個實例中均變化。穿透部的長度以穿透部的長度與負極活性物質(zhì)層33B的長度的比率來表示。在這些實例中，穿透部被形成為平行于負極集電體33A。因此，穿透部的縱向分量的長度與穿透部的長度相同。對于實例1-1至1-37形成的每個負極33，通過聚焦離子束(FIB)沿厚度方向切開橫截面。之后，通過俄歇電子能譜(AES)對切開的橫截面進行局部單元分析。結(jié)果，證實在所有的情況下，負極活性物質(zhì)層33B和負極集電體33A至少部分地合金化。
進一步，將作為正極活性材料的平均粒子直徑是5μm的92份重量的鈷酸鋰(LiCoO2)粉末、作為電導(dǎo)體的3份重量的炭黑、作為粘合劑的5份重量的聚偏二氟乙烯混合。將該組合混合物投入作為分散介質(zhì)的N-甲基-2-吡咯烷酮內(nèi)，以獲得漿狀液。接著，對由15μm厚的帶狀鋁箔制成的正極集電體34A的兩個面涂覆漿狀液，對所述漿狀液進行干燥和加壓，以形成正極活性物質(zhì)層34B。
接著，將37.5wt％的碳酸乙烯酯、37.5wt％的碳酸丙烯酯、10wt％的碳酸亞乙烯酯、以及15wt％的LiPF6混合，以制備電解溶液。將負極33和正極34的兩個面分別涂覆30份重量的電解溶液與10份重量的偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物的混合物，以形成電解質(zhì)36。之后，連接引線31和32，對其間設(shè)置有隔離片35的負極33和正極34層疊并螺旋地卷繞，并且將組合體封閉在由鋁層壓膜制成的封裝件40中。由此，組裝好二次電池。
對于相對于實例1-1至1-37的比較實例1-1，除了在負極中未形成穿透部之外，二次電池以與實例1-1至1-37中相同的方式組裝。進一步，對于比較實例1-2和1-3，除了在比較實例1-2和1-3中負極活性物質(zhì)層只形成在負極集電體的一個面上且在比較實例1-2中未形成穿透部之外，二次電池以與實例1-1至1-37中相同的方式組裝。在比較實例1-3中，穿透部平行于縱向方向，并且其長度、寬度、和數(shù)量在表1中示出。
進一步，對于比較實例1-4至1-6，負極通過使用作為負極活性材料的中間相碳微顆粒而形成，并且二次電池以與實例1-1至1-37中相同的方式組裝。負極按照如下方式形成。將作為負極活性材料的87份重量的中間相碳微顆粒、作為電導(dǎo)體的3份重量的炭黑、以及作為粘合劑的5份重量的聚偏二氟乙烯加入到作為分散介質(zhì)的N-甲基-2-吡咯烷酮中并混合。接著，如實例1-1至實例1-37中一樣，對負極集電體的兩個面涂覆以該組合混合物，對所述混合物干燥和加壓，以形成負極活性物質(zhì)層。此時，在比較實例1-4中，在負極中未形成穿透部。在比較實例1-5中，狹縫穿透部平行于縱向方向而形成。在比較實例1-6中，切口穿透部平行于縱向方向而形成。穿透部的長度、寬度、和數(shù)量在表1中示出。
此外，對于比較實例1-7，除了負極活性物質(zhì)層形成在設(shè)置有平行于縱向方向的狹縫的負極集電體的兩個面上且所述狹縫未設(shè)置在負極活性物質(zhì)層中之外，二次電池以與實例1-1至1-37中相同的方式組裝。負極集電體中的狹縫的長度和數(shù)量如表2所示。
進一步，對于比較實例1-8，除了在負極中未形成穿透部且通過切除負極活性物質(zhì)層的一部分而形成溝槽之外，二次電池以與實例1-1至1-37中相同的方式組裝。負極活性物質(zhì)層中的溝槽的長度和數(shù)量在表2中示出。
更進一步，對于比較實例1-9，除了負極活性物質(zhì)層形成在設(shè)置有多個突起的負極集電體的兩個面上且未設(shè)置穿透部之外，二次電池以與實例1-1至1-37中相同的方式組裝。負極集電體中的突起的長度和寬度在表2中示出。
對于實例1-1至1-37以及比較實例1-1至1-9所制造的二次電池，在25℃進行充電和放電測試，并且獲得在第31周期相對于第2周期的容量保持率。進行充電，直到在1mA/cm2的恒定電流密度下電池電壓達到4.2V，然后繼續(xù)充電，直到在4.2V的恒定電壓下電流密度達到0.05mA/cm2。進行放電，直到在1mA/cm2的恒定電流密度下電池電壓達到2.5V。進行充電，使得負極33的容量利用率變成85％，以防止金屬鋰沉淀在負極33上。以在第31周期的放電容量與在第2周期的放電容量的比率來計算容量保持率，即，(在第31周期的放電容量/在第2周期的放電容量)×100。
進一步，對于實例1-1至1-37以及比較實例1-1至1-9所制造二次電池，在進行充電和放電之前以及在進行第31周期的充電和放電之后，測量電池的厚度。然后，檢查第31周期之后的厚度增加率。以第31周期之后的厚度增加量與充電和放電之前的厚度的比率來計算厚度增加率，即，[(第31周期之后的厚度-充電和放電之前的厚度)/充電和放電之前的厚度]×100。所獲得的結(jié)果如表1和表2所示。
表1


表2

如表1所示，根據(jù)實例1-1至1-37，與比較實例1-1相比，容量保持率提高并且厚度增加率減小。相反，在負極活性物質(zhì)層只形成在一個面上的比較實例1-2和1-3中，以及在碳材料用作負極活性材料的比較實例1-4至1-6中，不論穿透部存在與否，它們的特性沒有不同。
進一步，如表2所示，在狹縫只設(shè)置在負極集電體中的比較實例1-7中，以及在突起設(shè)置在負極集電體中的比較實例1-9中，當(dāng)厚度增加率減小時，容量保持率降低。更進一步，在溝槽形成在負極活性物質(zhì)層中的比較實例1-8中，特性比實例1-34的特性低，并且容量降低(盡管表2中未示出)。
即，發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在包含作為元素的硅的負極活性物質(zhì)層設(shè)置在負極集電體的兩個面上的負極中，形成貫穿負極集電體33A和負極活性物質(zhì)層33B的且以包括負極集電體33A的縱向分量而延伸的穿透部時，可以緩和應(yīng)力集中，可以提高電池特性(諸如循環(huán)特性)，并且可以防止電池的腫脹。
進一步，從實例1-1至1-37的結(jié)果看，有一種趨勢，即隨著穿透部長度的增加，或者隨著穿透部數(shù)量的增加，特性提高。即，發(fā)現(xiàn)，優(yōu)選地設(shè)置多個穿透部，并且優(yōu)選地，沿穿透部縱向分量的一個長度是負極活性物質(zhì)層33B的長度的25％或更多，更優(yōu)選地是50％或更多，并且甚至更優(yōu)選地是70％或更多。
實例2-1至2-6除了穿透部的寬度改變之外，二次電池以與實例1-18和1-34中相同的方式組裝，如表3所示。對于實例2-1至2-6所制造的二次電池，以與實例1-18和1-34中相同的方式進行充電和放電，并檢測容量保持率和厚度增加率。所獲得的結(jié)果與實例1-18和1-34的結(jié)果一起示出在表3中。另外，將第2周期的放電容量示出，作為實例1-18的值是100時的相對值。
表3

如表3所示，發(fā)現(xiàn)，隨著寬度增加，當(dāng)容量保持率提高且厚度增加率減小時，容量降低。即，發(fā)現(xiàn)，穿透部的寬度優(yōu)選地從0.1mm至5mm。
實例3-1至3-20除了穿透部的長度的改變不是基于穿透部的長度與負極活性物質(zhì)層33B的長度的比率，而是基于從10mm至500mm的具體數(shù)值之外，二次電池以與實例1-1至1-37中相同的方式組裝。對于實例3-1至3-20所制造的二次電池，以與實例1-1至1-37中相同的方式進行充電和放電，并檢查容量保持率和厚度增加率。所獲得的結(jié)果與比較實例1-1的結(jié)果一起示出在表4中。
表4


如表4所示，如實例1-1至1-37中一樣，有一種趨勢，即隨著穿透部長度的增長，或者隨著穿透部數(shù)量的增多，特性得到提高。即，發(fā)現(xiàn)，沿穿透部縱向分量的一個長度優(yōu)選地是10mm或更多，更優(yōu)選地是100mm或更多，并且甚至更優(yōu)選地是300mm或更多。
實例4-1至4-5和實例5-1至5-4除了穿透部不平行于負極集電體33A，穿透部和負極集電體33A的縱向方向的夾角如表5和表6所示改變，并且穿透部的長度、寬度、和數(shù)量如表5和表6所示之外，二次電池以與實例1-1至1-37中相同的方式組裝。進一步，對于相對于實例4-1至4-5以及5-1和5-4的比較實例4-1和5-1，除了穿透部垂直于負極集電體33A的縱向方向而形成，并且穿透部的長度、寬度、和數(shù)量如表5和表6所示之外，二次電池以與實例1-1至1-37中相同的方式組裝。對于實例4-1至4-5和5-1至5-4以及比較實例4-1和5-1所制造的二次電池，以與實例1-1至1-37中相同的方式進行充電和放電，并檢查容量保持率和厚度增加率。所獲得的結(jié)果與比較實例1-1的結(jié)果一起在表5和表6中示出。
表5

表6

如表5和表6所示，當(dāng)穿透部的延伸方向與負極集電體33A的縱向方向的夾角減小時，可以獲得更高的特性。即，發(fā)現(xiàn)，當(dāng)穿透部的延伸方向平行于負極集電體33A的縱向方向時，或者當(dāng)穿透部的延伸方向與負極集電體33A的縱向方向的夾角是60度或更小時，可以獲得更優(yōu)的效果。
實例6-1至6-4除了負極集電體33A的表面粗糙度Ra在0.1μm至0.5μm范圍內(nèi)變化之外，二次電池以與實例1-1至1-37中相同的方式組裝。穿透部平行于負極集電體33A的縱向方向，其形狀是狹縫，每個穿透部的長度是負極活性物質(zhì)層33B的長度的70％，并且其數(shù)量是2。對于實例6-1至6-4所制造的二次電池，以與實例1-1至1-37中相同的方式進行充電和放電，并檢查容量保持率和厚度增加率。所得結(jié)果在表7中示出。
表7

如表7所示，有一種趨勢，即隨著負極集電體33A的表面粗糙度Ra的增大，容量保持率提高。即，發(fā)現(xiàn)，負極集電體33A的表面粗糙度Ra優(yōu)選地是0.1μm或更大，并且更優(yōu)選地是0.2μm或更大。
實例7-1至7-7、8-1、8-2、9-1、9-2、10-1、10-2以及11-1至11-8除了負極33的結(jié)構(gòu)被改變之外，二次電池以與實例1-1至1-37中相同的方式組裝。在實例7-7至7-7中，將90份重量的硅粉末和用作粘合劑的10份重量的聚偏二氟乙烯混合。將該組合混合物加入到作為分散介質(zhì)的N-甲基-2-吡咯烷酮，以獲得漿狀液。接著，如實例1-1至1-37一樣，對負極集電體的兩個面涂覆以該漿狀液，所述漿狀液被干燥和加壓，然后在220℃的真空環(huán)境下進行12小時熱處理，以形成負極。穿透部平行于縱向方向而形成。穿透部的長度、寬度、和數(shù)量如表8所示變化。
在實例8-1和8-2中，除了由硅制成的負極活性物質(zhì)層33B通過濺射法形成之外，負極33以與實例1-1至1-37中相同的方式形成。穿透部平行于縱向方向而形成。穿透部的長度、寬度、和數(shù)量如表9所示改變。
在實例9-1和9-2中，除了由硅制成的負極活性物質(zhì)層33B通過CVD法形成之外，負極33以與實例1-1至1-37中相同的方式形成。穿透部平行于縱向方向而形成。穿透部的長度、寬度、和數(shù)量如表10所示變化。
在實例10-1至10-2中，除了由硅制成的負極活性物質(zhì)層33B通過噴鍍法形成，負極33以與實例1-1至1-37中相同的方式形成。穿透部平行于縱向方向而形成。穿透部的長度、寬度、和數(shù)量如表11所示變化。
在實例11-1至11-8中，將鈷和錫的原子比率是Co∶Sn＝20∶80的75份重量的鈷-錫合金粉末、20份重量的鱗片狀石墨、作為增稠劑的2份重量的羧甲基纖維素、以及作為粘合劑的3份重量的苯乙烯-丁二烯橡膠分散在作為分散介質(zhì)的水中。接著，如實例1-1至1-37中一樣，對負極集電體的兩個面涂覆以該組合物，所述組合物被干燥并加壓，以形成負極。穿透部平行于縱向方向而形成。穿透部的長度、寬度、和數(shù)量如表12所示變化。
進一步，對于相對于這些實例的比較實例7-1、8-1、9-1、10-1和11-1，除了不形成穿透部之外，以與這些實例中相同的方式形成負極并組裝二次電池。
對于實例7-1至7-7、8-1、8-2、9-1、9-2、10-1、10-2和11-1至11-8以及比較實例7-1、8-1、9-1、10-1和11-1所制造的二次電池，以與實例1-1至1-37中相同的方式進行充電和放電，并檢查容量保持率和厚度增加率。所得結(jié)果在表8至12中示出。
表8

表9

表10

表11

表12

如表8至表12所示，如同實例1-1至1-37，在這些實例中，容量保持率提高并且厚度增加率減小。即，發(fā)現(xiàn)，即使當(dāng)形成負極33的方法改變時，或者即使當(dāng)負極具有包含錫作為元素的負極活性物質(zhì)層33B時，仍可以獲得類似的效果。
實例12-1至12-4除了溝槽依據(jù)負極33的穿透部而形成在正極活性物質(zhì)層34B中之外，二次電池以與實例1-1至1-37中相同的方式組裝。穿透部平行于負極集電體33A的縱向方向。穿透部的形狀、長度、和數(shù)量如表13所示。對于實例12-1至12-4所制造的二次電池，以與實例1-1至1-37中相同的方式進行充電和放電，并檢查容量保持率和厚度增加率。所得結(jié)果與實例1-17、1-18、1-27、和1-33的結(jié)果一起在表13中示出。
表13

如表13所示，根據(jù)實例12-1至12-4，與實例1-17、1-18、1-27/和1-33的特性相比特性可以提高更多。即，發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溝槽形成在面向穿透部的正極活性物質(zhì)層34B的至少一部分中時，可以獲得更好的效果。
實例13-1至13-8如圖1所示結(jié)構(gòu)的二次電池通過使用由鋁或鍍鎳鐵制成的電池外殼11而組裝。負極21和正極22以與實例1-6、1-18、1-33、和1-34中相同的方式形成。對于電解溶液，使用如下方法得到的溶液，將1mol/l的LiPF6溶解在混合溶劑(30份重量的碳酸乙烯酯、10份重量的碳酸亞乙烯酯、以及60份重量的碳酸二甲酯)中。進一步，對于相對于實例13-1至13-8的比較實例13-1和13-2，除了不設(shè)置穿透部之外，二次電池以與這些實例中相同的方式組裝。
對于實例13-1至13-8以及比較實例13-1和13-2所制造的二次電池，以與實例1-6、1-18、1-33、和1-34中相同的方式進行充電和放電，并檢查容量保持率和厚度增加率。所得結(jié)果與實例1-6、1-18、1-33、和1-34的結(jié)果一起在表14中示出。
表14

如表14所示，在這些實例中，與沒有設(shè)置穿透部的比較實例13-1和13-2相比，特性能夠提高。進一步，在使用由鋁制成的電池外殼11的實例中，并且尤其是在使用由鐵制成的電池外殼11的實例中，與使用由鋁層壓膜制成的封裝件40的實例相比，容量保持率可以提高更多，并且厚度增加率可以改進更多。即，發(fā)現(xiàn)，對于封裝，優(yōu)選使用電池外殼11，并且更優(yōu)選使用鐵外殼。
實例14-1至14-24除了電池元件的形狀是圖6A和圖6B所示的折疊形狀，并且由鋁層壓膜制成的封裝件、由鋁制成的電池外殼、和由鍍鎳鐵制成的電池外殼用作封裝之外，二次電池以與實例1-1至1-37中相同的方式組裝。穿透部平行于縱向方向。穿透部的長度、寬度、和數(shù)量如表15所示變化。對于比較實例14-1和14-2，除了沒有設(shè)置穿透部之外，二次電池以與這些實例中相同的方式組裝。
對于實例14-1至14-24以及比較實例14-1和14-2所制造的二次電池，以與實例1-1至1-37中相同的方式進行充電和放電，并檢查容量保持率和厚度增加率。所得結(jié)果在表15中示出。
表15

如表15所示，在實例14-1至14-24中，特性也可以提高。即，發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用具有其它結(jié)構(gòu)的電池元件時，也可以獲得類似的效果。
實例15-1至15-4除了電池外殼的形狀是圓柱形且電池元件的螺旋卷繞形狀是圓柱形之外，二次電池以與實例1-1至1-37中相同的方式組裝。穿透部平行于縱向方向。穿透部的長度、寬度、和數(shù)量如表16所示變化。對于比較實例15-1，除了沒有形成穿透部之外，二次電池以與這些實例中相同的方式組裝。
對于實例15-1至15-4和比較實例15-1所制造的二次電池，以與實例1-1至1-37中相同的方式進行充電和放電，并檢查容量保持率和厚度增加率。所得結(jié)果在表16中示出。
表16

如表16所示，在實例15-1至15-4中，特性也可以得到提高。即，發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用具有其它形狀的電池時，也可以獲得類似的效果。
參照實施例和實例已經(jīng)描述了本發(fā)明。但是本發(fā)明不限于前述實施例和前述實例，并且可做出各種變型。例如，在前述實施例和前述實例中，描述給出了將電解溶液用作液態(tài)電解質(zhì)或所謂的凝膠狀電解質(zhì)。但是，也可以使用其它的電解質(zhì)?？梢粤信e具有離子傳導(dǎo)率的固態(tài)電解質(zhì)、固態(tài)電解質(zhì)和電解溶液的混合物、或固態(tài)電解質(zhì)和凝膠狀電解質(zhì)的混合物作為其它的電解質(zhì)。
可以使用例如電解質(zhì)鹽分散在具有離子傳導(dǎo)率的聚合物中的聚合物固態(tài)電解質(zhì)，或者由離子導(dǎo)電玻璃、離子晶體等形成的無機固態(tài)電解質(zhì)作為固態(tài)電解質(zhì)?？梢詥为毜?、以混合方式、或者以共聚合方式使用例如醚聚合物(諸如聚環(huán)氧乙烷和包含聚環(huán)氧乙烷的交聯(lián)體)、酯聚合物(諸如聚甲基丙烯酸酯)、或者丙烯酸酯聚合物作為聚合物固態(tài)電解質(zhì)的聚合物?？梢允褂冒嚒⒘姿徜嚨鹊奈镔|(zhì)作為無機固態(tài)電解質(zhì)。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，根據(jù)設(shè)計需求和其它因素可以進行各種修改、組合、子組合以及改變，只要它們在所附權(quán)利要求或其等同物的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種負極，在所述負極中，包含硅(Si)和錫(Sn)中的至少一種作為元素的負極活性物質(zhì)層設(shè)置在帶狀負極集電體的兩個面上，其中，在所述負極集電體和所述負極活性物質(zhì)層中，形成有至少一個穿透部，所述穿透部貫透所述負極集電體和所述負極活性物質(zhì)層而被切掉或切開，并且以包括所述負極集電體的縱向分量而延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負極，其中，所述穿透部的延伸方向平行于所述負極集電體的縱向方向，或者所述穿透部的延伸方向與所述負極集電體的縱向方向的夾角是60度或更小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負極，其中，沿所述穿透部的縱向分量的一個長度是所述負極活性物質(zhì)層的長度的25％或更多。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負極，其中，沿所述穿透部的縱向分量的一個長度是所述負極活性物質(zhì)層的長度的50％或更多。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負極，其中，沿所述穿透部的縱向分量的一個長度是所述負極活性物質(zhì)層的長度的70％或更多。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負極，其中，設(shè)置有多個所述穿透部。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負極，其中，所述穿透部的寬度是0.1mm至5mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負極，其中，所述負極集電體與所述負極活性物質(zhì)層至少部分地合金化。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負極，其中，至少部分所述負極活性物質(zhì)層通過選自由氣相沉積法、濺射法、焙燒法、和液相沉積法組成的組中的一種或多種方法形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負極，其中，所述負極集電體的表面粗糙度Ra是0.1μm或更大。
11.一種電池，包括正極；負極；以及電解質(zhì)；其中，所述負極具有帶狀負極集電體和負極活性物質(zhì)層，所述負極活性物質(zhì)層設(shè)置在所述負極集電體的兩個面上且包含硅(Si)和錫(Sn)中的至少一種作為元素，并且在所述負極集電體和所述負極活性物質(zhì)層中，形成有至少一個穿透部，所述穿透部貫穿所述負極集電體和所述負極活性物質(zhì)層而被切掉或切開，并且以包括所述負極集電體的縱向分量而延伸。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電池，其中，所述穿透部的延伸方向平行于所述負極集電體的縱向方向，或者所述穿透部的延伸方向與所述負極集電體的縱向方向的夾角是60度或更小。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電池，其中，沿所述穿透部的縱向分量的一個長度是所述負極活性物質(zhì)層的長度的25％或更多。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電池，其中，沿所述穿透部的縱向分量的一個長度是所述負極活性物質(zhì)層的長度的50％或更多。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電池，其中，沿所述穿透部的縱向分量的一個長度是所述負極活性物質(zhì)層的長度的70％或更多。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電池，其中，設(shè)置有多個所述穿透部。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電池，其中，所述穿透部的寬度是0.1mm至5mm。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電池，其中，所述負極集電體與所述負極活性物質(zhì)層至少部分地合金化。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電池，其中，至少部分所述負極活性物質(zhì)層通過選自由氣相沉積法、濺射法、焙燒法、和液相沉積法組成的組中的一種或多種方法形成。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電池，其中，所述負極集電體的表面粗糙度Ra是0.1μm或更大。
21.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電池，其中，所述正極具有正極集電體和設(shè)置在所述正極集電體上的正極活性物質(zhì)層，并且所述正極活性物質(zhì)層在面向所述穿透部的至少一部分中具有溝槽。
22.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電池，其中，所述正極、所述負極、和所述電解質(zhì)容納在電池外殼內(nèi)部。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種能夠緩和由于膨脹和收縮而產(chǎn)生的應(yīng)力的負極以及一種使用該負極的電池。在該負極中，包含硅和錫中的至少一種作為元素的負極活性物質(zhì)層設(shè)置在帶狀負極集電體的兩個面上。在負極集電體和負極活性物質(zhì)層中，形成有至少一個穿透部，該穿透部貫穿負極集電體和負極活性物質(zhì)層而被切掉或切開，并且以包括所述負極集電體的縱向分量而延伸。
文檔編號H01M10/40GK101051684SQ200710087388
公開日2007年10月10日 申請日期2007年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月4日
發(fā)明者廣瀨貴一, 川瀨賢一, 小西池勇, 巖間正之, 松元浩一 申請人:索尼株式會社