專利名稱：：電極結(jié)構(gòu)體、可充電電池以及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的電極結(jié)構(gòu)體和具有所說(shuō)的電極結(jié)構(gòu)體的可充電電池。更具體地，本發(fā)明涉及具有特殊電極材料層的一種改進(jìn)的電極結(jié)構(gòu)體，適用于特別是可充電電池，如可充電鋰系列電池和可充電鋅系列電池(這些可充電電池在以下將被簡(jiǎn)單地稱為可充電電池)；以及具有所說(shuō)的電極結(jié)構(gòu)體的可充電電池，該電池總是高度安全和穩(wěn)定地顯示出優(yōu)良的電池特性，同時(shí)防止發(fā)生鋰或鋅枝晶在重復(fù)充放電周期上的生長(zhǎng)，并且它具有一個(gè)延長(zhǎng)的循環(huán)壽命(延長(zhǎng)的充放電循環(huán)壽命)。本發(fā)明還涉及用于制造所說(shuō)的電極結(jié)構(gòu)的方法和制造所說(shuō)的可充電電池的方法。近年，由于溫室效應(yīng)，大氣CO2水平的增加已經(jīng)預(yù)示導(dǎo)致地球溫度的增加。在蒸汽動(dòng)力發(fā)電的情況下，為了滿足對(duì)供電量日益增加的社會(huì)需求，以煤和石油為代表的化石燃料的增加量正在被消耗用于發(fā)電。同時(shí)，從蒸汽發(fā)電廠排出的廢煙氣量也已經(jīng)連續(xù)增加，并因此增加了空氣中溫室氣體如二氧化碳?xì)怏w的量。這導(dǎo)致地球變暖現(xiàn)象。為了防止地球變暖現(xiàn)象進(jìn)一步發(fā)展，一些國(guó)家已經(jīng)禁止再建設(shè)蒸汽發(fā)電廠。在這些情況下，為了有效地利用發(fā)電機(jī)，提出了使用負(fù)載調(diào)整，可充電電池被安裝在那里，夜間不用的剩余電能，所謂的傾銷電力，被存儲(chǔ)在這些可充電電池中，如此存儲(chǔ)的電能供白天電力需求增加時(shí)使用，從而依據(jù)其負(fù)載發(fā)電機(jī)被均衡。近年來(lái)，不排出任何空氣污染物質(zhì)如COx、NOx、碳?xì)浠衔锛邦愃莆铩?duì)氣氛有較低影響的電力汽車被發(fā)展。對(duì)于這種電力汽車，日益迫切需要發(fā)展高性能的可充電電池，這種可充電電池具有高能量密度，能夠有效地用于汽車中。另一方面，也日益迫切需要發(fā)展一種小型、重量輕、高性能的可充電電池，用作便攜式設(shè)備如小型個(gè)人計(jì)算機(jī)、字處理器、隨身聽、移動(dòng)電話的電源。對(duì)于這種可充電電池，已經(jīng)提出各種搖椅型鋰離子電池，在這種電池中，一種含碳材料如石墨適于在電池充電反應(yīng)中在碳原子構(gòu)成的六節(jié)(six-membered)網(wǎng)絡(luò)平面的嵌入位置處嵌入鋰離子，被用作陽(yáng)極材料，一種適于在電池充電反應(yīng)中從嵌入中脫離所說(shuō)的鋰離子的鋰嵌入化合物被用作陰極材料。一些這種鋰離子電池已經(jīng)被實(shí)際應(yīng)用。但是，在任何一種鋰離子電池中，理論上能夠被陽(yáng)極嵌入的鋰的量?jī)H為每碳原子的1/6。因此，使用這種電池設(shè)計(jì)，與金屬鋰作為陽(yáng)極活性材料的最初的鋰電池相比，不能夠獲得一種具有高能量密度的理想的可充電電池。而且，在這種鋰離子電池中，當(dāng)被陽(yáng)極嵌入的鋰的量大于理論量或充電在高電流密度的狀況下進(jìn)行時(shí)，將會(huì)有一個(gè)不可避免的問題，即在充電操作期間鋰離子以枝晶態(tài)沉積(即以枝晶的形式)在包括含碳材料的陽(yáng)極上。這將會(huì)在重復(fù)充放電循環(huán)時(shí)造成陽(yáng)極和陰極之間的內(nèi)部短路，不能獲得充足的充放電循環(huán)壽命。此外，使用普通含水系列電解質(zhì)溶液的電池的情況下，難于通過這種高電流密度進(jìn)行充電操作?，F(xiàn)在，已經(jīng)提出了金屬鋰被用作陽(yáng)極的可充電鋰電池，在它們所顯現(xiàn)出的高能量密度方面被廣為關(guān)注。然而，由于其充放電循環(huán)壽命極短，這種可充電電池沒有被實(shí)際應(yīng)用。其通常認(rèn)為主要原因如下所述。作為陽(yáng)極的金屬鋰與雜質(zhì)如包含在電解質(zhì)溶液中的水或有機(jī)溶劑反應(yīng)，形成一個(gè)絕緣膜或/和作為陽(yáng)極的金屬鋰具有一個(gè)不規(guī)則表面，電場(chǎng)會(huì)聚在該部分表面，這些因素導(dǎo)致在重復(fù)充放電循環(huán)時(shí)產(chǎn)生鋰的枝晶，造成陽(yáng)極和陰極之間的內(nèi)部短路。結(jié)果可充電電池的充放電循環(huán)壽命被極大地縮短。當(dāng)鋰枝晶形成，使得陽(yáng)極和陰極內(nèi)部短路，電池所具有的能量在內(nèi)部短路部分被迅速耗盡。這就產(chǎn)生了問題，電池被加熱或電解質(zhì)的溶劑由于受熱分解而產(chǎn)生氣體，造成電池內(nèi)部壓力增加。這些問題造成可充電電池的破壞或/和電池壽命的縮短。鋰合金如鋰-鋁合金作為可充電鋰電池陽(yáng)極的使用已經(jīng)被提出，作為抑制鋰與包含在電解質(zhì)溶液中的水或有機(jī)溶劑反應(yīng)的方法，以防止鋰枝晶形成。但是，由于下述原因，該方法不實(shí)用。鋰合金難于制造成螺旋形狀，因此，難以制造一種螺旋-盤繞圓柱狀可充電電池。因而，對(duì)于獲得的可充電電池，難以獲得一個(gè)理想的充放電循環(huán)壽命，并且該可充電電池難以獲得一個(gè)類似于金屬鋰作為陽(yáng)極的最初電池的理想的能量密度。日本未審查專利公開NO64239/1996、62464/1991、12768/1990、113366/1987、15761/1987、93866/1987和78434/1979公開了各種金屬，即Al、Cd、In、Sn、Sb、Pb、和Bi，作為適于在可充電電池中當(dāng)電池被充電時(shí)與鋰形成一種合金的金屬，和這些金屬、這些金屬的合金、或這些金屬與鋰的合金被用作陽(yáng)極的可充電電池。然而，這些文件沒有詳細(xì)描述電極的結(jié)構(gòu)。并且在這些文件中公開的任何可充電電池具有以下問題當(dāng)任何合金材料被制成平板狀例如通常被用作可充電電池的一個(gè)電極的箔狀，并被用作可充電電池的一個(gè)電極，在此電極中鋰被用作一種活性材料，有助于電極材料層中電池反應(yīng)的一部分表面面積相對(duì)較小，并且因此充放電循環(huán)難于通過大電流進(jìn)行。而且，對(duì)于任何前述合金材料被用作陽(yáng)極的可充電電池，具有如下所述的問題。由于鋰合金，陽(yáng)極體積在充電時(shí)膨脹，放電時(shí)收縮，從而陽(yáng)極表面根據(jù)體積重復(fù)變化。因此，陽(yáng)極的趨勢(shì)是被最終變形和破裂。并且當(dāng)充放電循環(huán)在一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間上被重復(fù)時(shí)，在最壞的情況下，陽(yáng)極被轉(zhuǎn)換成粉末化狀態(tài)，具有一個(gè)增加的阻抗，導(dǎo)致縮短充放電循環(huán)壽命。因而，在上述日本文件中公開的可充電電池都沒有被投入實(shí)際應(yīng)用。日本未審查專利公開NO.202675/1985提出了一種可充電電池的陽(yáng)極，在此電池中使用非水電解質(zhì)，所說(shuō)的陽(yáng)極是一種具有一個(gè)提高的空隙率的陽(yáng)極，通過提供一種包括給定的金屬或合金粉末、溶于溶劑的粘結(jié)劑和填充劑的成分，把所說(shuō)的成分壓模到一個(gè)物體內(nèi)，并把所說(shuō)的物體浸入一種溶劑以溶解包含在其中的填充劑，獲得此提高的空隙率。此文件描述了在其中使用了所說(shuō)的陽(yáng)極的可充電鋰電池，此電池提供了一個(gè)在超過2mA/cm2的較高電流密度時(shí)的提高了的充放電容量。但是，此日本文件沒有描述電池的充放電循環(huán)壽命。第8屆鋰電池國(guó)際會(huì)議上的擴(kuò)展摘要WED-02(pp.69-72)(以下稱之為文件WED-02)描述了，通過在作為集電器的直徑0.07mm的銅線上電化學(xué)沉積Sn材料或Sn-合金材料，能夠形成一個(gè)具有一個(gè)沉積層的電極，沉積層包括具有200到400nm小粒子尺寸的顆粒錫材料，具有3μm薄的厚度的這種沉積層的電極和含有鋰材料的一個(gè)反電極被用在一個(gè)電池中，此電池具有一個(gè)提高了的充放電循環(huán)壽命。文件WED-02進(jìn)一步描述了在測(cè)量中，充電被通過一個(gè)0.25mA/cm2的電流密度進(jìn)行到1.7Li/Sn，一個(gè)根據(jù)前述方式制備的具有沉積在由直徑0.07mm銅線構(gòu)成的集電器上的顆粒尺寸200到400nm的細(xì)顆粒錫材料層的電極，一個(gè)包括Sn0.91Ag0.09合金的電極和一個(gè)包括Sn0.72Sb0.28合金的電極在充放電循環(huán)壽命方面大于一個(gè)以上述同樣方式具有通過在直徑1.0mm銅線構(gòu)成的集電器上沉積Sn-合金獲得的顆粒尺寸2000到4000nm的粗顆粒錫材料層的電極，分別約4倍、約9倍、以及約11倍。但是，在文件WED-02中，測(cè)量的結(jié)果是通過如上所述使用鋰金屬作為反電極獲得的。文件WED-02沒有對(duì)在實(shí)際電池結(jié)構(gòu)中測(cè)量的結(jié)果作任何描述。并且具有顆粒尺寸200到400nm的細(xì)顆粒錫層的前述電極是一個(gè)通過把Sn材料或Sn-合金材料電化學(xué)地沉積在直徑0.07mm的銅線上制備的電極。因此，此電極不能在實(shí)際可充電電池中使用。而且，具有顆粒尺寸2000到4000nm的粗顆粒錫層的前述電極是一個(gè)通過在直徑1.0mm的銅線上沉積Sn-合金材料獲得的電極?？梢岳斫猓穗姌O在充放電循環(huán)壽命方面明顯較差。日本未審查專利公開NO190171/1993、47381/1993、114057/1988和13264/1988描述了可充電電池，在此電池中，各種鋰合金被用作陽(yáng)極，并且防止了枝晶的產(chǎn)生，從而在充電效率和充放電循環(huán)壽命上具有一個(gè)提高。類似地，日本未審查專利公開NO234585/1993描述了一種可充電電池，具有一個(gè)包括鋰金屬的陽(yáng)極，陰極表面被均勻地附著有難以與鋰形成一種金屬間化合物的粉末材料，防止了枝晶的生長(zhǎng)，從而提高了充電效率和充放電循環(huán)壽命。然而，在這些公開文件中描述的任何可充電電池中的電極都不足以達(dá)到要求，特別是在電池壽命方面。《應(yīng)用電化學(xué)雜志》(JournalofAppliedElectrochemistry)，22，620-627(1992)公開了一種可充電鋰電池，在此電池中陽(yáng)極有鋁箔構(gòu)成，鋁箔具有一個(gè)應(yīng)用蝕刻處理的表面。但是，在此文件中公開的可充電鋰電池的缺陷在于當(dāng)充放電在普通可充電電池的標(biāo)準(zhǔn)使用狀況下被重復(fù)時(shí)，鋁箔被重復(fù)膨脹和收縮，最終破裂，導(dǎo)致電流收集性能降低，其中，枝晶的生長(zhǎng)易于發(fā)生。因此，對(duì)于在此文件中描述的可充電鋰電池，難以具有一個(gè)實(shí)際可用充放電循環(huán)壽命。普通可充電鋰電池中的上述情況類似于普通可充電鋅系列電池，包括鎳鋅電池和可充電鋅-氧(或鋅-空氣)電池。也就是說(shuō)，在這些鋅系列電池的任何電池中，缺陷是在重復(fù)充放電循環(huán)中易于產(chǎn)生鋅枝晶，鋅枝晶作為陽(yáng)極結(jié)構(gòu)經(jīng)常產(chǎn)生被生長(zhǎng)，刺穿隔膜，導(dǎo)致鋅陽(yáng)極和陰極之間的內(nèi)部短路，從而充放電壽命被縮短。因而，對(duì)改進(jìn)的、高度可靠的可充電電池的要求增加，該可充電電池具有較高能量密度(或充電能量密度)和延長(zhǎng)了的充放電循環(huán)壽命。這里和以下的術(shù)語(yǔ)“可充電電池”的意義包括可充電鋰電池，在此電池中，與起因于充放電的鋰氧化-還原反應(yīng)相一致的嵌入-脫嵌反應(yīng)被使用，和鋅用作陽(yáng)極的可充電鋅系列可充電電池。這里可充電鋰電池包括含碳材料用作陽(yáng)極的可充電鋰電池。這里可充電鋅電池包括可充電鎳-鋅電池、可充電鋅-氧電池和可充電溴鋅電池。從現(xiàn)有技術(shù)中的上述結(jié)構(gòu)來(lái)看，本發(fā)明已經(jīng)被完成。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種電極結(jié)構(gòu)體，在此電極結(jié)構(gòu)體中，包括鋰或鋅的陽(yáng)極活性材料被使用，該電極結(jié)構(gòu)體可理想地用在可充電電池中，具有所說(shuō)的電極結(jié)構(gòu)體的可充電電池具有一個(gè)較高的能量密度和一個(gè)延長(zhǎng)的充放電循環(huán)壽命。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種電極結(jié)構(gòu)體，該電極結(jié)構(gòu)體具有一個(gè)電極材料層，此電極材料層包括35％重量或更多的顆粒基質(zhì)(hostmatrix)材料，此顆?；|(zhì)(hostmatrix)材料包括平均顆粒尺寸為0.5到60μm的基質(zhì)材料顆粒，形成在板狀集電器的表面或相對(duì)的表面。本發(fā)明的在一目的是提供一種可充電電池，包括至少一個(gè)陽(yáng)極、一個(gè)陰極和一種電解液，并且在此電池中，充放電被通過一種陽(yáng)極活性材料的氧化-還原反應(yīng)操作，其中所說(shuō)的陽(yáng)極包括一個(gè)電極結(jié)構(gòu)體，該電極結(jié)構(gòu)體具有一個(gè)電極材料層，此電極材料層包括35％重量或更多的顆粒基質(zhì)(hostmatrix)材料，此顆?；|(zhì)(hostmatrix)材料包括平均顆粒尺寸為0.5到60μm的基質(zhì)材料顆粒，形成在板狀集電器的表面或相對(duì)的表面。為了簡(jiǎn)單起見，在本發(fā)明中包括基質(zhì)材料顆粒這種比平均顆粒尺寸的顆粒基質(zhì)材料在下文中將被簡(jiǎn)單地稱為“顆?；|(zhì)材料”或“基質(zhì)材料顆粒”。圖1是一個(gè)示意性截面圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的一種電極結(jié)構(gòu)體的構(gòu)造的一個(gè)例子。圖2(a)和2(b)是示意性截面圖，示出了用在本發(fā)明中的集電器的結(jié)構(gòu)和在形成一個(gè)電極材料層的情況下所說(shuō)的集電器的處理。圖3是一個(gè)示意性截面圖，示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)電極結(jié)構(gòu)體的顆?；|(zhì)材料的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子。圖4是一個(gè)示意性截面圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的一種電極結(jié)構(gòu)體的構(gòu)造的另一個(gè)例子。圖5是一個(gè)曲線圖，示出了金屬錫或錫合金的顆粒基質(zhì)材料的平均顆粒尺寸、使用這些材料的可充電電池的壽命、和所說(shuō)的可充電電池的充電-和-放電庫(kù)侖因子(Coulombefficiencies)之間的關(guān)系。圖6是一個(gè)曲線圖，示出了每個(gè)包括一種顆粒錫基質(zhì)材料或類似物的層的密度和空隙率與可充電電池的壽命和電池容量之間的關(guān)系，每個(gè)可充電電池具有一個(gè)電極結(jié)構(gòu)體，此電極結(jié)構(gòu)體具有一種所說(shuō)的層。圖7是一種電鍍裝置的示意圖。圖8是用于通過電鍍?cè)谝粋€(gè)集電器上形成一個(gè)層的一種裝置的示意圖。圖9(a)和9(b)是示意圖，用于解釋當(dāng)用在可充電電池中時(shí)，在根據(jù)本發(fā)明的電極結(jié)構(gòu)體中充電時(shí)不產(chǎn)生裂縫的結(jié)構(gòu)。圖9(c)和9(d)是示意圖，用于解釋當(dāng)用在可充電電池中時(shí)，在包括較薄基質(zhì)材料顆粒的對(duì)比電極結(jié)構(gòu)體中充電時(shí)不產(chǎn)生裂縫的結(jié)構(gòu)。圖10是一個(gè)示意性截面圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)電極結(jié)構(gòu)體的結(jié)構(gòu)的另一個(gè)例子。圖11是一個(gè)示意性截面圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的可充電電池的一個(gè)例子的基本結(jié)構(gòu)。圖12是一個(gè)示意性截面圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的單層結(jié)構(gòu)型平板電池(或硬幣狀電池)的一個(gè)例子。圖13是一個(gè)示意性截面圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的螺旋-纏繞圓柱電池。圖14是一個(gè)示意性立體圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的棱柱電池的一個(gè)例子。圖15是一個(gè)示意性截面圖，示出了用于測(cè)量電極材料層的電阻抗的測(cè)量裝置。圖16的一個(gè)表，包括在后面將被描述的例子和參考例子中獲得的XRD衍射圖案。圖17到20是SEM顯微照片(200倍、1000倍、3000倍、20000倍)，每個(gè)顯微照片示出了在本發(fā)明的一個(gè)例子中的一個(gè)電極結(jié)構(gòu)體(進(jìn)行充電之前的未使用狀態(tài)下)的表面狀態(tài)。圖21到24是SEM顯微照片(200倍、1000倍、3000倍、20000倍)，每個(gè)顯微照片示出了在本發(fā)明的一個(gè)例子中的一個(gè)電極結(jié)構(gòu)體(進(jìn)行充放電循環(huán)之后)的表面狀態(tài)。圖25是一個(gè)SEM顯微照片(200倍)，示出了在本發(fā)明的一個(gè)參考例子中的一個(gè)電極結(jié)構(gòu)體(進(jìn)行充電之前的未使用狀態(tài)下)的表面狀態(tài)。圖26是一個(gè)SEM顯微照片(200倍)，示出了在本發(fā)明的一個(gè)參考例子中的一個(gè)電極結(jié)構(gòu)體(進(jìn)行充放電循環(huán)之后)的表面狀態(tài)。本發(fā)明進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)性研究是為了解決在普通可充電電池中發(fā)現(xiàn)的陽(yáng)極特性造成的上述缺陷，在此普通可充電電池中使用鋰或鋅的氧化-還原反應(yīng)。結(jié)果，獲得了一個(gè)發(fā)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)理想可充電電池(在此電池中使用鋰或鋅的氧化-還原反應(yīng))的電極結(jié)構(gòu)體具有一個(gè)電極材料層，此電極材料層包括35％重量或更多的顆?；|(zhì)(hostmatrix)材料，此顆?；|(zhì)(hostmatrix)材料包括平均顆粒尺寸為0.5到60μm的基質(zhì)材料顆粒，形成在板狀集電器的表面或相對(duì)的表面，該理想可充電電池消除了如上所述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，并具有一個(gè)高電池容量、高能量密度和延長(zhǎng)的循環(huán)壽命(即，延長(zhǎng)的充放電循環(huán)壽命)。本發(fā)明中的“平均顆粒尺寸”指給定顆?；|(zhì)材料的構(gòu)成顆粒的大小的平均值，通過掃描電子顯微鏡(SEM)觀測(cè)顆?；|(zhì)材料的構(gòu)成顆粒，獲得其平均值。這里，如前所述，前述文件WED-02描述了一個(gè)提高了充放電壽命的電池，在此電池中使用的一個(gè)電極包括一個(gè)電化學(xué)地沉積在直徑0.07mm銅線上的20到400nm小顆粒尺寸的細(xì)顆粒錫或錫合金材料層。在此情況下，可以理解，一個(gè)非常細(xì)的銅線(直徑0.07mm)被用作集電器。并且根據(jù)文件WED-02的描述，可以理解，在使用直徑1mm的相對(duì)較粗的銅線作為集電器的情況下，顆粒尺寸2000到4000nm的粗顆粒錫或錫合金材料層沉積在其上，具有這種沉積在直徑1mm的銅線上的顆粒尺寸2000到4000nm的粗顆粒材料層的電極被用在一個(gè)電池中，此電池在充放電循環(huán)壽命方面是低劣的。在此連接下，考慮到根據(jù)文件WED-02公開是技術(shù)，難以實(shí)現(xiàn)一種實(shí)際可用的電極，能夠使可充電電池具有滿意的充放電循環(huán)壽命，此實(shí)際可用的電極包括一個(gè)電化學(xué)地沉積在具有較大面積的普通板狀集電器上的200到400nm小顆粒尺寸的細(xì)顆粒錫或錫合金材料層。而且，根據(jù)WED-02的描述，可以理解，沉積在直徑0.07mm的銅線上的顆粒尺寸200到400nm的細(xì)顆粒錫或錫合金材料層的厚度是非常薄的(約3μm)。從存儲(chǔ)在顆粒尺寸200到400nm的在這個(gè)很薄的錫或錫合金材料層中的鋰的量計(jì)算的電極每單位面積的充電容量沒有達(dá)到實(shí)際可接收的水平。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的電極結(jié)構(gòu)體包括顆粒材料層(作為電極材料層)，其構(gòu)成顆粒被控制，具有如上所述的比平均顆粒尺寸，形成在面積大的板狀集電器上。此電極材料層是一個(gè)相對(duì)均勻的層，在集電器的大面積上具有輕微的不平。當(dāng)電極結(jié)構(gòu)體被用作可充電電池中的一個(gè)電極時(shí)，當(dāng)顆?；|(zhì)材料參加電池反應(yīng)時(shí)，電極材料層的顆?；|(zhì)材料的表面面積被擴(kuò)大。特別是，當(dāng)電極結(jié)構(gòu)體被用作利用鋰或鋅的氧化還原反應(yīng)的可充電電池中陽(yáng)極時(shí)，電池反應(yīng)結(jié)果是，一個(gè)陽(yáng)極活性材料被保持在包括基于操作充電的顆粒基質(zhì)材料的電極材料層中，以及所說(shuō)的陽(yáng)極活性材料被從電極材料層釋放。關(guān)于陽(yáng)極的電極材料層的表面面積的電流密度能夠被減小，從而，關(guān)于陽(yáng)極表面面積的電化學(xué)反應(yīng)逐漸、均勻地進(jìn)行。特別是，電極材料層體積的膨脹和收縮之間的比率能夠由于在充放電反應(yīng)中陽(yáng)極活性材料從電極材料層的引入和釋放而被減小，導(dǎo)致充放電效率和電池容量以及陽(yáng)極，即，電池壽命(充放電循環(huán)壽命)的延長(zhǎng)都得以提高。在本發(fā)明中，當(dāng)作為陽(yáng)極層的電極材料層的空隙率被優(yōu)選，同時(shí)，其構(gòu)成顆粒被控制到如上所述的比平均顆粒尺寸時(shí)，即使當(dāng)由于活性材料(此情況下一種陽(yáng)極活性材料)的一個(gè)離子在充放電循環(huán)被重復(fù)幾次的開始階段從電極材料層的引入和釋放而使電極材料層交替膨脹和收縮時(shí)，電極材料層表面不破裂。在本發(fā)明中術(shù)語(yǔ)“空隙率”是基于下述情況。一個(gè)電極材料層具有一個(gè)上包繞表面和一個(gè)底表面形成的空間，底表面與集電器表面接觸，在集電器上設(shè)有所說(shuō)的電極材料層，其中該空間被給定的基質(zhì)材料顆粒填充，同時(shí)填充在電極材料層中的所說(shuō)的顆粒之間有未填充的孔隙。未填充孔隙的總體積與電極材料層的真實(shí)體積的比率被定義為電極材料層空隙率?？障堵蔄能夠通過下述等式(1)和(2)獲得。V＝∑(wi/di)——(1)A＝(V′-V)/V′——(2)在這些等式中，V′是一個(gè)電極材料層的體積(厚度×面積)，由一個(gè)上包繞表面和一個(gè)底表面形成的空間，底表面與集電器表面接觸，在集電器上設(shè)有所說(shuō)的電極材料層，其中該空間被給定的基質(zhì)材料顆粒填充，同時(shí)填充在電極材料層中的所說(shuō)的顆粒之間有未填充的孔隙，wi是所說(shuō)的基質(zhì)材料顆粒的一個(gè)重量，di是所說(shuō)的基質(zhì)材料顆粒的一個(gè)比重(一個(gè)真實(shí)密度)，V是在所說(shuō)的電極材料層中被所說(shuō)的基質(zhì)材料顆粒占用的真實(shí)體積。電極材料層的重量(W)是基于等式W＝∑wi(在基質(zhì)材料顆粒是一種材料的情況下，W＝w)，體密度d-W/V′。在本發(fā)明中術(shù)語(yǔ)“活性材料”是在可充電電池中充放電時(shí)用于電化學(xué)反應(yīng)(特別是，重復(fù)電化學(xué)反應(yīng))的材料的一個(gè)普通名字。除了上述材料，活性材料還包括其他材料，只要所說(shuō)的材料本身能夠用于上述反應(yīng)。特別是，在可充電鋰電池的情況下，充電時(shí)，作為陽(yáng)極活性材料的鋰元素被保持在陽(yáng)極側(cè)，并溶入電解質(zhì)溶液，從而放電時(shí)轉(zhuǎn)換成鋰離子。在可充電鋅電池的情況下，放電時(shí)鋅元素作為陽(yáng)極活性材料與氫氧離子反應(yīng)，生成氫氧化鋅或氧化鋅。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，形成板形集電器的電極材料層(包括35％重量或更多的平均顆粒尺寸為0.5到60μm的顆?；|(zhì)材料)被控制，使其空隙率范圍在0.10到0.86。當(dāng)如此構(gòu)成的電極結(jié)構(gòu)體被用在可充電電池中時(shí)，包括電池容量、能量密度和循環(huán)壽命(充放電循環(huán)壽命)的電池特性被進(jìn)一步提高。在另一個(gè)實(shí)施例中，電極材料層被如此設(shè)計(jì)放電后，直徑在0.10到10μm(包括在此范圍內(nèi)的最大和最小值)范圍內(nèi)的多個(gè)孔形成在其表面，或其厚度在5到500μm的范圍內(nèi)。此外，理想的電極材料層在既不充電也不放電的非使用狀態(tài)下被操作，以控制使其具有一個(gè)表面，此表面具有1到60μm的不均勻度。下面，將在結(jié)構(gòu)和構(gòu)成方面以及電極結(jié)構(gòu)體的制備方面對(duì)本發(fā)明的電極結(jié)構(gòu)體進(jìn)行詳細(xì)描述。圖1是一個(gè)示意性截面圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的一種電極結(jié)構(gòu)體的一個(gè)例子。圖1所示的電極結(jié)構(gòu)體10包括一個(gè)層102(電極材料層)，層102包括35％重量或更多、平均顆粒尺寸0.5到60μm、形成在集電器100的一個(gè)表面上的基質(zhì)材料顆粒101(下面將稱之為“顆粒基質(zhì)材料”或“基質(zhì)材料顆?！?。在圖1中電極材料層102僅提供集電器100的一個(gè)相對(duì)表面。這不是限制性的。電極材料層102被設(shè)置在集電器100的每一個(gè)相對(duì)表面上是可能的。集電器100用于提供電流，從而它能夠被有效地耗盡用于充電時(shí)的電極反應(yīng)。它還用于收集放電產(chǎn)生的電流。用在可充電電池陽(yáng)極中的集電器100的理想構(gòu)成材料具有高電導(dǎo)率，并且在電池反應(yīng)中不活躍。這種材料的具體優(yōu)選例是Cu、Ni、Fe、Ti和兩種或多種這些材料的合金如不銹鋼。集電器100為板狀。對(duì)于板狀及其厚度，這里沒有特殊的限定。板狀可以是厚度約100μm或更薄的箔狀形式。此外，集電器可以包括分別為板狀的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、多孔狀海綿結(jié)構(gòu)、沖孔金屬結(jié)構(gòu)或金屬拉網(wǎng)結(jié)構(gòu)。對(duì)于集電器100的表面，有時(shí)具有微小的突起如裂痕或類似物，這是在制造過程中由輥或類似物產(chǎn)生的。希望這種突起被一種合適的氧化物覆蓋，這種氧化物具有比集電器的構(gòu)成材料高的阻抗。這種氧化物的具體例子是從Ni、Zn、Sn、和In構(gòu)成的組中選擇的一種或多種元素的氧化物。在具有一個(gè)大比表面的細(xì)顆粒材料被用作電極材料層102的基質(zhì)材料的情況下，或在電極材料層102通過例如電鍍或涂覆形成的情況下，當(dāng)集電器100在與電極材料層102接觸的表面上具有上述的微小突起時(shí)，希望這些突起至少基本上被上述氧化物覆蓋。當(dāng)電極結(jié)構(gòu)體被用在可充電電池中時(shí)，為了用氧化物以此方式覆蓋集電器的突起，提供下面將被描述的優(yōu)越性。由于充電時(shí)電場(chǎng)被會(huì)聚在突起上，一種活性材料理想地被防止沉積在突起(是可導(dǎo)電的)上。從而防止了重復(fù)充放電循環(huán)時(shí)活性材料枝晶的產(chǎn)生和生長(zhǎng)，防止了電池內(nèi)部短路的產(chǎn)生，延長(zhǎng)了電池的充放電循環(huán)壽命。圖2(a)和2(b)示出了微小突起出現(xiàn)在圖1中集電器100表面上的情況下的一個(gè)實(shí)施例，突起被如上所述處理，然后形成電極材料層，電極材料層的構(gòu)成基質(zhì)材料顆粒被按希望控制。在此實(shí)施例中，一種給定的金屬氧化物104沉積在偶然產(chǎn)生(如上所述)在集電器100表面上的每一個(gè)微小突起103上，從用而氧化物覆蓋每一個(gè)微小突起[見圖2(a)]，然后顆?；|(zhì)材料101沉積于其上[見圖2(b)]，從而形成一個(gè)電極材料層102。通過使集電器100表面上的微小突起103為高阻抗和以此方式形成電極材料層102，由此制造的電極結(jié)構(gòu)體被用作可充電電池中的陽(yáng)極，陽(yáng)極表面具有少量突起，電場(chǎng)會(huì)聚在那里。因此，當(dāng)可充電電池是可充電鋰電池或可充電鋅電池時(shí)，理想地防止了產(chǎn)生鋰或鋅枝晶，或者當(dāng)枝晶應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生時(shí)，理想地防止了所說(shuō)的枝晶的生長(zhǎng)，即使在長(zhǎng)時(shí)間重復(fù)充放電循環(huán)時(shí)。用上述氧化物覆蓋集電器的微小突起可以例如以下述方式進(jìn)行。作為陰極的集電器和作為陽(yáng)極的反電極被浸入電解質(zhì)溶液，此電解質(zhì)溶液包括從硝酸鎳、硝酸鋅、硝酸銦和硝酸錫構(gòu)成的組中選擇一種或多種硝酸鹽的水溶液，然后進(jìn)行電解反應(yīng)，其中電解反應(yīng)中電解質(zhì)的量被按要求控制，以在集電器的微小突起上沉積給定的金屬氧化物，從而用沉積的氧化物覆蓋微小突起。下面將對(duì)基質(zhì)材料101和電極材料層102進(jìn)行描述。在電極結(jié)構(gòu)體10中，實(shí)際用于電化學(xué)反應(yīng)中的電極材料層102包括如上所述的平均顆粒尺寸0.5到60μm的35％重量或更多的顆?；|(zhì)材料101(或基質(zhì)材料顆粒)。在優(yōu)選實(shí)施例中，顆粒基質(zhì)材料101平均顆粒尺寸為0.5到20μm。一種合適的材料被用作顆?；|(zhì)材料101，在20℃時(shí)該材料的比體電阻(電阻抗)優(yōu)選范圍是1×10-6到1×100Ω·cm或最優(yōu)選范圍是1×10-5到1×10-1Ω·cm。更優(yōu)選的是，電極材料層102包含50％重量或更多的顆?；|(zhì)材料101。用作顆?；|(zhì)材料101的這種材料能夠包括從Si、Ge、Sn、Pb、In、Mg、和Zn構(gòu)成的組中選擇的一種或多種元素構(gòu)成的材料，可用作可充電鋰電池或可充電鋅電池中的陽(yáng)極組分。兩種或多種這些元素的合金或混合物也能夠被使用。特別是，當(dāng)電極結(jié)構(gòu)體被用在可充電鋰電池中時(shí)，顆?；|(zhì)材料被理想地包括從Si、Sn和In構(gòu)成的組中選擇的一種或多種元素合成的一種材料。當(dāng)電極結(jié)構(gòu)體被用在可充電鋅電池中時(shí)，顆粒基質(zhì)材料被理想地包括從氧化鋅和鋅合金構(gòu)成的組中選擇的一種或多種材料。顆粒基質(zhì)材料(101)理想地被包含一種金屬的一個(gè)層覆蓋，該金屬不同于包含在顆?；|(zhì)材料中的金屬。圖3是一個(gè)示意性截面圖，示出了此情況下的基質(zhì)材料顆粒(對(duì)應(yīng)于圖1所示的一種基質(zhì)材料顆粒)的一個(gè)例子。在圖3所示的此實(shí)施例中的基質(zhì)材料顆粒101包括一個(gè)芯部分105，芯部分105具有一個(gè)被金屬106覆蓋表面。覆蓋金屬106用于幫助顆粒101之間的電子傳導(dǎo)。在Sn被用作電極結(jié)構(gòu)體中顆?；|(zhì)材料(101)的情況下，(i)包括金屬Sn或Sn-合金顆粒(或粉末)的結(jié)構(gòu)的表面被從Cu和Ag構(gòu)成的組中選擇的一種或多種金屬部分地覆蓋；(ii)包括Ni顆粒(或粉末)的結(jié)構(gòu)的表面被金屬Sn部分地覆蓋；(iii)由Sn和從Cu、Ni、Ag、Sb、Bi以及Zn構(gòu)成的組中選擇的一種或多種金屬構(gòu)成一種合金顆粒(或粉末)，可能使用包括此合金顆粒(或粉末)的結(jié)構(gòu)。根據(jù)任何這種結(jié)構(gòu)，能夠防止利用鋰或鋅的氧化-還原反應(yīng)的可充電電池中的阻抗增加，從而防止了充放電效率降低。如上所述，可以獲得結(jié)構(gòu)(i)和(ii)的任何結(jié)構(gòu)。例如，可以以下述方式獲得結(jié)構(gòu)(i)。Sn顆粒(或粉末)被浸入一種化學(xué)鍍液并被用在利用電離趨勢(shì)不同的還原反應(yīng)或替代反應(yīng)中，或Sn或Sn-合金顆粒(或粉末)被浸入一種Cu或Ag鹽水溶液并被用在替代反應(yīng)中，從而獲得表面被Cu或Ag覆蓋的Sn或Sn-合金顆粒(粉末)。以與結(jié)構(gòu)(i)情況下相同的方式獲得結(jié)構(gòu)(ii)。在Si被用作電極結(jié)構(gòu)體中顆?；|(zhì)材料(101)的情況下，希望使用一種結(jié)構(gòu)，包括其表面被從Cu、Ni、Ag、和Sn構(gòu)成的組中選擇的一種或多種金屬部分地覆蓋的Si顆粒(或粉末)。前述Si的純度可以小于99％。在此情況下，其優(yōu)越性在于能夠通過這種相對(duì)便宜的材料獲得一種基質(zhì)材料，作為電極材料層的構(gòu)成組分，導(dǎo)致減少可充電電池的制造費(fèi)用。而且，希望前述Si包含一種雜質(zhì)，包括從Al、Ca、Cr、Fe、Mg、Mn、和Ni構(gòu)成的組中選擇的一種或多種元素。在此情況中，電極材料層102的電阻抗能夠被進(jìn)一步減少。結(jié)果，能夠防止利用鋰或鋅氧化-還原反應(yīng)的可充電電池中的阻抗增加，結(jié)果防止了電池充放電效率的降低。例如，以下述方式，能夠獲得其表面被Cu、Ag或類似物覆蓋的上述Si顆粒。使Si顆粒(或粉末)表面粗糟，包含Sn-離子的Sn膠體沉積在粗糟表面上，接著由Pd替代沉積的Sn，并使用Si顆粒表面上的Pd作為催化劑，通過無(wú)電還原反應(yīng)，Si顆粒表面被Cu或Ag覆蓋。通過這種如上所述水溶液獲得的顆粒(Sn或Sn-合金、Ni、Si、或In)的表面或通過往往沉積于薄氧化物膜、具有較低熔點(diǎn)的Sn、Pb或Zn的一種成分構(gòu)成的顆粒的表面易于形成一個(gè)薄氧化物膜，從而覆蓋該表面。因而，希望在包括這種顆粒的層形成之前或之后，這種覆蓋氧化物膜通過還原處理或利用酸的表面處理被除去，從而提高了作為電極材料層的性能，特別是作為陽(yáng)極的性能。順便說(shuō)，當(dāng)陽(yáng)極活性材料為Zn時(shí)，希望電極結(jié)構(gòu)體的顆?；|(zhì)材料(101)包括從合金和鋅氧化物構(gòu)成的組中選擇的一種材料，所說(shuō)的合金包括Zn和從Cu、Ni和Ag構(gòu)成的組中選擇的一種或多種金屬。電極材料層102可以是僅由顆粒基質(zhì)材料101和所要求的其他無(wú)機(jī)材料一起構(gòu)成的一個(gè)層。在此情況下，作為電極材料層的該層具有低電阻抗。當(dāng)具有此電極材料層的電極結(jié)構(gòu)體被用作使用鋰或鋅的氧化-還原反應(yīng)的可充電電池中的陽(yáng)極時(shí)，該電池的內(nèi)部阻抗能夠被縮短，導(dǎo)致充放電效率的增加。對(duì)于包括如上所述的這種粉末基質(zhì)材料(101)的電極材料層(102)，可能由作為基質(zhì)材料的一種給定的啟動(dòng)材料和一種合適的導(dǎo)電輔助材料構(gòu)成的混合物形成，從而幫助并提高基質(zhì)材料的顆粒之間或基質(zhì)材料和集電器之間的電子傳導(dǎo)。對(duì)于這里使用的導(dǎo)電輔助材料，優(yōu)選范圍是1到30％重量。導(dǎo)電輔助材料的具體例子是含碳材料和金屬材料。這種含碳材料包括無(wú)定形碳材料，如乙炔黑和ketjen黑、和石墨。這里使用的含碳材料不僅用于幫助基質(zhì)材料顆粒之間的電子傳導(dǎo)，還用于提高電極材料層102的物理強(qiáng)度。此外，在電極材料層102的形成中，例如，在作為基質(zhì)材料的低熔點(diǎn)金屬粉末如Sn、Pb、或Zn和一種包括給定的金屬材料的導(dǎo)電輔助材料被球磨機(jī)或類似裝置機(jī)械混合的情況下，含碳材料用于防止所說(shuō)的粉末材料被熔成一團(tuán)。這種情況下作為導(dǎo)電輔助材料的金屬材料包括Cu、Ni、Ag、Ti、和Fe。對(duì)于導(dǎo)電輔助材料的結(jié)構(gòu)，可以是球形、薄片形、細(xì)絲形、纖維形、尖釘形、或針形。此外，也可以采用包括兩種或多種這些形式的結(jié)合的結(jié)構(gòu)。使用具有這些結(jié)構(gòu)中任何結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電輔助材料提高了形成電極材料層102時(shí)的填充密度，導(dǎo)致電極材料層低阻抗。電極材料層102包括添加了一種有機(jī)聚合物的一種混合物。在此情況下，電極結(jié)構(gòu)體的柔性被提高。此外，還有其他的優(yōu)越性，如即使在其被旋轉(zhuǎn)纏繞的情況下包括電極結(jié)構(gòu)體的電極不會(huì)層剝離；在包括電極結(jié)構(gòu)體的陽(yáng)極由于重復(fù)充放電循環(huán)而被重復(fù)膨脹和收縮的情況下，有機(jī)聚合物膨脹和收縮避免了由于電極材料層被從集電器剝離造成的電池性能的破壞。在如上所述導(dǎo)電輔助材料被結(jié)合到電極材料層102中的情況下，希望使用上述有機(jī)聚合物作為顆?；|(zhì)材料101和導(dǎo)電輔助材料的粘結(jié)劑。為了保持操作充電時(shí)活性材料盡可能大的量，希望包含在電極材料層102中的上述有機(jī)聚合物的量在2％重量到20％重量的范圍內(nèi)。要求使用的有機(jī)聚合物穩(wěn)定，從而它不會(huì)在可充電電池中的電解質(zhì)溶液中溶解或分解，在此可充電電池中該電極結(jié)構(gòu)體被用作陽(yáng)極。在該電極結(jié)構(gòu)體被在可充電鋰電池的情況下有機(jī)聚合物的具體例子是聚烯烴如聚乙烯和聚丙烯、纖維素如羧甲基纖維素、和氟樹脂如聚二氟乙烯和四氟乙烯聚合物。在該電極結(jié)構(gòu)體被在可充電鋅電池的情況下有機(jī)聚合物的具體例子是，除了可充電鋰電池情況下列出的那些有機(jī)聚合物外，還有纖維素如羧甲基纖維素、聚乙烯醇、和聚氯乙烯。圖4是一個(gè)實(shí)施例的示意性截面圖，在此實(shí)施例中，除了圖1所示電極結(jié)構(gòu)體的電極材料層中顆粒基質(zhì)材料101外，前述導(dǎo)電輔助材料和前述有機(jī)聚合物被使用。在此例子中電極材料層102包括，除了顆粒基質(zhì)材料101、包括有機(jī)聚合物的粘結(jié)劑107、作為導(dǎo)電輔助材料的球形含碳材料108、作為導(dǎo)電輔助材料的球形金屬材料109、和作為導(dǎo)電輔助材料的薄片形金屬材料110。當(dāng)電極結(jié)構(gòu)體10被用作可充電鋰電池或可充電鋅電池中的陽(yáng)極時(shí)，希望電極結(jié)構(gòu)體中的電極材料層102的表面設(shè)計(jì)成放電后形成優(yōu)選直徑為0.10到10μm的多個(gè)細(xì)孔。當(dāng)放電后這種細(xì)孔形成在電極結(jié)構(gòu)體的電極材料層表面時(shí)，在連續(xù)充電時(shí)與活性材料反應(yīng)的電極材料層中的面積將被增加，并且這些孔用于在電極材料層中建立空間，緩和鋰的嵌入(基于充電)造成的體積膨脹，從而不僅提高了電池容量，還提高了充放電循環(huán)壽命。對(duì)于電極結(jié)構(gòu)體中電極材料層102的厚度，優(yōu)選范圍在5到500μm，更優(yōu)選的范圍在10到100μm。這里層厚度基于千分尺測(cè)量的厚度值。當(dāng)電極材料層102被設(shè)計(jì)成具有一個(gè)5到500μm范圍內(nèi)的厚度時(shí)，特別是10到100μm的范圍，電極的利用效率增加，從而獲得一個(gè)大電池容量。在電極材料層厚度低于5μm的情況下，當(dāng)電極結(jié)構(gòu)體被用作可充電鋰電池或可充電鋅電池的陽(yáng)極時(shí)，陽(yáng)極每單位面積充電量不理想地小，這種情況使得電池容量變小。另一方面，當(dāng)電極材料層厚度超過500μm時(shí)，活性材料如鋰或類似物難以有效地調(diào)動(dòng)進(jìn)入層內(nèi)，因此，利用效率較差。此外，電極阻抗增加，導(dǎo)致電極性能下降。對(duì)于電極結(jié)構(gòu)體10中的電極材料層102，希望其具有峰谷高度優(yōu)選在1到60μm或更優(yōu)選在5到30μm的粗糙度。表面粗糙度值基于觸針方法測(cè)量的值，在此方法中，直徑5μm的針在測(cè)量物的不規(guī)則表面上以間隔L＝400μm掃描，以獲得最大高度值和最小高度值，從最大高度值減去最小高度值，獲得不規(guī)則表面的表面粗糙度值。在電極結(jié)構(gòu)體用作可充電鋰電池或可充電鋅電池的陽(yáng)極的情況下，當(dāng)電極材料層102被設(shè)計(jì)成具有一個(gè)在上述范圍內(nèi)的表面粗糙度時(shí)，陽(yáng)極的利用效率被提高，從而提高了電池容量，延長(zhǎng)了電池的充放電循環(huán)壽命。當(dāng)表面粗糙度小于1μm時(shí)，與活性材料如鋰或類似物反應(yīng)的陽(yáng)極面積是不充足的，因此，利用效率降低。另一方面，當(dāng)表面粗糙度超過60μm時(shí)，電場(chǎng)易于會(huì)聚在突起部位，這里，與活性材料如鋰或類似物的相同反應(yīng)不發(fā)生在陽(yáng)極中，電池的充放電循環(huán)壽命將被縮短。集電器100上電極材料層102的形成，除利用顆?；|(zhì)材料外還使用導(dǎo)電輔助材料和粘結(jié)劑，可以通過例如下述方式進(jìn)行。用于電極材料層102的一種給定的顆?；|(zhì)材料101與任何前述的導(dǎo)電輔助材料和作為粘結(jié)劑的任何前述有機(jī)聚合物混合，此導(dǎo)電輔助材料有助于顆?；|(zhì)材料的構(gòu)成顆粒之間或顆?；|(zhì)材料和集電器之間的電子傳導(dǎo)，然后添加有機(jī)聚合物的溶劑，從而獲得膠體狀混合物，此膠體狀混合物被應(yīng)用在作為集電器的給定的板狀材料上，然后干燥。這種情況下，膠體狀混合物在集電器上的應(yīng)用可以通過涂覆器-涂層或絲網(wǎng)印刷進(jìn)行?？梢酝ㄟ^壓模集電器上的上述顆?；|(zhì)材料、上述導(dǎo)電輔助材料和作為不含有機(jī)聚合物溶劑的粘結(jié)劑的上述有機(jī)聚合物構(gòu)成的混合物或顆粒基質(zhì)材料和不含作為粘結(jié)劑的有機(jī)聚合物的導(dǎo)電輔助材料構(gòu)成的混合物，在集電器100上形成電極材料層102。此外，電極材料層102在集電器100的形成可以通過汽相沉積或電鍍進(jìn)行。汽相沉積可以包括CVD(化學(xué)汽相沉積)、等離子體CVD、電阻加熱蒸發(fā)、電子束蒸發(fā)和噴鍍。電鍍可以包括利用電化學(xué)反應(yīng)的電鍍法和利用還原反應(yīng)的化學(xué)鍍。在用于形成集電器上電極材料層的任何上述方法中，通過最優(yōu)化相關(guān)狀況，使在集電器100上構(gòu)成電極材料層102的顆?；|(zhì)材料101的具體平均顆粒尺寸在0.5到60μm范圍內(nèi)。在Sn、Sn-合金、Si或Si合金被用作基質(zhì)材料的情況下，能夠在板狀集電器上形成一個(gè)理想的電極材料層，包括具有理想地控制的顆粒尺寸的顆?；|(zhì)材料，從而能夠獲得理想的電極結(jié)構(gòu)體。當(dāng)電極結(jié)構(gòu)體被用作可充電電池中的陽(yáng)極時(shí)，特別是在可充電鋰電池中，獲得關(guān)于電池容量、能量密度、和充放電循環(huán)壽命的明顯的優(yōu)越性?，F(xiàn)在，我們知道，當(dāng)金屬或錫合金被用作可充電鋰電池的陽(yáng)極時(shí)，每一個(gè)錫原子容納4.4個(gè)鋰原子。此情況下每單位重量的理論容量為790Ah/Kg。因此，此容量理論上多于使用石墨情況下理論容量372Ah/Kg的兩倍。在本發(fā)明中，通過制備包括優(yōu)化狀態(tài)下的金屬錫或錫合金的一種電極材料層，能夠?qū)崿F(xiàn)理論上非常高的電池容量，其他電池性能也能夠被明顯改進(jìn)。下面將詳細(xì)描述使用金屬錫和錫合金情況下的典型實(shí)施例，此金屬錫和錫合金特別適合作為本發(fā)明的電極結(jié)構(gòu)體中的基質(zhì)材料。下面，對(duì)使用金屬錫和錫合金情況的描述將被添加標(biāo)示，包括一個(gè)“Sn”標(biāo)示和序列號(hào)，如“Sn-1”、“Sn-2”、“Sn-3”……。(Sn-1)使用金屬錫和錫合金在使用含Sn(錫)顆粒材料構(gòu)成本發(fā)明的電極結(jié)構(gòu)體中電極材料層的顆?；|(zhì)材料的情況下，對(duì)于含Sn(錫)顆粒材料，一種包括金屬錫如錫金屬或一種錫合金的顆粒材料被使用。錫合金可以合鑄Sn和從Sb、Bi、Pb、Ni、Cu、Ag和Zn構(gòu)成的組中選擇的一種或多種元素。希望這些錫合金包含Sn，優(yōu)選量在50％到小于100％的范圍內(nèi)，更優(yōu)選的量在70％到小于100％的范圍內(nèi)。當(dāng)Sn成分小于50％時(shí)，問題在于含有鋰的量被減小，降低了電池容量。(Sn-2)電極材料層的平均顆粒尺寸如前所述，希望構(gòu)成本發(fā)明電極結(jié)構(gòu)體中電極材料層的顆?；|(zhì)材料包含平均顆粒尺寸范圍在0.5到60μm的基質(zhì)材料顆粒。在本發(fā)明中，通過使用金屬錫(錫金屬)或前述任何錫合金(以下簡(jiǎn)單地稱為錫合金)，包括平均顆粒尺寸在上述范圍內(nèi)的顆?；|(zhì)材料的理想的層作為電極材料層，能夠被形成在一個(gè)給定的板狀集電器上。在使用金屬錫或錫合金的這種顆?；|(zhì)材料(包括基質(zhì)材料顆粒)的情況下，其平均顆粒尺寸更優(yōu)選范圍是5到5060μm。根據(jù)如下面將要被描述的例子中的這種電鍍方式，制備了多個(gè)電極結(jié)構(gòu)體，每一個(gè)具有一個(gè)電極材料層，電極材料層包括具有不同顆粒尺寸錫金屬或錫合金的顆?；|(zhì)材料。并制備了多個(gè)可充電鋰電池，包括這些電極結(jié)構(gòu)體中的一種作為一個(gè)陽(yáng)極和一個(gè)含有鋰-錳復(fù)合氧化物的陰極。對(duì)于這些可充電鋰電池的每一個(gè)，作為電極材料層的顆?；|(zhì)材料的平均顆粒尺寸之間的相互關(guān)系和電池性能，如，重復(fù)充放電循環(huán)情況下的電池壽命(充放電循環(huán)壽命)，以及充電-和-放電庫(kù)侖效率被評(píng)價(jià)，其中，AA-尺寸的可充電鋰電池的電池性能被作為對(duì)比參考標(biāo)準(zhǔn)，在此電池中，錫金屬箔被用作陽(yáng)極，鋰-錳復(fù)合氧化物被用作陰極。評(píng)價(jià)結(jié)果用圖5的曲線示出。如圖5所示，可以理解，當(dāng)作為電極材料層的顆粒基質(zhì)材料的平均顆粒大小小于0.5μm時(shí)，充放電循環(huán)壽命被明顯地縮小。因此，可以這樣考慮，當(dāng)平均顆粒尺寸過小時(shí)，Sn或Sn-合金層的體密度增加，從而避免了電極材料層中的比率被減小，結(jié)果，基于重復(fù)充放電循環(huán)，電極材料層中出現(xiàn)裂縫，造成電極材料層和集電器界面處層剝離。另一方面，當(dāng)作為電極材料層的顆?；|(zhì)材料的平均顆粒尺寸超過60μm時(shí)，可以理解，充電-和-放電庫(kù)侖效率和充放電循環(huán)壽命都被減小。因此，可以認(rèn)為當(dāng)作為電極材料層的顆粒基質(zhì)材料的平均顆粒尺寸過大時(shí)，電極材料層具有這種峰谷值大的表面粗糙度，因此，電場(chǎng)會(huì)聚在突起部位，導(dǎo)致操作充電時(shí)鋰枝晶的產(chǎn)生和生長(zhǎng)。(Sn-3)晶粒材料在本發(fā)明中，構(gòu)成電極材料層的顆?；|(zhì)材料可以是包括金屬錫或錫合金的晶粒材料，在既不充電也不放電的非使用狀態(tài)下，具有優(yōu)選范圍在10到50nm的平均晶粒大小，更優(yōu)選的范圍是10到30nm。這里的“晶粒大小”是基于峰值的一個(gè)半帶寬和關(guān)于X-射線衍射曲線的一個(gè)衍射角獲得的，其中X-射線衍射曲線是通過CuK的alpha(α)射線作為輻射源并根據(jù)Scherrer’s公式Lc＝0.94λ/(βcosθ)，其中Lc為晶粒大小，λ為X-射線波長(zhǎng)，β為峰半帶寬，θ為衍射角。在本發(fā)明的電極結(jié)構(gòu)體中的電極材料層由包括如上所述的這種晶粒材料構(gòu)成的情況下，當(dāng)該電極結(jié)構(gòu)體被可充電鋰電池或可充電鋅電池中的陽(yáng)極時(shí)，具有如下將要描述的優(yōu)越性。也就是說(shuō)，基于進(jìn)行充放電循環(huán)的電化學(xué)反應(yīng)平穩(wěn)地進(jìn)行，電池容量被理想地提高。此外，防止電極材料層在操作充放電時(shí)由于鋰的介入或釋放產(chǎn)生的破壞，從而延長(zhǎng)了充放電循環(huán)壽命。(Sn-4)電極材料層的密度和空隙率對(duì)于包括上述金屬錫或錫合金基質(zhì)材料顆粒的電極材料層，希望其被控制，具有合適的密度，優(yōu)選范圍在1.00到6.56g/cm3，或更優(yōu)選的范圍2.00到6.00g/cm3。這里的密度是基于每單位面積重量和電極材料層厚度的一個(gè)值。而且，希望電極材料層被控制，具有一個(gè)合適的空隙率，優(yōu)選范圍在0.10到0.86或更優(yōu)選范圍0.31到0.73。這里的空隙率是以前述方式使用等式(1)和(2)獲得的一個(gè)值?，F(xiàn)在，根據(jù)如下所述例子中描述的這種電鍍方式，制備多個(gè)AA大小電極結(jié)構(gòu)體，每一個(gè)電極結(jié)構(gòu)體包括錫金屬或錫合金的顆?；|(zhì)材料，通過控制每一情況下的相關(guān)狀況，錫金屬或錫合金的顆粒基質(zhì)材料具有不同孔的隙率。制備多個(gè)可充電鋰電池，包括這些電極結(jié)構(gòu)體中的一個(gè)作為陽(yáng)極和一個(gè)含有鋰錳酸鹽的陰極。對(duì)于這些可充電鋰電池中的每一個(gè)，作為電極材料層密度和空隙率之間的相互關(guān)系和電池性能，如，重復(fù)充放電循環(huán)情況下的電池壽命(充放電循環(huán)壽命)，以及電池容量被評(píng)價(jià)，其中，AA-尺寸的可充電鋰電池的電池性能被作為關(guān)于電池容量的對(duì)比參考標(biāo)準(zhǔn)，在此電池中，錫金屬箔被用作陽(yáng)極，鋰-錳酸鹽被用作陰極。在上面，重復(fù)充放電循環(huán)三次后的一個(gè)階段每一電池中電極材料層的表面狀態(tài)被掃描電子顯微鏡(SEM)檢查。獲得的評(píng)價(jià)結(jié)果如圖6曲線所示?；趫D6所示的結(jié)果，理解下面的事實(shí)。當(dāng)電極材料層的空隙率低于0.10、該層密度超過6.56g/cm3時(shí)，在電極材料層表面產(chǎn)生裂縫，電池壽命被縮短。當(dāng)電極材料層的空隙率超過0.86、該層密度低于1.00g/cm3時(shí)，電池壽命和電池容量類似于對(duì)比可充電鋰電池的壽命和容量。當(dāng)電極材料層的空隙率在0.31到0.73范圍內(nèi)、該層的體密度在2到6g/cm3時(shí)，電池壽命和電池容量最佳?；趫D6提供的事實(shí)，可以理解，通過使電極材料層密度優(yōu)選在范圍1.00到6.56g/cm3內(nèi)或更優(yōu)選在范圍2到6g/cm3內(nèi)，空隙率在優(yōu)選在范圍0.10到0.86內(nèi)或更優(yōu)選在范圍0.31到0.73內(nèi)，能夠獲得一個(gè)理想的可充電鋰電池，其具有足夠好或優(yōu)秀的電池容量和延長(zhǎng)了的電池壽命。(Sn-5)形成在電極材料層的孔希望電極結(jié)構(gòu)體中包括金屬錫或錫合金的上述基質(zhì)材料的電極材料層的表面被設(shè)計(jì)成放電后形成直徑優(yōu)選為0.10到10μm的多個(gè)孔。放電后，當(dāng)這種孔被形成在電極結(jié)構(gòu)體的電極材料層的表面時(shí)，與作為活性材料的鋰反應(yīng)的電極材料層中的面積在連續(xù)充電時(shí)間增大，這些孔用于建立電極材料層中的空間，緩和鋰的嵌入(基于充電)造成的體積膨脹，從而不僅提高了電池容量，還提高了充放電循環(huán)壽命。(Sn-6)電極材料層的厚度對(duì)于電極結(jié)構(gòu)體中包括金屬錫或錫合金的前述基質(zhì)材料的電極材料層的厚度，優(yōu)選在5到500μm的范圍，更優(yōu)選在10到100μm的范圍。這里的層厚度是基于千分尺測(cè)量的厚度值。當(dāng)電極材料層被設(shè)計(jì)成具有厚度在5到500范圍內(nèi)，優(yōu)選在10到100μm范圍內(nèi)時(shí)，電極利用效率增加，從而能夠獲得一個(gè)大電池容量。在電極材料層厚度小于5μm的情況下，當(dāng)電極結(jié)構(gòu)體被用作可充電鋰電池的陽(yáng)極時(shí)，陽(yáng)極每單位面積的充電量不理想地小，并且這種狀況使得電池容量變小。另一方面，當(dāng)電極材料層厚度超過500μm時(shí)，活性材料如鋰或類似物難以有效地調(diào)動(dòng)進(jìn)入層內(nèi)，因此，利用效率較差。此外，電極阻抗增加，導(dǎo)致電極性能下降。(Sn-7)電極材料層的表面粗糙度對(duì)于電極結(jié)構(gòu)體中包括上述金屬錫或錫合金的基質(zhì)材料的電極材料層，希望其具有峰谷高度優(yōu)選在1到60μm或更優(yōu)選在5到30μm的粗糙度。表面粗糙度值基于觸針方法測(cè)量的值，在此方法中，直徑5μm的針在測(cè)量物的不規(guī)則表面上以間隔L＝400μm掃描，以獲得最大高度值和最小高度值，從最大高度值減去最小高度值，獲得不規(guī)則表面的表面粗糙度值。在電極結(jié)構(gòu)體用作可充電鋰電池的陽(yáng)極的情況下，當(dāng)電極材料層具有一個(gè)在上述范圍內(nèi)的比表面粗糙度時(shí)，陽(yáng)極的利用效率被提高，從而提高了電池容量，延長(zhǎng)了電池的充放電循環(huán)壽命。當(dāng)表面粗糙度小于1μm時(shí)，與作為活性材料的鋰反應(yīng)的陽(yáng)極面積是不充足的，因此，利用效率降低。另一方面，當(dāng)表面粗糙度超過60μm時(shí)，電場(chǎng)易于會(huì)聚在突起部位，這里，與作為活性材料的鋰的相同反應(yīng)不發(fā)生在陽(yáng)極中，電池的充放電循環(huán)壽命將被縮短。(Sn-8)電極材料層的構(gòu)成電極結(jié)構(gòu)體中包括上述金屬錫或錫合金基質(zhì)材料的電極材料層可以包括，除了金屬錫或錫合金，還有從C、N、O、F和S構(gòu)成組中選擇的一種或多種元素。在此情況下，希望電極材料層在表面?zhèn)壬系膶硬糠种幸愿邼舛群幸环N或多種這些元素。在這些元素中，希望氧(O)元素以其與錫(Sn)元素化學(xué)鍵接的狀態(tài)被包含。在此情況下，最合適的是氧化錫狀態(tài)中的氧元素出現(xiàn)在錫或錫合金顆粒表面。這些元素在構(gòu)成電極材料層的金屬錫或錫合金基質(zhì)材料中的出現(xiàn)可以通過X-射線光電子能譜(XPS)分析。包含在電極材料層中的這些元素的構(gòu)成比率可以通過XPS測(cè)量的每一元素的峰值面積的強(qiáng)度比率獲得。例如，對(duì)于Sn和C，可以基于Sn3d5/2和Cls峰值區(qū)域并根據(jù)下面的公式獲得它們的構(gòu)成比率。n(C)/n(Sn)＝{N(C)·σ(Sn)·λ(Sn)·S(Sn)}/{N(C)·α(C)·λ(C)·S(C)}＝{N(C)/N(Sn)}·K(Sn/C)，其中n是每單位體積的原子數(shù)，N是每一元素的峰值面積的測(cè)量值，σ是光-電離橫截面，λ是電子的平均自由路徑，S是光譜儀的因數(shù)，K是靈敏度系數(shù)。在此測(cè)量中，使用C.O.Wagner′s元素靈敏度系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于電極材料層中每一元素的含量，可以通過下述方式獲得電極材料層表面通過氬離子蝕刻清潔后進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)測(cè)量結(jié)果獲得?；谙鄳?yīng)峰值的位置可以獲得每一元素的鍵接狀態(tài)。(Sn-9)有機(jī)化合物或/和含碳材料的結(jié)合電極結(jié)構(gòu)體中包括前述金屬錫或錫合金基質(zhì)材料的電極材料層可以包含，除了錫或錫合金成分，還有有機(jī)化合物或/和含碳材料。有機(jī)化合物包括作為粘結(jié)劑的前述有機(jī)聚合物。有機(jī)化合物用作電極材料層中的一個(gè)墊層。它還用作顆粒之間的粘附劑，這里，防止電極材料層的體積變化。與有機(jī)化合物的情況一樣，包含在電極材料層中的含碳材料也用作電極材料層中的墊層，以防止電極材料層體積變化。(Sn-10)晶粒材料的取向?qū)τ谇笆鰳?gòu)成電極材料層的金屬錫或錫合金晶體構(gòu)成的晶粒材料，希望非使用狀態(tài)下陽(yáng)極中晶格的取向具有一個(gè)關(guān)于給定晶格平面的優(yōu)選取向，具有1-3個(gè)定向晶格平面。具有晶格取向在這里是指在CuK的alpha(α)射線作為輻射源獲得X-射線衍射峰值中，晶格平面的強(qiáng)度比率為非取向峰值的強(qiáng)度比率的兩倍或多倍，這里，具有這種大峰值強(qiáng)度比率的晶格平面的號(hào)最多為3。特別是，對(duì)于前述構(gòu)成電極材料層的金屬錫或錫合金晶體構(gòu)成的晶粒材料，希望具有關(guān)于Miller指數(shù)的(200)平面(2θ＝30.6°±1.0°)的最強(qiáng)峰值強(qiáng)度的第一峰值被觀測(cè)，第一峰值與第二峰值的峰值強(qiáng)度比為2或更多；或者具有關(guān)于Miller指數(shù)的(101)平面(2θ＝32.0°±1.0°)的最強(qiáng)峰值強(qiáng)度的第一峰值被觀測(cè)，第一峰值與第二峰值的峰值強(qiáng)度比為2或更多。在具有包括這種晶粒材料的電極材料層的電極結(jié)構(gòu)體被用作可充電鋰電池的陽(yáng)極的情況下，電池具有一個(gè)延長(zhǎng)了的充放電循環(huán)壽命。這被認(rèn)為是由于作為活性材料的鋰向錫晶格中的彌散被平穩(wěn)地進(jìn)行的因素，結(jié)果，鋰的集中分布變?yōu)榫鶆?，從而防止了晶粒材料的體積變化，也防止了晶粒材料被破壞。(Sn-11)電極材料層的形成本發(fā)明中包括前述金屬錫或錫合金基質(zhì)材料的電極材料層可以通過利用電化學(xué)反應(yīng)(電鍍)、沉積反應(yīng)、利用還原反應(yīng)(化學(xué)鍍)沉積反應(yīng)或汽相沉積形成。除了涂覆包括給定粉末材料的膠體的方式外，還可使用一種給定的有機(jī)聚合物和溶劑。這些方式中，電鍍和化學(xué)鍍更適于形成具有按希望控制平均顆粒大小和空隙率(密度)的電極材料層。以下，將對(duì)本發(fā)明中適于形成電極材料層的每一個(gè)上述方式進(jìn)行描述。(Sn-11-i)電鍍圖7是一個(gè)示意圖，示出了本發(fā)明中適于形成包括金屬錫或錫合金基質(zhì)材料的電極材料層的一個(gè)電鍍裝置的例子。圖7所示的電鍍裝置基本包括一個(gè)電解槽300，一種電解質(zhì)溶液301，一個(gè)包括板狀集電器(它對(duì)應(yīng)于圖1所示的集電器100)的陰極302，本發(fā)明的包括金屬錫或錫合金基質(zhì)材料的電極材料層形成在陰極302上，一個(gè)反電極303(陽(yáng)極)，一個(gè)電源304，和一個(gè)攪拌機(jī)306。在使用電鍍裝置的電鍍中，使用電源304、DC(直流)電場(chǎng)、AC(交流)電場(chǎng)、脈沖電場(chǎng)或兩種或多種這些電場(chǎng)的結(jié)合電場(chǎng)被施用于盛在電解槽300中的電解質(zhì)溶液301中的集電器302(作為陰極)和反電極303(作為陽(yáng)極)之間，以處理集電器302的一個(gè)表面，從而沉積一種被鍍?cè)诩娖鞅砻嫔系牟牧稀Ｒ源朔绞?，能夠形成包括Sn或Sn-合金基質(zhì)材料顆粒的一個(gè)層，Sn或Sn-合金基質(zhì)材料顆粒具有0.1到60μm范圍內(nèi)的一個(gè)平均顆粒大小，并且優(yōu)選地具有1.00到6.56g/cm3范圍內(nèi)的一個(gè)密度。通過此電鍍，能夠形成一個(gè)包括晶粒的層，該晶粒具有一個(gè)總的顆粒大小和取向，并且對(duì)于相對(duì)短的時(shí)間具有一個(gè)基本均勻的層厚度。對(duì)于包括通過電鍍沉積的Sn或Sn-合金的顆粒材料的層，其平均顆粒大小、層厚度、空隙率、晶粒大小、和取向的有或無(wú)能夠通過調(diào)節(jié)相關(guān)參數(shù)被適當(dāng)?shù)乜刂?，相關(guān)參數(shù)如使用的電解質(zhì)溶液的種類、電解質(zhì)溶液中Sn的含量、被添加到電解質(zhì)溶液中的材料的種類和量、電鍍處理時(shí)的溫度、施加的電場(chǎng)的種類、陰極電流密度、和陰極和陽(yáng)極間所施加的電壓。以下，將對(duì)使用圖7的電鍍裝置進(jìn)行電鍍中的要求進(jìn)行描述。電解質(zhì)溶液301對(duì)于電解質(zhì)溶液，希望使用一種至少包含0.001到5mol/L的Sn離子的電解質(zhì)溶液。這種電解質(zhì)溶液的具體例子是氯化物溶液、氟化物溶液、硫酸鹽溶液、氰化物溶液、焦磷酸鹽溶液、過氯酸鹽、草酸鹽溶液、鉀錫酸鹽溶液、鈉錫酸鹽溶液、和有機(jī)羰酸鹽溶液，分別包含溶解于其中的Sn。在該電解質(zhì)溶液中，希望彌散一種從由C、N、O、F、S和H構(gòu)成的組中選擇的一種或多種元素構(gòu)成的物質(zhì)。通過把這種物質(zhì)彌散在電解質(zhì)溶液中，能夠最終把一種或多種這些元素結(jié)合到由于電鍍處理而沉積的Sn或Sn-合金顆粒中或之間。彌散在電解質(zhì)溶液中的物質(zhì)能夠包括有機(jī)化合物。這種有機(jī)化合物的具體例子是胺酸系列材料如明膠、粘結(jié)劑、和蛋白質(zhì)；糖系列材料如葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉、糊精、糖原、糖蜜、甘草、和纖維素。此外，也可以使用甲酚磺酸、β-萘酚、福爾馬林、對(duì)苯二酚、聚乙二醇、和乙烯基化合物。適于導(dǎo)致電-聚合的單體被彌散在電解質(zhì)溶液中以通過集電器(陰極)上的電化學(xué)氧化或還原進(jìn)行聚合反應(yīng)是可能的，從而把聚合的材料混合在Sn或Sn合金顆粒中。在使用適于在還原側(cè)被聚合的單體的情況下，能夠在Sn或Sn合金顆粒被沉積的同時(shí)把聚合的材料混合到它們當(dāng)中。在使用適于在氧化側(cè)被聚合的單體的情況下，通過使用AC或脈沖電場(chǎng)，聚合的材料能夠被混合到集電器側(cè)。適于進(jìn)行電解氧化聚合的單體能夠包括具有一個(gè)氨基基團(tuán)或含烴基基團(tuán)苯環(huán)如苯胺和苯酚的芳香族化合物；雜環(huán)化合物如吡咯、呋喃、和噻吩；和具有兩個(gè)或多個(gè)稠芳香環(huán)的多環(huán)化合物如苷菊環(huán)和芘。此外，也可以使用二苯并冠醚(dibenzocrownethers)和苯。適于進(jìn)行電解還原聚合的單體包括含乙烯基團(tuán)化合物，如乙烯基吡啶、乙烯基-4-叔丁基苯甲酸酯(vinyl-4-tert-butylbenzoate)、4-乙烯基-1-環(huán)己烷、4-乙烯基-1-環(huán)己烷-1，2-環(huán)氧化物、乙烯基癸酸酯、2-乙烯基-1，3-二氧戊烷、1-乙烯基咪唑、乙烷酸乙烯酯、1-乙烯基-2，2-吡咯烷酮、和硬脂酸乙烯酯。此外，也可以使用乙炔和乙炔衍生物。在包含O、S和N的有機(jī)化合物被結(jié)合到包括Sn或Sn合金基質(zhì)材料的層中的情況下，當(dāng)該層被用作可充電電池中的陽(yáng)極時(shí)，電池具有一個(gè)提高了的充放電效率。因此，認(rèn)為由于在充電時(shí)這些元素具有電子吸引特性，鋰(Li)被穩(wěn)定，同時(shí)防止其與電池的一種電解質(zhì)溶液反應(yīng)。而且，希望在電解質(zhì)溶液中彌散一種含碳材料。在此情況下，在電鍍處理期間，含碳材料被結(jié)合到Sn或Sn合金顆粒之中或之間是可能的。此外，還希望在電解質(zhì)溶液中彌散一種表面活性劑。特別是，當(dāng)一種合適的陽(yáng)離子表面活性劑被彌散在該電解質(zhì)溶液中時(shí)，在電鍍處理期間，含碳材料被有效地結(jié)合到Sn或Sn合金顆粒之中或之間是可能的。這種陽(yáng)離子表面活性材料的具體例子是全氟已烷、癸酸鈉、癸硫酸鈉、癸磺酸鈉、十二癸酸鈉、十二烷硫酸銅(II)、十二烷磺酸鈉、和十六烷硫酸鈉。對(duì)于基于電鍍處理的電解質(zhì)溶液的溫度，理想范圍是0到85℃。陽(yáng)極303陽(yáng)極303用作電解反應(yīng)中的反電極，希望陽(yáng)極303由錫金屬或錫合金構(gòu)成。對(duì)于陽(yáng)極面積與陰極302(集電器)面積的比率，希望優(yōu)選在0.1到1的范圍內(nèi)，更優(yōu)選的范圍在0.5到1。對(duì)于陽(yáng)極303和陰極302之間的距離，希望優(yōu)選在2到50cm的范圍，更優(yōu)選的范圍在5到30cm。電源304對(duì)于電源304，希望使用能夠在陽(yáng)極303和陰極302之間提供DC電場(chǎng)、AC電場(chǎng)、脈沖電場(chǎng)或兩種或多種這些電場(chǎng)的結(jié)合電場(chǎng)的電源，并能夠控制陰極電流密度在1到50mA/cm2范圍內(nèi)。還希望電源易于控制施加在陰極和陽(yáng)極之間的電壓在0.05到10V的范圍內(nèi)。攪拌通過攪拌直在電解槽300中的電解質(zhì)溶液301，能夠形成一個(gè)包括Sn或Sn合金基質(zhì)材料的層，Sn或Sn合金基質(zhì)材料具有一個(gè)均勻的厚度幾個(gè)小孔。能夠通過機(jī)械方式或氣泡方式進(jìn)行攪拌電解質(zhì)溶液。機(jī)械攪拌方式包括使用攪拌機(jī)305進(jìn)行攪拌的方式和通過移動(dòng)陰極或陽(yáng)極進(jìn)行攪拌的方式。氣泡攪拌方式包括在電解槽中的電解質(zhì)溶液中吹入空氣、氮?dú)?、氫氣或氬氣。在這些起泡氣體中，由于氮?dú)夂蜌鍤饽軌蚍乐闺娊赓|(zhì)溶液被氧化，它們是特別適合的。(Sn-11-ii)化學(xué)鍍通過利用還原反應(yīng)的沉積反應(yīng)(化學(xué)鍍)，形成一個(gè)包括Sn或Sn合金基質(zhì)材料的層是可能的。在化學(xué)鍍中，集電器作為被處理目標(biāo)在化學(xué)鍍液中被處理，從而在集電器上形成所說(shuō)的層?；瘜W(xué)鍍的一個(gè)優(yōu)選例子是利用還原劑還原沉積的還原型鍍。在還原型鍍中，通過使用分別具有強(qiáng)還原性的還原劑包括三氯化鈦、次磷酸鹽、或氫化硼進(jìn)行Sn鍍。在次情況下，上述層能夠被形成在Cu、Ni、Fe或不銹鋼制成的作為集電器的板狀基板上。通過向化學(xué)鍍液中添加合成劑，包括檸檬酸、EDTA、或次氨基三乙酸，化學(xué)鍍液能夠被理想地穩(wěn)定。和上述電鍍的情況一樣，通過向化學(xué)鍍液中彌散一種從由C、N、O、F、S和H構(gòu)成的組中選擇的一種或多種元素構(gòu)成的物質(zhì)，能夠最終把一種或多種這些元素結(jié)合到由于電鍍處理而沉積的Sn或Sn-合金顆粒中或之間。(Sn-11-iii)汽相沉積通過CVD(化學(xué)汽相沉積)、等離子體CVD、阻抗加熱蒸發(fā)、電子束蒸發(fā)、或噴鍍，能夠在集電器上形成一個(gè)包括Sn或Sn合金基質(zhì)材料顆粒的層。(Sn-11-iv)膠體涂覆方式通過在集電器上涂覆把具有理想平均顆粒尺寸的Sn或Sn-合金顆粒轉(zhuǎn)換成一種膠體獲得的膠體的方式，能夠在集電器上形成一個(gè)包括Sn或Sn合金基質(zhì)材料顆粒的層。特別是，例如，至少把具有理想平均顆粒尺寸的Sn或Sn-合金顆粒、給定的樹脂和適于溶解所說(shuō)的樹脂的溶劑混合，以獲得一種膠體，該膠體被施于集電器表面或相對(duì)表面上，然后干燥，從而所說(shuō)的層能夠被形成在集電器上。(Sn-12)制造電極結(jié)構(gòu)體的裝置圖8是一個(gè)示意圖，示出了用于制造具有一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的電極材料層(包括Sn或Sn-合金顆?；|(zhì)材料)的電極結(jié)構(gòu)體的裝置的一個(gè)例子。圖8所示的裝置基本包括一個(gè)鍍槽401、一個(gè)氧化-除去槽402、一個(gè)干燥器403(爐)、和第一和第二清洗槽404、和進(jìn)料輥407。在此裝置中，網(wǎng)狀集電器406通過進(jìn)料輥407被在相應(yīng)的槽中連續(xù)移動(dòng)，同時(shí)在每一個(gè)槽中被處理，從而根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)電極材料層(包括包括Sn或Sn-合金顆粒基質(zhì)材料)被連續(xù)地形成在集電器406上。希望鍍槽401設(shè)有一個(gè)液體循環(huán)裝置405，用于循環(huán)直在鍍槽401的鍍液，從而除去鍍槽401中鍍液中的沉淀物和類似物。鍍槽401還設(shè)有反電極408和電源409，反電極408電連接到電源409。此情況下的反電極和電源基本上與用在圖7所示裝置中的相同。在鍍槽401中，上述電極材料層在集電器406上的形成被進(jìn)行。此后，具有形成于其上的電極材料層的集電器406被移入到第一清洗槽404，用水進(jìn)行清洗，殘留于其上的鍍液被充分除去。然后，具有電極材料層的集電器被移入其中直有一種氧化-除去液氧化-除去槽402，電極材料層表面被氧化-除去液處理，從而電極材料層表面上的氧化物被除去。氧化-除去液包括酸性水溶液或堿性水溶液。這種氧化-除去液的具體例子是磷酸三鈉。在氧化-除去槽402中處理后，具有電極材料層的集電器被移入第二清洗槽404，用水進(jìn)行清洗，殘留于其上的氧化-除去液被充分除去。此后，具有電極材料層的集電器被移入干燥器403，使其進(jìn)行干燥處理。干燥被理想地在包括不導(dǎo)致氧化的氣體的氣氛中進(jìn)行，如氬氣或氮?dú)?，或者在減壓狀況下進(jìn)行，從而防止了集電器和電極材料層不被氧化。圖8所示的裝置可以設(shè)有一個(gè)壓縮裝置(未圖示)，使電極材料層形成在集電器上。在此情況下，能夠均勻形成在集電器上的電極材料層的厚度。也能夠按理想合適地控制密度、空隙率和表面粗糙度。(Sn-13)電極材料層(包括作為基質(zhì)材料的錫或錫合金)的性能當(dāng)具有如上述形成的本發(fā)明的包括Sn或Sn合金顆粒基質(zhì)材料的一個(gè)電極材料層的電極結(jié)構(gòu)體被用作可充電電池中的陽(yáng)極時(shí)，特別是用在可充電鋰電池中更好，即使在充放電循環(huán)的最初重復(fù)之后，例如，1到3次充放電反應(yīng)循環(huán)，在電極材料層不產(chǎn)生裂縫。這里的“裂縫”是指通過掃描電子顯微鏡(SEM)觀測(cè)發(fā)現(xiàn)的槽寬度為1μm或更大的龜殼狀裂縫。圖9(a)到9(d)是示意圖，示出了當(dāng)在電極結(jié)構(gòu)體(作為陽(yáng)極)的電極材料層不產(chǎn)生裂縫時(shí)和產(chǎn)生裂縫時(shí)假設(shè)的機(jī)構(gòu)。在圖9(a)到9(d)中，標(biāo)號(hào)10表示其結(jié)構(gòu)基本上與圖1所示電極結(jié)構(gòu)體相同的一個(gè)電極結(jié)構(gòu)體。標(biāo)號(hào)102表示形成在集電器100上包括Sn或Sn合金基質(zhì)材料顆粒101的一個(gè)電極材料層。在圖9(a)到9(d)中，應(yīng)當(dāng)理解如上所述用在可充電鋰電池中的陽(yáng)極的電極結(jié)構(gòu)體10被固定到與陰極(未圖示)相對(duì)，鋰被介入到此陰極中。圖9(a)到9(b)是當(dāng)基質(zhì)材料顆粒101為較大平均顆粒尺寸并且它們被填充在電極材料層102中以具有在一個(gè)優(yōu)選空隙率的較大空隙區(qū)域111。圖9(c)到9(d)是當(dāng)基質(zhì)材料顆粒101為較小平均顆粒尺寸并且它們被緊密地填充在電極材料層102中以具有在一個(gè)很小空隙率的很小空隙區(qū)域112。每一個(gè)圖9(a)和9(c)是充電前的狀態(tài)。圖9(b)和9(d)是充電操作后的狀態(tài)。由于充電，包含在電解質(zhì)或電解質(zhì)溶液中的鋰離子被引入電極材料層102中的顆粒101中，顆粒101在電極材料層102中被體積膨脹，導(dǎo)致擴(kuò)大電極材料層102的體積。在圖9(a)的情況下，充電造成的顆粒101的體積變化被空隙區(qū)域111充分緩和，從而理想地減小了對(duì)電極材料層102作為整體的破壞，并以此不再產(chǎn)生裂縫[見圖9(b)]。另一方面，在圖9(c)的情況下，如上所述，顆粒101被緊密地填充在電極材料層102中以具有在一個(gè)很小空隙率的很小空隙區(qū)域112。因此當(dāng)由于充電顆粒101被體積膨脹時(shí)，電極材料層102最終被破壞，造成電極材料層102中的裂縫112[見圖9(d)]。當(dāng)產(chǎn)生這種裂縫時(shí)，出現(xiàn)的問題是電極材料層102被從集電器100剝離，并且當(dāng)充放電循環(huán)被重復(fù)時(shí)電極材料層被精細(xì)地粉末化，從而作為陽(yáng)極的電極結(jié)構(gòu)體的阻抗增加，導(dǎo)致縮短充放電循環(huán)壽命?，F(xiàn)在，本發(fā)明的電極結(jié)構(gòu)體中的電極材料層可以被設(shè)計(jì)成具有兩層結(jié)構(gòu)。例如，具有平均顆粒尺寸在0.5到60μm范圍內(nèi)的一個(gè)電極材料層(包括35％重量或更多的顆?；|(zhì)材料(基質(zhì)材料顆粒))作為第一層，形成在板狀集電器的一個(gè)表面或相對(duì)表面上，一個(gè)包括80～98％重量的無(wú)機(jī)材料和2～20％重量的有機(jī)聚合物的第二層。圖10是一個(gè)示意性截面圖，示出了具有如上所述的這種兩層結(jié)構(gòu)的一個(gè)電極結(jié)構(gòu)體(11)。特別是，圖10所示的電極結(jié)構(gòu)體11包括依此順序粘貼在板狀集電器100上的一個(gè)第一層102′和一個(gè)第二層112，其中所說(shuō)的第一層102′的結(jié)構(gòu)類似于圖1所示的電極材料層(102)的結(jié)構(gòu)，但特別是，它包括35％重量或更多的平均顆粒尺寸在0.5到60μm的顆?；|(zhì)材料101(基質(zhì)材料顆粒)，所說(shuō)的第二層112包括一種無(wú)機(jī)材料113(含量為重量的80到98％)和一種有機(jī)聚合物114(含量為重量的2到20％)。在電極結(jié)構(gòu)體11的優(yōu)選實(shí)施例中，第一層102′中的顆?；|(zhì)材料101的電阻率，當(dāng)其在20℃整體狀態(tài)時(shí)大于集電器100的構(gòu)成狀態(tài)，并且，第二層112中的無(wú)機(jī)材料113的電阻率，當(dāng)其在20℃整體狀態(tài)時(shí)大于第一層102′中顆粒基質(zhì)材料101的電阻率。在一個(gè)特殊實(shí)施例中，在使用電極結(jié)構(gòu)體11作為可充電電池中的陽(yáng)極的情況下，當(dāng)電極結(jié)構(gòu)體在最初狀態(tài)或?qū)嵸|(zhì)上已經(jīng)進(jìn)行過放電(特別是，在超過容量95％的電量已經(jīng)被放電的狀態(tài)下)狀態(tài)下，第一層102′和第二層被設(shè)計(jì)成關(guān)于電阻率的上述關(guān)系能夠被實(shí)現(xiàn)。在此情況下，當(dāng)電極結(jié)構(gòu)體11被用作可充電鋰電池(其中的陽(yáng)極活性材料是鋰)或可充電鋅電池(其中的陽(yáng)極活性材料是鋅)中的陽(yáng)極時(shí)，由于充電，作為穿過第二層112的陽(yáng)極活性材料的鋰離子或鋅離子被還原，以沉積在位于集電器100附近的第一層102′中，并且由于第二層的電阻率高，在第二層112中沒有沉積鋰或鋅，直到超過第一層102′的活性材料保有容量。另一方面，在第二層112的電阻率相對(duì)較低的情況下，考慮到基于充電的可能性，陽(yáng)極活性材料被沉積在第一層102′中，然后到達(dá)第二層112，在第二層112中開始沉積；當(dāng)充放電循環(huán)被進(jìn)一步重復(fù)時(shí)，由于充電沉積在第二層112中的陽(yáng)極活性材料生長(zhǎng)成枝晶，依據(jù)相關(guān)狀況，將在陽(yáng)極和陰極之間產(chǎn)生內(nèi)部短路。然而，如上所述構(gòu)成的電極結(jié)構(gòu)體不受上述可能性的影響。特別是，當(dāng)該電極結(jié)構(gòu)體被用作可充電鋰電池或可充電鋅電池中的陽(yáng)極時(shí)，有效地防止了基于充電的陽(yáng)極活性材料枝晶的產(chǎn)生和生長(zhǎng)。并且在充電時(shí)，陽(yáng)極活性材料被有效地保持在第一層102′中，并在放電時(shí)被有效地從第一層102′釋放出來(lái)，基于重復(fù)充放電循環(huán)的重復(fù)體積膨脹和收縮造成某些裂縫，即使當(dāng)?shù)谝粚?02′受到比裂縫的影響時(shí)，第二層112用于防止第一層102′被剝離。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)分別具有一個(gè)延長(zhǎng)了的充放電循環(huán)壽命的理想的可充電鋰電池和可充電鋅電池。如上所述，兩層結(jié)構(gòu)的電極結(jié)構(gòu)體11包括按此順序粘貼在板狀電極100上的第一層102′和第二層112，其特征在于第一層102′包括0.5到60μm顆粒尺寸的35％重量或更多的顆?；|(zhì)材料101(基質(zhì)材料顆粒)，第二層112包括含量為80到98％重量的無(wú)機(jī)材料113和含量為2到20％重量的有機(jī)材料114。該電極結(jié)構(gòu)體具有如上所述的優(yōu)越性。即，當(dāng)用作可充電電池(可充電鋰電池或可充電鋅電池)中的陽(yáng)極時(shí)，作為陽(yáng)極的電極結(jié)構(gòu)體理想地跟隨其基于重復(fù)充放電的重復(fù)膨脹和收縮，即使充放電循環(huán)連續(xù)地重復(fù)經(jīng)過一段很長(zhǎng)的時(shí)間，第二層112總是保護(hù)第一層102′不被破壞。對(duì)于第二層112中的無(wú)機(jī)材料113，在20℃整體狀態(tài)下其電阻率被理想地優(yōu)選在1×10-4到1×102Ω·cm的范圍內(nèi)，或更優(yōu)選的范圍是1×10-4到1×101Ω·cm?？紤]第一層102′中顆?；|(zhì)材料101的電阻率(電阻抗)優(yōu)選范圍[20℃整體狀態(tài)下1×10-6到1×100Ω·cm]，通過增加第二層112的電阻率，使其大于第一層102′的電阻率，能夠有效地防止充電時(shí)活性材料沉積在第二層的表面上。對(duì)于第二層112的厚度，希望其在1到30μm的范圍內(nèi)。在此情況下，出現(xiàn)在第一層102′的表面中的不平點(diǎn)被第二層112理想地覆蓋。此外，保證了在充電時(shí)第一層102′中保有了大量的陽(yáng)極活性材料。此狀況使得能夠制造每單位體積具有大電池容量的可充電電池(可充電鋰電池或可充電鋅電池)。為了進(jìn)一步增加電池容量，希望第二層的厚度優(yōu)選在5到20μm的范圍內(nèi)。對(duì)于上述電極結(jié)構(gòu)體，在被用作可充電鋰電池或可充電鋅電池中的陽(yáng)極的情況下，特別是在充電前，優(yōu)選的是，第一層102′的電阻率是集電器100結(jié)構(gòu)電阻率的10倍或更多，第二層112的電阻率是第一層102′電阻率的10倍或更多。從而，即使在重復(fù)充放電循環(huán)進(jìn)行了了一段很長(zhǎng)的時(shí)間時(shí)，鋰或鋅枝晶的產(chǎn)生被理想地阻止，從而延長(zhǎng)了電池的充放電循環(huán)壽命。第二層112中的無(wú)機(jī)材料113的具體例子是含碳材料，包括無(wú)定形碳和石墨、金屬氧化物、金屬硼酸鹽、金屬硝酸鹽、金屬碳酸鹽、和這些金屬的混合物。這種金屬氧化物的具體例子是氧化銦、氧化錫、氧化鋅、及其混合物。有機(jī)材料114的具體例子是聚烯烴如聚乙烯和聚丙烯、氟樹脂如聚偏氟乙烯和四氟乙烯聚合物、以及纖維素。第二層112的形成，例如，可以以下述方式進(jìn)行。包括含量為80到98％重量的任何上述無(wú)機(jī)材料和含量為2到20％重量的任何上述有機(jī)材料(適于用作粘結(jié)劑)的一種混合物與一種有機(jī)材料溶劑混合，獲得一膠狀混合物。根據(jù)形成電極材料層的前述方式，理想含量的該膠狀混合物形成在集電器100上之前被涂于第一層102′上，然后干燥，從而形成作為第二層112的一個(gè)層。此外，第二層112的形成也可以以下述方式進(jìn)行，無(wú)須使用溶劑。即，上面使用的這種混合物被壓模在第一層102′上，形成作為第二層112的一個(gè)層。使用上述用作一個(gè)電極的任何電極結(jié)構(gòu)體，能夠獲得一理想的可充電電池。特別是，通過使用在具有高能量密度的可充電電池中作為陽(yáng)極的電極結(jié)構(gòu)體，在此電池中活性材料如鋰或鋅充電時(shí)易于沉積成枝晶狀態(tài)，例如，可充電鋰電池或可充電鋅電池，電池壽命(充放電循環(huán)壽命)能夠被理想地延長(zhǎng)。下面，將參考圖11對(duì)本發(fā)明的可充電電池結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子進(jìn)行描述。圖11是一個(gè)示意性截面圖，示出了本發(fā)明可充電電池(可充電鋰電池或可充電鋅電池)一個(gè)例子的基本結(jié)構(gòu)。在圖11所示的電池中，包括一個(gè)隔板413(包括一種電解質(zhì)或電解質(zhì)溶液)的一個(gè)組裝體嵌入在陽(yáng)極411(包括圖1或圖10所示本發(fā)明的電極結(jié)構(gòu)體)和陰極412之間，被電池殼體414(或電池外殼)密封。在一種固體電解質(zhì)被用作電解質(zhì)的情況下，沒有隔板被臨時(shí)安裝。標(biāo)號(hào)415表示一個(gè)設(shè)在電池殼體帽上的負(fù)端子(負(fù)輸出和輸入端)，同時(shí)通過一根導(dǎo)線連接到陽(yáng)極411，標(biāo)號(hào)416表示一個(gè)設(shè)在電池殼體帽上的正端子(正輸出和輸入端)，同時(shí)通過一根導(dǎo)線連接到陰極412。下面，將描述每一個(gè)可充電鋰電池和可充電鋅電池中的每一電池組成部分(不包括陽(yáng)極)。陰極陰極(412)通過包括一個(gè)陰極集電器、一種陰極活性材料、一種導(dǎo)電輔助材料和一種粘結(jié)劑。陰極通常通過在適于用作陰極集電器的部件上沉積陰極活性材料、導(dǎo)電輔助材料和粘結(jié)劑組成的混合物而形成。導(dǎo)電輔助材料包括石墨、碳黑如ketien黑和乙炔黑、以及鎳或類似物的金屬精細(xì)粉末。在可充電鋰電池情況下，對(duì)于使用無(wú)水系列電解質(zhì)溶液情況下的粘結(jié)劑，可以包括聚烯烴如聚乙烯、聚丙烯以及類似物。在可充電鋅電池情況下，對(duì)于使用含水系列電解質(zhì)溶液情況，粘結(jié)劑可以包括纖維素如羧甲基纖維素、聚乙烯醇和聚氯乙烯。對(duì)于可充電鋰電池情況下的陰極活性材料，通常使用從過渡金屬、過渡金屬硫化物、鋰-過渡金屬?gòu)?fù)合氧化物和鋰-過渡金屬合成硫化物選擇的一種化合物。這些過渡金屬氧化物和過渡金屬硫化物的金屬可以包括部分具有d-殼或f-殼的金屬。這種金屬的具體例子是Sc、Y、鑭系元素、錒系元素、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Re、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag和Au。這些元素中，Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni和Cu最適合。對(duì)于可充電鎳-鋅電池情況下的陰極活性材料，通常使用羥基氧化鎳或氫氧化鎳。對(duì)于包括一個(gè)陰極集電器、一種催化劑和一種防水劑的可充電鋅-氧電池情況下的陰極活性材料，使用氧。此氧通常是從空氣中供給的。對(duì)于此情況下的催化劑，通常使用多孔碳材料、多孔鎳材料、氧化銅或氧化鎳。防水劑可以包括氟樹脂如多孔四氟乙烯聚合物和多孔聚偏氟乙烯。對(duì)于可充電溴-鋅電池情況下的陰極活性材料，通常使用溴。陰極集電器(圖11中未示出)用于提供電流，從而它能夠被有效地利用充電電極反應(yīng)或收集放電時(shí)產(chǎn)生的電流。因此希望陰極集電器由一種高電導(dǎo)率并且不參與電池反應(yīng)的材料構(gòu)成。這種材料的具體例子是金屬如Ni、Fe、Ti、Ai、Pt、Au、和Pb；這些金屬的合金如不銹鋼；和兩種或多種所說(shuō)的金屬的金屬化合物。在陰極集電器用于可充電鋅電池的情況下，當(dāng)試圖使用Al時(shí)，由于Al溶于堿性電解質(zhì)溶液，需要其被其他金屬覆蓋或?qū)⑵涓采w成一種合金使用。陰極集電器可以被制成板狀、薄片狀、網(wǎng)狀、多孔狀海綿、纖維狀、沖孔金屬狀、或膨脹金屬狀。隔板隔板(413)被嵌入陽(yáng)極和陰極之間，用于陽(yáng)極和陰極受到短路破壞。此外，隔板還用于保持電解質(zhì)溶液。要求隔板具有多孔結(jié)構(gòu)，適于允許包含在可充電電池中的充放電反應(yīng)中的鋰離子、水合氫離子、羥離子或類似離子穿過，還要求其在電解質(zhì)溶液中不溶解并且穩(wěn)定。隔板通常由具有微孔結(jié)構(gòu)的非織布或隔膜構(gòu)成，由玻璃、聚烯烴如聚丙烯或聚乙烯、氟樹脂、或酰胺制成?？蛇x擇地，隔板可以由分別具有一些微孔的金屬氧化物膜或與金屬氧化物結(jié)合的樹脂膜構(gòu)成。特別是當(dāng)隔板由多層金屬氧化物膜構(gòu)成時(shí)，隔板有效地防止了枝晶穿過，并且因此，理想地防止了陽(yáng)極和陰極之間內(nèi)部短路的產(chǎn)生。而且，在隔板由一種不燃燒部件如氟樹脂膜、玻璃或金屬氧化物膜構(gòu)成的情況下，即使在如上所述的內(nèi)部短路可能不希望地產(chǎn)生的情況下，也能夠獲得安全性方面的改進(jìn)。電解質(zhì)對(duì)于電解質(zhì)(被包含在圖11中的隔板413中)，可以使用一種合適的電解質(zhì)，如溶解在一種溶劑中的所說(shuō)的電解質(zhì)溶液，或通過膠凝劑硬化的所說(shuō)的溶液的一種材料。但是，通過在一種溶劑中溶解一種合適的電解質(zhì)獲得的一種電解質(zhì)溶液通常以所說(shuō)的電解質(zhì)溶液被保持在隔板上被使用。電解質(zhì)的離子傳導(dǎo)性能越高越好。特別是，希望使用的電解質(zhì)其電子傳導(dǎo)性能在25℃時(shí)優(yōu)選在1×10-3S/cm或更大，或者更優(yōu)選的是5×10-3S/cm或更大。對(duì)于可充電鋰電池情況下的電解質(zhì)，通常使用溶解在一種給定溶劑中的一種給定的電解質(zhì)。這里的電解質(zhì)可以包括無(wú)機(jī)酸如H2SO4、HCl和HNO3；具有路易斯酸離子的Li-(鋰離子)鹽如BF4-、PF6-、ClO4-、CF3SO3-、或BPh4-(Ph為苯基)；和兩種或多種所說(shuō)的鹽的混合物。除了這些，也可以使用陰極的上述路易斯酸離子如鈉離子、鉀離子、四烴基銨離子、或類似離子。在任何情況下，希望上述鹽在經(jīng)過脫水或脫氧化后被使用，例如通過降壓下的熱處理。電解質(zhì)被溶解在其中的溶劑可以包括乙腈、苯基氰、丙烯碳酸酯(propylenccarbonate)、乙烯碳酸酯(ethylenecarbonate)二甲基碳酸酯(dimethlcarbonate)、二乙基碳酸酯(diethylcarbonate)、二甲基甲酰胺、四氫呋喃、硝基苯、二氯乙烷、二乙氧基乙烷、1，2-二甲氧基乙烷、氯苯、γ-丁內(nèi)酯、二氧戊烷、環(huán)丁砜、硝基甲烷、二甲硫、二甲亞砜、甲酸甲酯、3-甲基-2-噁唑烷酮、2-甲基四氫呋喃、3-丙基斯德酮、二氧化硫、膦酰氯、亞酰氯、氯化硫、和兩種或多種這些物質(zhì)的混合物。對(duì)于這些溶劑，希望它們?cè)谑褂弥敖?jīng)過脫水作用，通過活性鋁土、分子篩、五氧化二磷、或氯化鈣進(jìn)行脫水。可選擇的是，可以使它們經(jīng)過存在堿金屬的情況下在惰性氣體組成的氣氛下蒸餾，其中的水分和上述物質(zhì)被除去。為了防止電解質(zhì)溶液泄露，希望電解質(zhì)溶液通過膠凝劑被膠凝。在此情況下使用的膠凝劑可以包括具有吸收電解質(zhì)溶液的溶劑以膨脹的特性的聚合物。這種聚合物的具體例子是環(huán)氧乙烷、聚乙烯醇、和聚丙烯酰胺。此外也可以使用淀粉。對(duì)于其陽(yáng)極活性材料是鋅的鎳-鋅電池或其陽(yáng)極活性材料是鋅的鋅-氧電池情況下的電解質(zhì)，使用包括一種溶解在水中的堿如氫氧化鉀、氫氧化鈉或氫氧化鋰的一種電解質(zhì)作為溶劑。對(duì)于其陽(yáng)極活性材料是鋅的溴-鋅電池情況下的電解質(zhì)，使用包括一種溶解在水中的鹽如溴化鋅的一種電解質(zhì)作為溶劑。對(duì)于用于這些可充電鋅系列電池中的電解質(zhì)溶液，為了防止其泄露，希望其通過可充電鋰電池情況下使用的任何一種膠凝劑被膠凝?？沙潆婋姵氐男螤詈徒Y(jié)構(gòu)根據(jù)本發(fā)明，對(duì)可充電電池的形狀沒有特殊的限制。對(duì)于可充電電池的形狀，可以是平圓狀(硬幣狀)、圓柱狀、棱柱形、或片狀。對(duì)于電池結(jié)構(gòu)，包括單層型、多層型和螺旋-纏繞型。在螺旋-纏繞圓柱可充電電池的情況下，它包括一個(gè)重復(fù)纏繞以給定軸的裝配體(包括嵌入在一個(gè)陽(yáng)極和一個(gè)陰極之間的一個(gè)隔板)，其優(yōu)越性在于電池面積能夠被按理想增加，并且重復(fù)充放電時(shí)能夠流過一個(gè)高電流。在棱柱形或片形可充電電池情況下，其優(yōu)越性在于容納電池的裝置的空間能夠被有效地利用。下面，將參考圖12、13和14更加詳細(xì)地描述這種電池的形狀和結(jié)構(gòu)。圖12是一個(gè)示意性截面圖，示出了單層結(jié)構(gòu)型平板電池的一個(gè)例子。圖13是一個(gè)示意性截面圖，示出了螺旋纏繞圓柱電池的一個(gè)例子。圖14是一個(gè)示意性立體圖，示出了棱柱電池的一個(gè)例子。這些電池基本具有一個(gè)類似于圖11所示電池的結(jié)構(gòu)，并且它們包括一個(gè)陽(yáng)極、一個(gè)陰極、一個(gè)包括電解質(zhì)(或電解質(zhì)溶液)的隔板，一個(gè)電池殼體和一對(duì)端子。在圖12中，標(biāo)號(hào)501表示一個(gè)陽(yáng)極(包括一個(gè)陽(yáng)極材料層)、標(biāo)號(hào)503表示一個(gè)陰極(包括一個(gè)陰極材料層)，標(biāo)號(hào)505表示一個(gè)陽(yáng)極帽(或陽(yáng)極端子)，標(biāo)號(hào)506表示一個(gè)陰極蓋(或陰極端子)，標(biāo)號(hào)507表示一個(gè)具有容納于其中的電解質(zhì)(或電解質(zhì)溶液)的隔板，標(biāo)號(hào)510表示一個(gè)墊片(或絕緣密封墊)。在圖13中，標(biāo)號(hào)601表示一個(gè)集電器，標(biāo)號(hào)602表示一個(gè)陽(yáng)極材料層，標(biāo)號(hào)603表示一個(gè)陽(yáng)極，標(biāo)號(hào)604表示一個(gè)陰極集電器，標(biāo)號(hào)605表示一個(gè)陰極材料層，標(biāo)號(hào)606表示一個(gè)陰極，標(biāo)號(hào)607表示一個(gè)具有容納于其中的電解質(zhì)(或電解質(zhì)溶液)的隔板，標(biāo)號(hào)608表示一個(gè)陽(yáng)極蓋(或陽(yáng)極端子)，標(biāo)號(hào)609表示一個(gè)陰極帽(或陰極端子)，標(biāo)號(hào)611表示一個(gè)絕緣板，標(biāo)號(hào)612表示一根陽(yáng)極導(dǎo)線，標(biāo)號(hào)614表示一個(gè)安全氣孔。特別是，在圖12所示的單層結(jié)構(gòu)型平板電池(所謂的硬幣狀電池)中，一個(gè)包括陰極503(包括陰極材料層)和陽(yáng)極501(包括陽(yáng)極材料層)的組件被裝入陰極蓋506中，陰極503和陽(yáng)極501以此順序?qū)盈B，從陰極側(cè)至少到具有容納于其中的電解質(zhì)溶液隔板507。陰極蓋506中組件的陽(yáng)極側(cè)被作為陽(yáng)極端子的陽(yáng)極帽505密封，陰極蓋506的剩余內(nèi)部空間被墊片510(包括一種絕緣材料)密封。在圖13所示的螺旋-纏繞圓柱電池中，重復(fù)纏繞給定軸的一個(gè)組件被裝入作為陽(yáng)極端子的陽(yáng)極蓋608中，從而側(cè)面和組件的給定底面?zhèn)缺魂?yáng)極蓋608覆蓋，所說(shuō)的組件包括具有至少一種電解質(zhì)容納于其中的隔板607，隔板607嵌入具有形成在陰極集電器604上的陰極材料層605的陰極606和具有形成在陽(yáng)極集電器601上的陽(yáng)極材料層602的陽(yáng)極603之間。在陽(yáng)極蓋608的未覆蓋側(cè)，陰極帽609作為陰極端子被安裝。陽(yáng)極蓋608的剩余內(nèi)部空間被墊片610(包括一種絕緣材料)密封。具有圓柱結(jié)構(gòu)的層疊電極組件通過絕緣板611與陰極帽側(cè)絕緣。陰極606通過陰極導(dǎo)線613電連接到陰極帽609。類似地，陽(yáng)極603通過陽(yáng)極導(dǎo)線612電連接到陽(yáng)極蓋608。在陰極帽側(cè)，提供安全氣孔614用于調(diào)整電池內(nèi)部壓力。圖14所示的棱柱電池包括多個(gè)單元電池，在具有一個(gè)帽的電池殼體709中并聯(lián)結(jié)合，其中每一個(gè)單元電池包括一個(gè)隔板707，一種電解質(zhì)溶液容納于隔板707中，隔板707嵌入到包括一個(gè)陽(yáng)極材料層的一個(gè)陽(yáng)極701和包括一個(gè)陰極材料層的一個(gè)陰極703之間。陽(yáng)極701被電連接到陽(yáng)極端子705，陰極703被電連接到陰極端子706。棱柱電池在電池殼體709的帽上具有多個(gè)安全氣孔714。具有圖12或圖13所示結(jié)構(gòu)的電池可以通過例如下述方式制造。一個(gè)包括嵌入到陽(yáng)極材料層(501、601)和陰極材料層(503、603)之間的隔板(507、607)被固定到陰極蓋(506)和陽(yáng)極蓋(608)中。因此，電解質(zhì)被引入其中。其結(jié)果是與陽(yáng)極帽(505)或陰極帽(609)和墊片(510、610)組裝，然后經(jīng)過捻縫處理。因此，獲得具有圖12或13所示結(jié)構(gòu)的電池。在可充電鋰電池的情況下，為了防止鋰與水的化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)生，也為了防止可充電鋰電池由于鋰與水分在電池內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)而被破壞，希望其組件的制造及其制備在沒有水分的干燥空氣氣氛下或沒有水分的干燥惰性氣體氣氛下進(jìn)行。具有圖14所示結(jié)構(gòu)的棱柱電池可以被制造，例如，以下述方式。包括夾在陽(yáng)極701和陰極703之間的隔板的多個(gè)單元電池通過集電器700并聯(lián)連接集中裝在一個(gè)組件中。該組件被裝在電池殼體709中。此后，電解質(zhì)溶液被注入電池殼體709。然后，集電器700被電連接到陽(yáng)極端子705以及陰極端子706。最后，帽被蓋在電池殼體709上，以密封電池殼體內(nèi)部。由此，獲得具有圖14所示結(jié)構(gòu)的棱柱電池。下面，將對(duì)根據(jù)本發(fā)明的上述電池的構(gòu)成部件(除了已經(jīng)被描述的部件)進(jìn)行描述。墊片對(duì)于墊片(510、610)的構(gòu)成，可以使用，例如，聚烯烴樹脂、氟樹脂、聚酰胺樹脂、聚砜樹脂、和各種橡膠在圖12或13所示結(jié)構(gòu)的情況下，電池密封典型地通過墊片捻縫進(jìn)行。除此之外，也可以通過玻璃密封、粘附劑密封、熔焊或低溫焊接進(jìn)行。分別地，對(duì)于圖13所示的絕緣板(611)，可以使用有機(jī)樹脂或陶瓷。電池殼體、陽(yáng)極蓋、陰極蓋、陽(yáng)極帽和陰極帽在圖12和13所示的每一個(gè)電池中，電極端子、陰極蓋和陽(yáng)極蓋的結(jié)合或陽(yáng)極蓋、陰極帽及類似物的結(jié)合用作電池殼體。特別是，在圖12的情況下，陰極蓋506和陽(yáng)極帽505分別也用作電池殼體。在圖13所示的情況下，陽(yáng)極蓋608和陰極帽609分別也用作電池殼體。因此，這些也用作輸入或輸出端子的部件被理想地通過不銹鋼構(gòu)成，如鍍鈦不銹鋼、鍍銅不銹鋼、鍍鎳鋼、或類似物。在圖14的情況下，電池殼體不能被用作電極端子。因此，除了上述這些不銹鋼，電池殼體709的構(gòu)成可以包括，金屬如鋅、塑料如聚丙烯、和金屬和玻璃纖維與塑料的混合物。安全氣孔對(duì)于圖13(見標(biāo)號(hào)614)所示的情況和圖14(見標(biāo)號(hào)714)所示的情況，為了保證當(dāng)電池內(nèi)部壓力偶然增加時(shí)的安全性，根據(jù)本發(fā)明的任何可充電電池理想地設(shè)有合適的安全氣孔。通過連通電池內(nèi)部與外部，從而減小電池增加的內(nèi)部壓力。安全氣孔可以由包括橡膠、彈簧、金屬boll或安全箔的材料構(gòu)成。分別地，如前所述，對(duì)于可充電鋰電池的前述電極結(jié)構(gòu)體的任何構(gòu)成材料和部件，希望它們?cè)谑褂弥氨怀浞值孛撍?。并且希望使用這些材料的任何前述電極結(jié)構(gòu)體和電池的制造在已被充分脫水的空氣下進(jìn)行。此外，對(duì)于用于各種材料的溶劑，對(duì)它們來(lái)說(shuō)重要的是使用之前被充分地脫水。這種溶劑的脫水可以通過活性鋁土、分子篩、五氧化二磷、或氯化鈣進(jìn)行。依據(jù)溶劑的種類，可以通過存在堿金屬的情況下在惰性氣體組成的氣氛下蒸餾進(jìn)行脫水，其中的水分和上述物質(zhì)被除去。在制造任何前述可充電鋅系列電池的情況下，并非總是需要其構(gòu)成材料和部件被脫水。下面，將參考例子更詳細(xì)地描述本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解這些例子僅用于解釋說(shuō)明的目的，本發(fā)明不局限于這些例子。例子1在此例中，制備如下所述具有圖1中的這種橫截面結(jié)構(gòu)的電極結(jié)構(gòu)體。用作集電器100的18μm厚的銅箔通過丙酮和異丙基乙醇進(jìn)行脫脂和清洗處理，然后干燥。如此清洗作為陰極的集電器和Sn制成作為陽(yáng)極的一個(gè)板被排列在包含在電解槽中的下述組分的一種電解質(zhì)溶液中，它們彼此相對(duì)，同時(shí)在兩電極之間具有6cm的距離。電解質(zhì)溶液的溫度被調(diào)整并保持在25℃，DC電場(chǎng)被施加在兩電極之間同時(shí)攪拌電解質(zhì)溶液，陰極的電流密度被調(diào)整到10mA/cm2，在20C/cm2(其中C是庫(kù)侖)的恒定凈電鍍電荷情況下在陰極產(chǎn)生沉積。兩極間電壓為1V。由此，在集電器上形成一個(gè)包括顆粒金屬錫材料的層102(以下稱此層為“金屬錫層”)。[電解質(zhì)溶液的組分]硫酸亞錫40g/L硫酸60g/L明膠2g/L溶劑水(“L”在這里的電解質(zhì)溶液組分的描述中和下文中是指“升”)具有形成在其上的金屬錫層的集電器被水洗，接著使用包含溶解在其中的60g/L的Na3PO4·12H2O的水溶液進(jìn)行表面處理，并在60℃保持60秒，然后進(jìn)行水洗，然后干燥。由此，獲得一種具有電極材料層102的電極結(jié)構(gòu)體10，電極材料層102包括金屬錫層。對(duì)于生成的電極結(jié)構(gòu)體，電極材料層的厚度通過千分尺進(jìn)行檢查。結(jié)果，發(fā)現(xiàn)電極材料層具有30μm的厚度。分別地，電極結(jié)構(gòu)體的表面，即作為電極材料層102的金屬錫層的表面通過掃描電子顯微鏡(SEM)進(jìn)行觀測(cè)，獲得四個(gè)顯微照片，即，圖17所示放大200倍的SEM顯微照片、圖18所示放大1,000倍的SEM顯微照片、圖19所示放大3,000倍的SEM顯微照片、圖20所示放大20,000倍的SEM顯微照片。基于這些SEM顯微照片，發(fā)現(xiàn)集電器100上的電極材料層102包括平均顆粒尺寸25μm的錫(Sn)顆粒。例子2除了包含在電解質(zhì)溶液中的明膠的量被從2g/L改變到20g/L外，例子1的過程被重復(fù)，從而獲得一種具有圖1所示橫截面結(jié)構(gòu)的電極結(jié)構(gòu)體，它包括形成在集電器100上的一個(gè)金屬錫層102(包括一種顆粒金屬錫材料)。對(duì)于金屬錫層，其厚度被千分尺測(cè)量。結(jié)果，發(fā)現(xiàn)厚度為20μm。例子3除了電解質(zhì)溶液被市場(chǎng)上可買到的non-bright型(商標(biāo)名LEADSB，C.UymuraCo.，有限公司)鍍錫電解質(zhì)溶液代替外，例子1的過程被重復(fù)，從而獲得一種具有圖1所示橫截面結(jié)構(gòu)的電極結(jié)構(gòu)體，它包括形成在集電器100上的一個(gè)金屬錫層102(包括一種顆粒金屬錫層)。對(duì)于金屬錫層，其厚度被千分尺測(cè)量。結(jié)果，發(fā)現(xiàn)厚度為18μm。例子4除了電解質(zhì)溶液被下述組分的電解質(zhì)溶液代替并且陰極電流密度被變到5mA/cm2外，例子1的過程被重復(fù)，從而獲得一種具有圖1所示橫截面結(jié)構(gòu)的電極結(jié)構(gòu)體，它包括形成在集電器100上的一個(gè)金屬錫層102(包括一種顆粒金屬錫材料)。[電解質(zhì)溶液的組分]硫酸亞錫10g/L焦磷酸鉀40g/L聚乙二醇40001g/L甲醛液0.32mol/l溶劑水對(duì)于獲得的電極結(jié)構(gòu)體的金屬錫層，其厚度被千分尺測(cè)量。結(jié)果，發(fā)現(xiàn)厚度為15μm。例子5除了電解質(zhì)溶液被下述組分的電解質(zhì)溶液(包含4-乙烯基吡啶，作為適用于電解還原聚合作用中的單體)代替外，例子1的過程被重復(fù)，從而獲得一種具有圖1所示橫截面結(jié)構(gòu)的電極結(jié)構(gòu)體，它包括形成在集電器100上的一個(gè)金屬錫層102(包括一種顆粒金屬錫-聚合物合成材料)。[電解質(zhì)溶液的組分]硫酸亞錫40g/L硫酸60g/L4-乙烯基吡啶10g/L溶劑水對(duì)于獲得的電極結(jié)構(gòu)體的金屬錫層，其厚度被千分尺測(cè)量。結(jié)果，發(fā)現(xiàn)厚度為50μm。例子6除了電解質(zhì)溶液被下述組分的電解質(zhì)溶液(包含苯胺和呋喃，作為適用于電解氧化聚合作用中的單體)代替并且DC電場(chǎng)被AC脈沖電場(chǎng)代替外，例子1的過程被重復(fù)，從而獲得一種具有圖1所示橫截面結(jié)構(gòu)的電極結(jié)構(gòu)體，它包括形成在集電器100上的一個(gè)金屬錫層102(包括一種顆粒金屬錫-聚合物合成材料)。這里，在集電器側(cè)電流密度為10mA/cm2和AC脈沖寬度為(a)時(shí)間(還原)/(b)時(shí)間(氧化)＝1/3[這里所說(shuō)的(a)和(b)為集電器上的氧化還原反應(yīng)]的情況下，該脈沖電場(chǎng)被應(yīng)用直到集電器側(cè)陰極電量變?yōu)?0C/cm2。[電解質(zhì)溶液的組分]硫酸亞錫40g/L硫酸60g/L苯胺5g/L呋喃5g/L溶劑水和乙醇混合物(混合體積比1∶1)對(duì)于獲得的電極結(jié)構(gòu)體的金屬錫層，其厚度被千分尺測(cè)量。結(jié)果，發(fā)現(xiàn)厚度為30μm。例子7除了電解質(zhì)溶液被下述組分的電解質(zhì)溶液代替外，例子1的過程被重復(fù)，從而獲得一種具有圖1所示橫截面結(jié)構(gòu)的電極結(jié)構(gòu)體，它包括形成在集電器100上的一個(gè)金屬錫層102(包括一種顆粒金屬錫-碳合成材料)。[電解質(zhì)溶液的組分]硫酸亞錫40g/L硫酸60g/L明膠10g/L碳粉末(石墨化中間相微粒)20g/L表面活性劑(全氟乙烷)0.5g/L溶劑水對(duì)于獲得的電極結(jié)構(gòu)體的金屬錫層，其厚度被千分尺測(cè)量。結(jié)果，發(fā)現(xiàn)厚度為40μm。例子8除了電解質(zhì)溶液中硫酸含量被變?yōu)?0g/L外，例子1的過程被重復(fù)，從而獲得一種具有圖1所示橫截面結(jié)構(gòu)的電極結(jié)構(gòu)體，它包括形成在集電器100上的一個(gè)金屬錫層102(包括一種顆粒金屬錫材料)。對(duì)于獲得的電極結(jié)構(gòu)體的金屬錫層，其厚度被千分尺測(cè)量。結(jié)果，發(fā)現(xiàn)厚度33μm。例子9除了電解質(zhì)溶液被下述組分的電解質(zhì)溶液代替外，例子1的過程被重復(fù)，從而獲得一種具有圖1所示橫截面結(jié)構(gòu)的電極結(jié)構(gòu)體，它包括形成在集電器100上的一個(gè)金屬錫層102(包括一種顆粒Sn-In合金材料；此層在下文將被稱為“Sn-In合金層”)。[電解質(zhì)溶液的組分]硫酸亞錫40g/L硫酸銦(III)(n水合物)20g/L硫酸60g/L明膠2g/L溶劑水對(duì)于獲得的電極結(jié)構(gòu)體的金屬錫層，其厚度被千分尺測(cè)量。結(jié)果，發(fā)現(xiàn)厚度為28μm。分別地，對(duì)于Sn-In合金層的顆粒Sn-In合金材料，利用X-射線顯微分析儀(XMA)測(cè)試其元素組成比例。結(jié)果是Sn∶ln＝9∶1。例子10在此例中，將制備如下所述具有圖1所示的橫截面結(jié)構(gòu)的電極結(jié)構(gòu)體。通過將錫粉末(粒度低于600，純度99.7％)與3％重量的乙炔碳黑和2％重量的羧甲基纖維素(作為一種粘結(jié)劑)混合獲得一種混合物，并用水揉搓混合物，制備一種膠體。使用涂層器，該膠體被涂在作為集電器100的18μm厚的銅箔上，然后干燥，從而在作為集電器100的銅箔上形成作為電極材料層102的一個(gè)50μm厚的層(包括錫粉末)。該產(chǎn)物在150℃降壓下進(jìn)行干燥。由此，獲得一種電極結(jié)構(gòu)體。例子11在此例中，將制備如下所述具有圖1所示的橫截面結(jié)構(gòu)的電極結(jié)構(gòu)體。通過將75％重量的錫粉末(粒度低于600，純度99.7％)與20％重量的石墨、3％重量的乙炔碳黑和2％重量的羧甲基纖維素(作為一種粘結(jié)劑)混合獲得一種混合物，并用水揉搓混合物，制備一種膠體。使用涂層器，該膠體被涂在作為集電器100的18μm厚的銅箔上，然后干燥，從而在作為集電器100的銅箔上形成作為電極材料層102的一個(gè)50μm厚的層(包括錫粉末)。該產(chǎn)物在150℃降壓下進(jìn)行干燥。由此，獲得一種電極結(jié)構(gòu)體。例子12在此例中，將制備如下所述具有圖1所示的橫截面結(jié)構(gòu)的電極結(jié)構(gòu)體。這里提供硅粉末(平均顆粒尺寸5μm，純度98％)，該硅粉末已進(jìn)行氫氟酸處理，除去其表面的氧化物材料。然后，30％重量的所說(shuō)的硅粉末、50％重量的錫粉末(粒度低于600，純度99.7％)、15％重量的銦粉末(粒度低于325，純度99.9％)、3％重量的乙炔碳黑和2％重量的羧甲基纖維素(作為一種粘結(jié)劑)被混合，以獲得一種混合物，并用水揉搓該混合物，獲得一種膠體。使用涂層器，該膠體被涂在作為集電器100的18μm厚的銅箔上，然后干燥，從而在作為集電器100的銅箔上形成作為電極材料層102的一個(gè)50μm厚的層(包括硅、錫和銦粉末)。該產(chǎn)物在150℃降壓下進(jìn)行干燥。由此，獲得一種電極結(jié)構(gòu)體。參考例1一個(gè)100μm厚的錫金屬箔(KohjundoKagakuKabushikiKaisha制造)被制成一個(gè)電極結(jié)構(gòu)體。參考例2除了電解質(zhì)溶液中使用的明膠被省去外，例子1的過程被重復(fù)，從而獲得一種具有圖1所示橫截面結(jié)構(gòu)的電極結(jié)構(gòu)體，它包括形成在集電器100上的一個(gè)金屬錫層102(包括一種顆粒金屬錫材料)。對(duì)于獲得的電極結(jié)構(gòu)體的金屬錫層，其厚度被千分尺測(cè)量。結(jié)果，發(fā)現(xiàn)厚度為80μm。參考例3除了電解質(zhì)溶液被下述組分的電解質(zhì)溶液代替外，例子1的過程被重復(fù)，從而獲得一種具有圖1所示橫截面結(jié)構(gòu)的電極結(jié)構(gòu)體，它包括形成在集電器100上的一個(gè)金屬錫層102(包括一種顆粒錫材料)。[電解質(zhì)溶液的組分]硫酸亞錫40g/L焦磷酸鉀60g/L增亮劑TingloCulmo(高濃度型，美國(guó)LeaRonal有限公司制造)40ml/L溶劑水對(duì)于獲得的電極結(jié)構(gòu)體的金屬錫層，其厚度被千分尺測(cè)量。結(jié)果，發(fā)現(xiàn)厚度為15μm。電極結(jié)構(gòu)體分析對(duì)于例子1到12和參考例1到3中獲得的每一個(gè)電極結(jié)構(gòu)體，分析如下密度對(duì)于每一個(gè)電極結(jié)構(gòu)體的電極材料層，其重量被測(cè)量。電極材料層的密度基于其厚度(用千分尺獲得)和測(cè)量的重量被測(cè)定。獲得的結(jié)果集中在表1中示出?？紫堵蕦?duì)于每一個(gè)電極結(jié)構(gòu)體的電極材料層，其孔隙率被根據(jù)使用等式(1)和(2)的前述孔隙率測(cè)量方式測(cè)定。獲得的結(jié)果集中在表1中示出。平均顆粒尺寸對(duì)于每一個(gè)電極結(jié)構(gòu)體的電極材料層，電極材料層的Sn或Sn-合金構(gòu)成顆粒的平均顆粒尺寸被基于使用SEM的觀測(cè)結(jié)果測(cè)定。獲得的結(jié)果集中在表1中示出。表面粗糙度對(duì)于每一個(gè)電極結(jié)構(gòu)體的電極材料層，其表面狀態(tài)被根據(jù)前述觸針方法測(cè)定，獲得關(guān)于峰-谷高度的表面粗糙度。獲得的結(jié)果集中在表1中示出。X-射線衍射對(duì)于例子1到4和8以及參考例1到3中獲得的每一個(gè)電極結(jié)構(gòu)體的電極材料層，X-射線衍射(XRD)通過CuK的alpha(α)射線作為輻射源進(jìn)行，獲得一個(gè)XRD衍射峰值圖。如此獲得的衍射峰值圖被集中在圖16中示出。如圖16所示，可以理解下面的事實(shí)。(i)在每一個(gè)例子1到3的情況下，Miller指示器(index)具有(200)平面(2θ＝30.6°±1.0°)的取向。(ii)在例子4的情況下，Miller指數(shù)具有(101)平面(2θ＝32.0°±1.0°)的取向，也具有(112)平面(2θ＝62.5°±1.0°)的取向。(iii)在例子8的情況下，Miller指示器具有所說(shuō)的(200)平面、所說(shuō)的(101)平面、和所說(shuō)的(211)平面(2θ＝44.9°±1.0°)的每一平面的取向。(iv)但是，在參考例1和2的每一種情況下，不出現(xiàn)如本發(fā)明的上述例子中的這種不同的取向。基于圖16所示的每一衍射峰值圖，獲得最強(qiáng)峰值(第一峰值)的峰值強(qiáng)度與第二峰值強(qiáng)度的峰值強(qiáng)度比。獲得的結(jié)果集中在表中1示出。分別地，對(duì)于例子1到4和8以及參考例1和2中獲得的每一個(gè)電極結(jié)構(gòu)體的電極材料層，晶粒尺寸被根據(jù)使用Sherrer′s等式的前述方式測(cè)定。如此獲得的結(jié)果被集中在表1中示出?；诒?所示的結(jié)果，可以理解下面的事實(shí)。(i)對(duì)于例子1到12中獲得的電極結(jié)構(gòu)體的電極材料層102，它們具有一個(gè)落在本發(fā)明中關(guān)于孔隙率的規(guī)定范圍0.10到0.86內(nèi)的孔隙率，一個(gè)落在本發(fā)明中關(guān)于電極材料層密度的規(guī)定范圍1.00到6.56g/cm3內(nèi)的密度，一個(gè)落在本發(fā)明中關(guān)于電極材料層構(gòu)成的規(guī)定范圍0.5到60μm內(nèi)的平均顆粒尺寸，和一個(gè)落在本發(fā)明中關(guān)于電極材料層表面狀態(tài)的規(guī)定范圍1到60μm內(nèi)的表面粗糙度。(ii)特別是對(duì)于例子1到4和8中獲得的電極結(jié)構(gòu)體的電極材料層102，其晶粒尺寸為10到50nm。(iii)特別是對(duì)于例子1到4中獲得的電極結(jié)構(gòu)體的電極材料層102，其具有一個(gè)大于2的峰值強(qiáng)度比(即，關(guān)于XRD衍射峰值圖中的取向的最強(qiáng)峰值強(qiáng)度與第二峰值強(qiáng)度的比)。元素分析(Sn、C、O、N)對(duì)于例子1到2和5到7以及參考例2中獲得的電極結(jié)構(gòu)體的電極材料層102，根據(jù)前述元素分析方式，通過XPS(X-射線光電子能譜)，電極材料層中每一元素與Sn的組成比被測(cè)定。測(cè)定的結(jié)果被集中在表2中示出?；诒?所示的結(jié)果，可以理解以下事實(shí)。(i)當(dāng)電鍍電解質(zhì)溶液包含除了Sn還有明膠(見表1中例子1和2)或一種或多種有機(jī)化合物(見表2中例子5和6)時(shí)，C和N與Sn的組成比都增加。由于這種情況的原因，認(rèn)為這些元素(C和N)被包含在使用的有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)中，因此，在其形成期間通過電鍍，它們被混合為一個(gè)層，作為電極材料層。(ii)4-乙烯基吡啶的混合(例子5)、苯胺和呋喃的結(jié)合(例子6)、或明膠和碳的結(jié)合(例子7)，它們進(jìn)入電鍍電解質(zhì)溶液，增加了C的組成比。分別地，對(duì)于例子1和2中獲得的電極結(jié)構(gòu)體的電極材料層102，其表面被進(jìn)行氬離子蝕刻30分鐘。其表面區(qū)域已經(jīng)被除去的電極材料層被通過XPS進(jìn)行元素分析。獲得的結(jié)果被集中在表3中示出?；诒?和3中所示的結(jié)果，可以理解下面的事實(shí)。如上所述作為在例子1和2中獲得的每一電極結(jié)構(gòu)體的電極材料層102的已經(jīng)被蝕刻的表面區(qū)域，電極材料層中C、O和N與Sn的組成比都被減小。這表明在例子1和2中獲得的每一電極結(jié)構(gòu)體的電極材料層的表面?zhèn)葏^(qū)域中包含較大量的C、O和N?？沙潆婋姵氐睦酉旅妫瑢⒚枋錾婕案鶕?jù)本發(fā)明的可充電電池的例子。例子13以下述方式制備圖13所示結(jié)構(gòu)的可充電鋰電池，它是AA大小(13.9mm(直徑)×50mm)圓柱形。(1)陽(yáng)極603的制備根據(jù)例子1中制備電極結(jié)構(gòu)體的方法，制備一個(gè)包括30μm厚的顆粒金屬錫材料層(作為陽(yáng)極材料層602)的電極結(jié)構(gòu)體，顆粒金屬錫材料層形成在18μm厚的銅箔相對(duì)表面上，作為一個(gè)集電器601。如此獲得的電極結(jié)構(gòu)體被切割以獲得一個(gè)具有前述大小的電極結(jié)構(gòu)體。一條鎳制成的導(dǎo)線作為陽(yáng)極導(dǎo)線612通過點(diǎn)焊被連接到電極結(jié)構(gòu)體的集電器。從而獲得一個(gè)陽(yáng)極603。(2)陰極606的制備電解的二氧化錳與碳酸鋰以1∶0.4的摩爾比混合，然后進(jìn)行800℃熱處理，從而獲得一種鋰-錳復(fù)合氧化物。生成的鋰-錳復(fù)合氧化物以85wt.％的量與5wt％的乙炔碳黑粉末和10wt％聚偏氟乙烯混合。生成物與N-甲基-2-吡咯烷混合，獲得一種膠狀材料。使用涂層器，此膠狀材料被涂在作為集電器604的20μm厚的鋁箔相對(duì)表面上，然后進(jìn)行干燥，接著輥壓處理，并且生成物在150℃降壓下被干燥，以獲得一個(gè)包括形成在集電器604的相對(duì)表面上的90μm厚陰極材料層605的電極結(jié)構(gòu)體。如此獲得的電極結(jié)構(gòu)體被切割以獲得一個(gè)具有前述大小的電極結(jié)構(gòu)體。一條鋁制成的導(dǎo)線作為陰極導(dǎo)線613通過點(diǎn)焊被連接到電極結(jié)構(gòu)體的集電器。從而獲得一個(gè)陰極606。(3)電解質(zhì)溶液的制備提供一種無(wú)水混合溶劑，包括相等摩爾比的乙二醇碳酸酯(EC)和二甲基碳酸酯(DMC)。1M(mol/L)的四氟化硼酸鋰被溶解在混合溶劑中。由此獲得一種電解質(zhì)溶液。(4)隔板607提供具有許多孔的25μm厚聚乙烯組件作為隔板607。(5)可充電鋰電池的制造可充電鋰電池的制造在干燥氬氣氣氛下進(jìn)行，該氣氛關(guān)于濕度被控制在50℃露點(diǎn)范圍內(nèi)。(i)隔板607被嵌入陽(yáng)極603和陰極606之間，然后螺旋纏繞以提供一個(gè)結(jié)構(gòu)組合體，包括隔板/陰極/隔板/陽(yáng)極/隔板。組裝體被嵌入不銹鋼制成的陽(yáng)極蓋608中。(ii)陽(yáng)極導(dǎo)線612被點(diǎn)焊到陽(yáng)極蓋608的底部。通過縮口裝置在陽(yáng)極蓋的上部形成縮口。陰極導(dǎo)線613被點(diǎn)焊到陰極帽609，陰極帽609設(shè)有聚丙稀制成的墊片610。(iii)電解質(zhì)溶液被注入陽(yáng)極蓋。陽(yáng)極帽被裝上，然后通過捻縫機(jī)捻縫陽(yáng)極帽和陽(yáng)極蓋，進(jìn)行密封。由此，獲得一個(gè)可充電鋰電池。在此可充電鋰電池中，陰極具有比陽(yáng)極大的容量。例子14除了每個(gè)相對(duì)陽(yáng)極材料層602被根據(jù)例子2的過程形成的一個(gè)電極材料層代替外，例子13的過程被重復(fù)，從而獲得一個(gè)AA-尺寸的可充電鋰電池，并具有圖13所示的結(jié)構(gòu)。例子15除了每個(gè)相對(duì)陽(yáng)極材料層602被根據(jù)例子3的過程形成的一個(gè)電極材料層代替外，例子13的過程被重復(fù)，從而獲得一個(gè)AA-尺寸的可充電鋰電池，并具有圖13所示的結(jié)構(gòu)。例子16除了每個(gè)相對(duì)陽(yáng)極材料層602被根據(jù)例子4的過程形成的一個(gè)電極材料層代替外，例子13的過程被重復(fù)，從而獲得一個(gè)AA-尺寸的可充電鋰電池，并具有圖13所示的結(jié)構(gòu)。例子17除了每個(gè)相對(duì)陽(yáng)極材料層602被根據(jù)例子5的過程形成的一個(gè)電極材料層代替外，例子13的過程被重復(fù)，從而獲得一個(gè)AA-尺寸的可充電鋰電池，并具有圖13所示的結(jié)構(gòu)。例子18除了每個(gè)相對(duì)陽(yáng)極材料層602被根據(jù)例子6的過程形成的一個(gè)電極材料層代替外，例子13的過程被重復(fù)，從而獲得一個(gè)AA-尺寸的可充電鋰電池，并具有圖13所示的結(jié)構(gòu)。例子19除了每個(gè)相對(duì)陽(yáng)極材料層602被根據(jù)例子7的過程形成的一個(gè)電極材料層代替外，例子13的過程被重復(fù)，從而獲得一個(gè)AA-尺寸的可充電鋰電池，并具有圖13所示的結(jié)構(gòu)。例子20除了每個(gè)相對(duì)陽(yáng)極材料層602被根據(jù)例子8的過程形成的一個(gè)電極材料層代替外，例子13的過程被重復(fù)，從而獲得一個(gè)AA-尺寸的可充電鋰電池，并具有圖13所示的結(jié)構(gòu)。例子21除了每個(gè)相對(duì)陽(yáng)極材料層602被根據(jù)例子9的過程形成的一個(gè)電極材料層代替外，例子13的過程被重復(fù)，從而獲得一個(gè)AA-尺寸的可充電鋰電池，并具有圖13所示的結(jié)構(gòu)。例子22除了每個(gè)相對(duì)陽(yáng)極材料層602被根據(jù)例子10的過程形成的一個(gè)電極材料層代替外，例子13的過程被重復(fù)，從而獲得一個(gè)AA-尺寸的可充電鋰電池，并具有圖13所示的結(jié)構(gòu)。例子23除了每個(gè)相對(duì)陽(yáng)極材料層602被根據(jù)例子11的過程形成的一個(gè)電極材料層代替外，例子13的過程被重復(fù)，從而獲得一個(gè)AA-尺寸的可充電鋰電池，并具有圖13所示的結(jié)構(gòu)。例子24除了每個(gè)相對(duì)陽(yáng)極材料層602被根據(jù)例子12的過程形成的一個(gè)電極材料層代替外，例子13的過程被重復(fù)，從而獲得一個(gè)AA-尺寸的可充電鋰電池，并具有圖13所示的結(jié)構(gòu)。例子25除了陽(yáng)極603被一個(gè)包括一種電極結(jié)構(gòu)體的陽(yáng)極代替外，例子13的過程被重復(fù)，此電極結(jié)構(gòu)體具有圖10所示這種結(jié)構(gòu)，以下述方式被制備，從而獲得一個(gè)AA-尺寸的可充電鋰電池，并具有圖13所示的結(jié)構(gòu)。上述作為陽(yáng)極的電極結(jié)構(gòu)體以下述方式被制備。根據(jù)例子1用于制備電極結(jié)構(gòu)體的過程，在作為集電器(100)的18μm厚銅箔相對(duì)表面上形成一30μm厚顆粒金屬錫材料層(102′)。然后使用涂層器，膠狀材料(通過混合90％重量的石墨球狀粉末和10％重量的聚偏氟乙烯獲得一種混合物，將該混合物與N-甲基-2-吡咯烷混合)被涂在每個(gè)相對(duì)金屬錫材料層(102′)上，然后進(jìn)行干燥，在每個(gè)相對(duì)金屬錫材料層(102′)上形成一個(gè)10μm厚第二層。生成物在150℃降壓下被干燥。由此，獲得作為陽(yáng)極的上述電極結(jié)構(gòu)體。例子26除了陽(yáng)極603被一個(gè)包括一種電極結(jié)構(gòu)體的陽(yáng)極代替外，例子13的過程被重復(fù)，此電極結(jié)構(gòu)體具有圖10所示這種結(jié)構(gòu)，以下述方式被制備，從而獲得一個(gè)AA-尺寸的可充電鋰電池，并具有圖13所示的結(jié)構(gòu)。上述作為陽(yáng)極的電極結(jié)構(gòu)體以下述方式被制備。根據(jù)例子1用于制備電極結(jié)構(gòu)體的過程，在作為集電器(100)的18μm厚銅箔相對(duì)表面上形成一30μm厚顆粒金屬錫材料層(102′)。分別地，10％重量的聚偏氟乙烯在γ-丁內(nèi)脂中被分解，獲得一種溶液。通過將該溶液在90℃高壓釜中進(jìn)行熱處理，并將如此熱處理過的該溶液進(jìn)行冷卻處理，該溶液被凝膠，從而獲得一種凝膠體。該凝膠與9倍于包含在凝膠中聚偏氟乙烯重量的石墨球狀粉末混合，獲得兆時(shí)度一種膠狀材料。使用涂層器，將如此獲得的膠狀材料涂在每個(gè)相對(duì)金屬錫材料層(102′)上，然后進(jìn)行干燥，在每個(gè)相對(duì)的金屬錫材料層(102′)上形成一個(gè)10μm厚第二層。生成物在150℃降壓下被干燥。由此，獲得作為陽(yáng)極的上述電極結(jié)構(gòu)體。參考例4除了陽(yáng)極603被參考例1中作為電極結(jié)構(gòu)體的100μm厚的錫金屬箔代替外，例子13的過程被重復(fù)，從而獲得一個(gè)AA-尺寸的可充電鋰電池，并具有圖13所示的結(jié)構(gòu)。參考例5除了每一個(gè)相對(duì)的陽(yáng)極材料層602被根據(jù)參考例2的過程形成的一個(gè)電極材料層代替外，例子13的過程被重復(fù)，從而獲得一個(gè)AA-尺寸的可充電鋰電池，并具有圖13所示的結(jié)構(gòu)。參考例6除了每一個(gè)相對(duì)的陽(yáng)極材料層602被根據(jù)參考例3的過程形成的一個(gè)電極材料層代替外，例子13的過程被重復(fù)，從而獲得一個(gè)AA-尺寸的可充電鋰電池，并具有圖13所示的結(jié)構(gòu)。參考例7除了陽(yáng)極603被一個(gè)包括如下上述被制備的電極結(jié)構(gòu)體的陽(yáng)極代替外，例子13的過程被重復(fù)，從而獲得一個(gè)AA-尺寸的可充電鋰電池，并具有圖13所示的結(jié)構(gòu)。上述作為陽(yáng)極的電極結(jié)構(gòu)體以下述方式被制備。平均顆粒尺寸為6μm的碳粉末(石墨化中間相微粒)以90％的重量與10％重量的聚偏氟乙烯(作為粘結(jié)劑)混合，然后N-甲基-2-吡咯烷揉搓，獲得一種膠狀材料。使用涂層器，此膠狀材料被涂在作為集電器的18μm厚銅箔的相對(duì)表面上，然后進(jìn)行干燥，在集電器每個(gè)相對(duì)表面上形成一80μm厚的碳層。由此獲得作為陽(yáng)極的上述電極結(jié)構(gòu)體。評(píng)價(jià)在例子13到26和參考例4到7的每一個(gè)例子中，制備了兩個(gè)可充電電池。通過下述的充放電循環(huán)測(cè)試，每一種情況下兩個(gè)電池中的一個(gè)被用于評(píng)價(jià)電池性能[電池容量和電池循環(huán)壽命(充放電循環(huán)壽命)]。對(duì)剩下的可充電電池，在充放電循環(huán)測(cè)試中第三次重復(fù)充放電循環(huán)之后，其被分解取出陽(yáng)極，并且其表面通過掃描電子顯微鏡(SEM)被觀測(cè)，其中，“破裂”和“氣孔”是否在那里出現(xiàn)被測(cè)定。這里的“破裂”是指槽寬度為1μm或更多的龜殼狀破裂，它在通過SEM的觀測(cè)中被發(fā)現(xiàn)。充放電循環(huán)測(cè)試充放電循環(huán)測(cè)試以下述方式進(jìn)行。也就是說(shuō)，每一個(gè)可充電電池被放置在充放電裝置HJ-106M(HokutoDenkoKabushikiKaisha制造)中，其中，在0.5C(基于從可充電電池的陰極活性材料計(jì)算的電容量，0.5倍于每小時(shí)電容量的電流)充放電狀況下交替重復(fù)進(jìn)行充放電，測(cè)試20分鐘。對(duì)于其他狀況，在例子13到26和參考例4到6中獲得的每一個(gè)可充電電池的情況中，充電截止電壓為4.5V，放電截止電壓為2.8V。類似地，在例子7中獲得的可充電電池的情況下，充電截止電壓為4.5V，放電截止電壓為2.5V。充放電循環(huán)測(cè)試從操作充電開始。在充放電測(cè)試中，對(duì)于每一個(gè)可充電電池，測(cè)試可充電電池每單位體積的電池容量(即，能量密度，換句話說(shuō)放電能量密度)和其充放電循環(huán)壽命。并且充放電循環(huán)壽命基于直到電池容量變得低于初始電池容量的60％時(shí)已經(jīng)重復(fù)的充放電循環(huán)數(shù)。關(guān)于電池容量和電池循環(huán)壽命獲得的計(jì)算結(jié)果被集中在一表4中示出。關(guān)于表4中所示電池容量和電池壽命的每一個(gè)數(shù)字是涉及參考例5或7的相應(yīng)值，其被設(shè)為1.0或1。通過SEM的觀測(cè)在例子13到26和參考例4和7中獲得的每一個(gè)可充電電池被進(jìn)行上述充放電循環(huán)測(cè)試，在第三次充放電循環(huán)重復(fù)后，可充電電池被分解并且陽(yáng)極被取出。通過SEM觀測(cè)陽(yáng)極的表面(即，包括金屬錫的層的表面)，檢測(cè)其中有無(wú)“破裂”以及“氣孔”。關(guān)于破裂和氣孔的檢測(cè)結(jié)果被集中在表4只示出。對(duì)于例子13的可充電電池陽(yáng)極的表面狀態(tài)(在充放電循環(huán)測(cè)試中第三次重復(fù)充放電循環(huán)后)，在圖21到24中示出了四個(gè)SEM顯微照片，即，圖21所示放大200倍的SEM顯微照片、圖22所示放大1,000倍的SEM顯微照片、圖23所示放大3,000倍的SEM顯微照片、圖24所示放大20,000倍的SEM顯微照片。在圖21到24的SEM顯微照片所示的陽(yáng)極表面狀態(tài)與圖17到20的SEM顯微照片所示的包括顆粒金屬錫材料(未經(jīng)充放電循環(huán)測(cè)試的未使用狀態(tài))的相應(yīng)層表面狀態(tài)的對(duì)比中，可以理解，即使在已經(jīng)進(jìn)行充放電循環(huán)的重復(fù)之后，陽(yáng)極(電極結(jié)構(gòu)體)表面沒有出現(xiàn)破裂。圖25示出了參考例3(未經(jīng)充放電循環(huán)測(cè)試的未使用狀態(tài))中獲得的電極結(jié)構(gòu)體表面狀態(tài)的放大200倍的SEM顯微照片，它被用作參考例6中的陽(yáng)極。圖26示出了可充電電池的陽(yáng)極表面狀態(tài)(在充放電循環(huán)測(cè)試中第三次重復(fù)充放電后)的放大200倍的SEM顯微照片。根據(jù)圖25和26的這兩個(gè)SEM顯微照片，可以理解在經(jīng)過充放電循環(huán)的重復(fù)后的情況下，破裂更明顯地產(chǎn)生在陽(yáng)極表面中，并且其中的金屬錫材料被部分地剝離(見圖26中區(qū)域B)。在同樣放大的圖17和圖21的SEM顯微照片的比較中，可以理解，破裂和剝離狀態(tài)的產(chǎn)生對(duì)參考例3中獲得的電極結(jié)構(gòu)體的表面狀態(tài)由重要意義?；诒?所示的結(jié)果，可以理解下面的事實(shí)。(i)對(duì)于例子13和26中獲得的每一個(gè)可充電電池的陽(yáng)極，在充放電循環(huán)測(cè)試中第三次重復(fù)充放電循環(huán)后，在其表面沒有出現(xiàn)破裂，但有氣孔形成。這些可充電電池具有的充放電循環(huán)壽命大大長(zhǎng)于金屬箔用作陽(yáng)極的參考例4中可充電電池的22到33倍。然而，其陽(yáng)極表面已經(jīng)受到如上所述產(chǎn)生破裂的影響的可充電電池的充放電循環(huán)壽命僅為參考例4的可充電電池的兩倍。在沒有使用明膠的參考例5的情況下，雖然沒有觀測(cè)到破裂的產(chǎn)生，電池容量不理想地變小。(ii)從例子13與例子25的比較來(lái)看，通過形成第二層，充放電循環(huán)壽命從28被延長(zhǎng)到35，如表4所示。(iii)例子13到26的可充電電池的電池容量明顯長(zhǎng)于含碳材料作為陽(yáng)極的參考例7的可充電電池的1.5到2.0倍。但是，參考例5的可充電電池的電池容量小于參考例7的可充電電池的電池容量。圖5中曲線示出的結(jié)果是Sn或Sn合金顆?；|(zhì)材料的平均顆粒尺寸(見表1)與基于例子13到26和參考例4到7的一些前述計(jì)算結(jié)果的電池性能(即，重復(fù)充放電循環(huán)情況下的電池壽命(充放電循環(huán)壽命)和充電-和-放電庫(kù)侖效率)之間的關(guān)系。如前所述，基于圖5所示的結(jié)果，可以理解，當(dāng)作為電極材料層的顆粒基質(zhì)材料的平均顆粒尺寸小于0.5μm時(shí)，充放電循環(huán)壽命被明顯減小。因此，認(rèn)為當(dāng)平均顆粒尺寸太小時(shí)Sn或Sn合金層的體密度增加，從而電極材料層中孔隙率被減小，并且作為一個(gè)結(jié)果，基于重復(fù)充放電循環(huán)，破裂產(chǎn)生在電極材料層中，造成電極材料層和集電器之間的界面處產(chǎn)生層剝離。另一方面，當(dāng)作為電極材料層的顆?；|(zhì)材料的平均顆粒尺寸超過60μm時(shí)，可以理解，充電-和-放電庫(kù)侖效率和充放電循環(huán)壽命都被減小。因此，可以認(rèn)為當(dāng)作為電極材料層的顆?；|(zhì)材料的平均顆粒尺寸過大時(shí)，電極材料層具有這種峰谷值大的表面粗糙度，因此，電場(chǎng)會(huì)聚在突起部位，導(dǎo)致操作充電時(shí)鋰枝晶的產(chǎn)生和生長(zhǎng)。圖6中曲線示出的結(jié)果是用在陽(yáng)極(電極結(jié)構(gòu)體)中的每一個(gè)電極材料層(包括Sn和Sn合金的給定的顆?；|(zhì)材料)的枝晶和孔隙率(見表1)與基于例子13到26和參考例4到7的一些前述計(jì)算結(jié)果的電池性能(即，重復(fù)充放電循環(huán)情況下的電池壽命(充放電循環(huán)壽命)和電池容量)之間的關(guān)系。如前所述，基于表6所示的結(jié)果，可以理解下述事實(shí)。當(dāng)電極材料層的空隙率低于0.10、該層密度超過6.56g/cm3時(shí)，在電極材料層表面產(chǎn)生裂縫，電池壽命被縮短。當(dāng)電極材料層的空隙率超過0.86、該層密度低于1.00g/cm3時(shí)，電池壽命和電池容量類似于對(duì)比可充電鋰電池的壽命和容量。當(dāng)電極材料層的空隙率在0.31到0.73范圍內(nèi)、該層的體密度在2到6g/cm3時(shí)，電池壽命和電池容量最佳?；谶@些事實(shí)，可以理解，通過使電極材料層密度優(yōu)選在范圍1.00到6.56g/cm3內(nèi)，空隙率在優(yōu)選在范圍0.10到0.86內(nèi)或更優(yōu)選在范圍0.31到0.73內(nèi)，能夠獲得一個(gè)理想的可充電鋰電池，其具有足夠好或優(yōu)秀的電池容量和延長(zhǎng)了的電池壽命。例子27以下述方式制備AA-大小并具有圖13所示結(jié)構(gòu)可充電鋰電池。(1)陽(yáng)極603的制備(i)平均顆粒尺寸1到3μm的硅粉末、平均顆粒尺寸5到20的錫粉末、平均顆粒尺寸5μm的球形石墨粉末、和寬度10μm厚度1μm的薄片狀銅粉末以重量混合比25∶50∶150∶5混合，通過本輪球蘑機(jī)獲得一種混合物，該混合物和聚偏氟乙烯粉末被以重量混合比95∶5混合，然后與N-甲基-2-吡咯烷混合，從而獲得一種膠狀材料。(ii)提供一種18μm厚的銅箔(其相對(duì)表面以被丙酮和異丙基乙醇很好地清洗)作為陽(yáng)極集電器601。使用涂層器，在上述步驟(i)獲得的膠狀材料被涂在作為集電器的銅箔相對(duì)表面上，然后進(jìn)行干燥，在集電器每個(gè)相對(duì)表面上形成一80μm厚的第一層。(iii)90％重量的球形石墨粉末和10％重量的聚偏氟乙烯粉末被混合，獲得一種混合物，該混合物與N-甲基-2-吡咯烷混合，獲得一種膠狀材料。使用涂層器，該膠狀材料被涂在形成在集電器上的每一個(gè)相對(duì)第一層上，然后進(jìn)行干燥。獲得的生成物被在150℃降壓下干燥，從而在形成于集電器上的每個(gè)相對(duì)第一層表面上形成一個(gè)10μm厚第二層。由此，獲得包括此集電器的一個(gè)電極結(jié)構(gòu)體，該集電器的相對(duì)表面具有以此順序形成在其每一個(gè)之上的第一和第二層。(iv)在上述步驟(iii)中獲得的電極結(jié)構(gòu)體被切割以獲得一個(gè)具有前述大小的電極結(jié)構(gòu)體。一條鎳制成的導(dǎo)線作為陽(yáng)極導(dǎo)線612通過點(diǎn)焊被連接到電極結(jié)構(gòu)體的集電器。從而獲得一個(gè)陽(yáng)極603。這里，單獨(dú)地，對(duì)于集電器上每一個(gè)上述第一和第二層，電阻率(體積電阻率)被以下述方式使用圖15所示測(cè)量裝置測(cè)定。特別地，在圖15所示的測(cè)量裝置中，間隙電極801(具有三層結(jié)構(gòu)，包括100μm厚Cr/200μm厚Ag/100μm厚Cr)形成在玻璃板800上，它們之間具有約250μm的間隙。標(biāo)號(hào)803表示一個(gè)電連接到間隙電極801的DC電源，如圖15所示。標(biāo)號(hào)804表示一個(gè)安培計(jì)。標(biāo)號(hào)802表示一個(gè)被測(cè)量其電阻率的物體(第一層、第二層、或集電器)，其被置于間隙電極801上?，F(xiàn)在，按上述相應(yīng)層形成方式，每一個(gè)(802)第一和第二層被分開形成在間隙電極801上。關(guān)于第一或第二(802)層的施加的電壓和電流之間的關(guān)系(特別地，電流與施加的電壓成比例的關(guān)系)，在電極間建立歐姆接觸的范圍內(nèi)，從DC電源803給出的直流電流流過，通過安培計(jì)804獲得一個(gè)值?；诎才嘤?jì)804獲得的值，得到一個(gè)電阻抗。基于如此獲得的電阻抗、層的厚度、和電極間隙值，獲得的每一個(gè)第一和第二層的一個(gè)電阻率。以此方式，還獲得集電器的一個(gè)電阻率。結(jié)果，發(fā)現(xiàn)第二層的電阻率大于第一層。還發(fā)現(xiàn)每一個(gè)第一和第二層的電阻率大于集電器的電阻率。(2)陰極606制備電解的二氧化錳與碳酸鋰以1∶0.4的摩爾比混合，然后進(jìn)行800℃熱處理，從而獲得一種鋰-錳復(fù)合氧化物。生成的鋰-錳復(fù)合氧化物以85wt.％的量與5wt％的乙炔碳黑粉末和10wt％聚偏氟乙烯混合。生成物與N-甲基-2-吡咯烷混合，獲得一種膠狀材料。使用涂層器，此膠狀材料被涂在作為集電器604的20μm厚的鋁箔相對(duì)表面上，然后進(jìn)行干燥，接著輥壓處理，并且生成物在150℃降壓下被干燥，以獲得一個(gè)包括形成在集電器604的相對(duì)表面上的90μm厚陰極材料層605的電極結(jié)構(gòu)體。如此獲得的電極結(jié)構(gòu)體被切割以獲得一個(gè)具有前述大小的電極結(jié)構(gòu)體。一條鋁制成的導(dǎo)線作為陰極導(dǎo)線613通過點(diǎn)焊被連接到電極結(jié)構(gòu)體的集電器。從而獲得一個(gè)陰極606。(3)電解質(zhì)溶液的制備提供一種無(wú)水混合溶劑，包括相等摩爾比的乙二醇碳酸酯(EC)和二甲基碳酸酯(DMC)。1M(mol/L)的四氟化硼酸鋰被溶解在混合溶劑中。由此獲得一種電解質(zhì)溶液。(4)隔板607提供一個(gè)25μm厚具有多個(gè)孔的環(huán)烷烴部件作為隔板607。(5)可充電鋰電池的制造可充電鋰電池的制造在干燥氬氣氣氛下進(jìn)行，該氣氛關(guān)于濕度被控制在50℃露點(diǎn)范圍內(nèi)。(i)隔板607被嵌入陽(yáng)極603和陰極606之間，然后螺旋纏繞以提供一個(gè)結(jié)構(gòu)組合體，包括隔板/陰極/隔板/陽(yáng)極/隔板。組裝體被嵌入不銹鋼制成的陽(yáng)極蓋608中。(ii)陽(yáng)極導(dǎo)線612被點(diǎn)焊到陽(yáng)極蓋608的底部。通過縮口裝置在陽(yáng)極蓋的上部形成縮口。陰極導(dǎo)線613被點(diǎn)焊到陰極帽609，陰極帽609設(shè)有聚丙稀制成的墊片610。(iii)電解質(zhì)溶液被注入陽(yáng)極蓋。陽(yáng)極帽被裝上，然后通過捻縫機(jī)捻縫陽(yáng)極帽和陽(yáng)極蓋，進(jìn)行密封。由此，獲得一個(gè)可充電鋰電池。在此可充電鋰電池中，陰極具有比陽(yáng)極大的容量。例子28除了用于陽(yáng)極制備的薄片狀銅粉末被平均顆粒尺寸10μm的球狀銅粉末代替外，例子27的過程被重復(fù)，從而獲得一個(gè)AA-尺寸的可充電鋰電池，并具有圖13所示的結(jié)構(gòu)。分別地，對(duì)于集電器，陽(yáng)極中的第一和第二層的電阻率被以與例子27相同的方式計(jì)算結(jié)果，發(fā)現(xiàn)第二層的電阻率大于第一層的電阻率，第一和第二層每一個(gè)的電阻率大于集電器的電阻率。例子29除了陽(yáng)極(603)被一個(gè)如下上述被制備的陽(yáng)極代替外，例子27的過程被重復(fù)，此電極結(jié)構(gòu)體具有圖10所示這種結(jié)構(gòu)，以下述方式被制備，從而獲得一個(gè)AA-尺寸的可充電鋰電池，并具有圖13所示的結(jié)構(gòu)。陽(yáng)極603的制備(i)平均顆粒尺寸5到20μm的錫粉末、平均顆粒尺寸5μm的球形石墨粉末、和平均顆粒尺寸0.8μm的細(xì)絲狀鎳粉末以重量混合比75∶15∶5混合，通過本輪球蘑機(jī)獲得一種混合物。該混合物在150℃氫氣流下進(jìn)行還原處理。該混合物被如此處理，并且聚偏氟乙烯粉末被以重量混合比95∶5混合，然后與N-甲基-2-吡咯烷混合，從而獲得一種膠狀材料。(ii)提供一種18μm厚的銅箔(其相對(duì)表面以被丙酮和異丙基乙醇很好地清洗)作為陽(yáng)極集電器601。使用涂層器，在上述步驟(i)獲得的膠狀材料被涂在作為集電器的銅箔相對(duì)表面上，然后進(jìn)行干燥，在集電器每個(gè)相對(duì)表面上形成一30μm厚的第一層。(iii)90％重量的球形石墨粉末和10％重量的聚偏氟乙烯粉末被混合，獲得一種混合物，該混合物與N-甲基-2-吡咯烷混合，獲得一種膠狀材料。使用涂層器，該膠狀材料被涂在形成在集電器上的每一個(gè)相對(duì)第一層上，然后進(jìn)行干燥。獲得的生成物被在150℃降壓下干燥，從而在形成于集電器上的每個(gè)相對(duì)第一層表面上形成一個(gè)10μm厚第二層。由此，獲得包括此集電器的一個(gè)電極結(jié)構(gòu)體，該集電器的相對(duì)表面具有以此順序形成在其每一個(gè)之上的第一和第二層。(iv)在上述步驟(iii)中獲得的電極結(jié)構(gòu)體被切割以獲得一個(gè)具有前述大小的電極結(jié)構(gòu)體。一條鎳制成的導(dǎo)線作為陽(yáng)極導(dǎo)線612通過點(diǎn)焊被連接到電極結(jié)構(gòu)體的集電器。從而獲得一個(gè)陽(yáng)極603。分別地，對(duì)于集電器，陽(yáng)極中的第一和第二層的電阻率被以與例子27相同的方式計(jì)算結(jié)果，發(fā)現(xiàn)第二層的電阻率大于第一層的電阻率，第一和第二層每一個(gè)的電阻率大于集電器的電阻率。例子30除了陽(yáng)極(603)被一個(gè)如下上述被制備的陽(yáng)極代替外，例子27的過程被重復(fù)，此電極結(jié)構(gòu)體具有圖10所示這種結(jié)構(gòu)，以下述方式被制備，從而獲得一個(gè)AA-尺寸的可充電鋰電池，并具有圖13所示的結(jié)構(gòu)。陽(yáng)極603的制備(i)平均顆粒尺寸3μm的硅粉末(其表面上的表面氧化物層已經(jīng)通過氫氟酸和氟化銨除去)、平均顆粒尺寸5μm的球形石墨粉末、和平均顆粒尺寸0.8μm的細(xì)絲狀鎳粉末以重量混合比75∶15∶5混合，通過本輪球蘑機(jī)獲得一種混合物。該混合物和聚偏氟乙烯粉末以重量混合比95∶5混合，然后與N-甲基-2-吡咯烷混合，從而獲得一種膠狀材料。(ii)提供一種18μm厚的銅箔(其相對(duì)表面以被丙酮和異丙基乙醇很好地清洗)作為陽(yáng)極集電器601。使用涂層器，在上述步驟(i)獲得的膠狀材料被涂在作為集電器的銅箔相對(duì)表面上，然后進(jìn)行干燥，在集電器每個(gè)相對(duì)表面上形成一30μm厚的第一層。(iii)90％重量的球形石墨粉末和10％重量的聚偏氟乙烯粉末被混合，獲得一種混合物，該混合物與N-甲基-2-吡咯烷混合，獲得一種膠狀材料。使用涂層器，該膠狀材料被涂在形成在集電器上的每一個(gè)相對(duì)第一層上，然后進(jìn)行干燥。獲得的生成物被在150℃降壓下干燥，從而在形成于集電器上的每個(gè)相對(duì)第一層表面上形成一個(gè)10μm厚第二層。由此，獲得包括此集電器的一個(gè)電極結(jié)構(gòu)體，該集電器的相對(duì)表面具有以此順序形成在其每一個(gè)之上的第一和第二層。(iv)在上述步驟(iii)中獲得的電極結(jié)構(gòu)體被切割以獲得一個(gè)具有前述大小的電極結(jié)構(gòu)體。一條鎳制成的導(dǎo)線作為陽(yáng)極導(dǎo)線612通過點(diǎn)焊被連接到電極結(jié)構(gòu)體的集電器。從而獲得一個(gè)陽(yáng)極603。分別地，對(duì)于集電器，陽(yáng)極中的第一和第二層的電阻率被以與例子27相同的方式計(jì)算結(jié)果，發(fā)現(xiàn)第二層的電阻率大于第一層的電阻率，第一和第二層每一個(gè)的電阻率大于集電器的電阻率。例子31除了陽(yáng)極(603)被一個(gè)如下上述被制備的陽(yáng)極代替外，例子27的過程被重復(fù)，此電極結(jié)構(gòu)體具有圖10所示這種結(jié)構(gòu)，以下述方式被制備，從而獲得一個(gè)AA-尺寸的可充電鋰電池，并具有圖13所示的結(jié)構(gòu)。陽(yáng)極603的制備(i)平均顆粒尺寸20μm的錫粉末被浸入氯化鉍和氯化銅水溶液，從而通過元素電離趨勢(shì)的不同，錫粉末的錫元素部分被Bi和Cu代替。如此處理的錫粉末樣品被溶解在一種酸中，該酸溶液被進(jìn)行等離子體發(fā)光分析。結(jié)果，發(fā)現(xiàn)如此處理的錫粉末分別以約10原子％的量包含Bi和Cu。(ii)在上述步驟(i)中處理的錫粉末、平均顆粒尺寸5μm的球形石墨粉末、和平均顆粒尺寸0.8μm的細(xì)絲狀鎳粉末以重量混合比75∶15∶5混合，通過本輪球蘑機(jī)獲得一種混合物。該混合物在150℃氫氣流下被進(jìn)行還原處理。如此處理的混合物和聚偏氟乙烯粉末以重量混合比95∶5混合，然后與N-甲基-2-吡咯烷混合，從而獲得一種膠狀材料。(iii)提供一種18μm厚的銅箔(其相對(duì)表面以被丙酮和異丙基乙醇很好地清洗)作為陽(yáng)極集電器601。使用涂層器，在上述步驟(ii)獲得的膠狀材料被涂在作為集電器的銅箔相對(duì)表面上，然后進(jìn)行干燥，在集電器每個(gè)相對(duì)表面上形成一30μm厚的第一層。(iv)90％重量的球形石墨粉末和10％重量的聚偏氟乙烯粉末被混合，獲得一種混合物，該混合物與N-甲基-2-吡咯烷混合，獲得一種膠狀材料。使用涂層器，該膠狀材料被涂在形成在集電器上的每一個(gè)相對(duì)第一層上，然后進(jìn)行干燥。獲得的生成物被在150℃降壓下干燥，從而在形成于集電器上的每個(gè)相對(duì)第一層表面上形成一個(gè)10μm厚第二層。由此，獲得包括此集電器的一個(gè)電極結(jié)構(gòu)體，該集電器的相對(duì)表面具有以此順序形成在其每一個(gè)之上的第一和第二層。(v)在上述步驟(iv)中獲得的電極結(jié)構(gòu)體被切割以獲得一個(gè)具有前述大小的電極結(jié)構(gòu)體。一條鎳制成的導(dǎo)線作為陽(yáng)極導(dǎo)線612通過點(diǎn)焊被連接到電極結(jié)構(gòu)體的集電器。從而獲得一個(gè)陽(yáng)極603。分別地，對(duì)于集電器，陽(yáng)極中的第一和第二層的電阻率被以與例子27相同的方式計(jì)算結(jié)果，發(fā)現(xiàn)第二層的電阻率大于第一層的電阻率，第一和第二層每一個(gè)的電阻率大于集電器的電阻率。例子32除了陽(yáng)極(603)被一個(gè)如下上述被制備的陽(yáng)極代替外，例子27的過程被重復(fù)，此電極結(jié)構(gòu)體具有圖10所示這種結(jié)構(gòu)，以下述方式被制備，從而獲得一個(gè)AA-尺寸的可充電鋰電池，并具有圖13所示的結(jié)構(gòu)。陽(yáng)極603的制備(i)平均顆粒尺寸3μm、純度98％的硅粉末被浸入氫氟酸和氯化銨水溶液，除去其表面上的表面氧化物。這里如此處理的硅粉末，通過利用化學(xué)還原反應(yīng)的電解電鍍，其表面可能被Cu或Ag覆蓋，在化學(xué)還原反應(yīng)中錫膠體(包括錫離子)沉積在其表面上，沉積的錫成分被Pd替代，并且生成物利用Pd作為催化劑被進(jìn)行還原反應(yīng)。以此觀點(diǎn)，其表面上的表面氧化物層已經(jīng)被除去的上述硅粉末被浸入一種包含溶解于其中的酒石酸鉀-鈉銅混合物和甲醛的電解電鍍液，然后加熱，進(jìn)行鍍銅處理。該生成物在150℃氫氣流下進(jìn)行熱處理，減少出現(xiàn)在硅粉末的銅表面上的氧化物材料，從而硅粉末的表面已經(jīng)被銅覆蓋。(ii)在上述步驟(i)中處理的錫粉末、平均顆粒尺寸5μm的球形石墨粉末、和平均顆粒尺寸0.8μm的細(xì)絲狀鎳粉末以重量混合比75∶15∶5混合，通過本輪球蘑機(jī)獲得一種混合物。該混合物在150℃氫氣流下被進(jìn)行還原處理。如此處理的混合物和聚偏氟乙烯粉末以重量混合比95∶5混合，然后與N-甲基-2-吡咯烷混合，從而獲得一種膠狀材料。(iii)提供一種18μm厚的銅箔(其相對(duì)表面以被丙酮和異丙基乙醇很好地清洗)作為陽(yáng)極集電器601。使用涂層器，在上述步驟(ii)獲得的膠狀材料被涂在作為集電器的銅箔相對(duì)表面上，然后進(jìn)行干燥，在集電器每個(gè)相對(duì)表面上形成一30μm厚的第一層。(iv)90％重量的球形石墨粉末和10％重量的聚偏氟乙烯粉末被混合，獲得一種混合物，該混合物與N-甲基-2-吡咯烷混合，獲得一種膠狀材料。使用涂層器，該膠狀材料被涂在形成在集電器上的每一個(gè)相對(duì)第一層上，然后進(jìn)行干燥。獲得的生成物被在150℃降壓下干燥，從而在形成于集電器上的每個(gè)相對(duì)第一層表面上形成一個(gè)10μm厚第二層。由此，獲得包括此集電器的一個(gè)電極結(jié)構(gòu)體，該集電器的相對(duì)表面具有以此順序形成在其每一個(gè)之上的第一和第二層。(v)在上述步驟(iv)中獲得的電極結(jié)構(gòu)體被切割以獲得一個(gè)具有前述大小的電極結(jié)構(gòu)體。一條鎳制成的導(dǎo)線作為陽(yáng)極導(dǎo)線612通過點(diǎn)焊被連接到電極結(jié)構(gòu)體的集電器。從而獲得一個(gè)陽(yáng)極603。分別地，對(duì)于集電器，陽(yáng)極中的第一和第二層的電阻率被以與例子27相同的方式計(jì)算結(jié)果，發(fā)現(xiàn)第二層的電阻率大于第一層的電阻率，第一和第二層每一個(gè)的電阻率大于集電器的電阻率。例子32除了陽(yáng)極(603)被一個(gè)如下上述被制備的陽(yáng)極代替外，例子27的過程被重復(fù)，此電極結(jié)構(gòu)體具有圖10所示這種結(jié)構(gòu)，以下述方式被制備，從而獲得一個(gè)AA-尺寸的可充電鋰電池，并具有圖13所示的結(jié)構(gòu)。陽(yáng)極603的制備(i)提供一種18μm厚的銅箔(其相對(duì)表面以被丙酮和異丙基乙醇很好地清洗)作為陽(yáng)極集電器601。作為陰極的銅箔和作為反電極(陽(yáng)極)的SUS(不銹鋼)板被置于1M(mol/L)的硝酸鎳(II)水溶液中，從而2.5mA/cm2的電流流過，并且陰極電流被適當(dāng)?shù)厥占?，從而在銅箔相對(duì)表面上的突起上沉積氧化鎳，從而通過氧化鎳覆蓋突起。該生成物在150℃進(jìn)行干燥處理。(ii)作為陰極在上述步驟(i)中如此處理銅箔和作為反電極(陽(yáng)極)的SUS(不銹鋼)板被置于錫電鍍液(包括溶解在其中的40g/L的硫酸亞錫、60g/L的硫酸、2g/L的明膠水溶液)中，28mA/cm2的電流流過那里，從而在作為集電器的銅箔每一個(gè)相對(duì)表面上形成一個(gè)30μm厚錫材料層(作為第一層)，此層包括平均顆粒尺寸10μm或更小的顆粒錫材料。對(duì)于作為錫材料層的顆粒錫材料的顆粒大小，由電子顯微鏡進(jìn)行測(cè)定。上述獲得的生成物在100℃降壓下被進(jìn)行干燥處理。(iii)根據(jù)與步驟(i)中相同的方式同時(shí)適當(dāng)?shù)乜刂脐帢O電流，氧化鎳被沉積在作為第一層的錫材料層的每一個(gè)相對(duì)表面的突起部分上，然后在100℃降壓下進(jìn)行干燥處理。(iv)90％重量的球形石墨粉末和10％重量的聚偏氟乙烯粉末被混合，獲得一種混合物，該混合物與N-甲基-2-吡咯烷混合，獲得一種膠狀材料。使用涂層器，該膠狀材料被涂在形成在集電器上的每一個(gè)相對(duì)第一層上，然后進(jìn)行干燥。獲得的生成物被在150℃降壓下干燥，從而在形成于集電器上的每個(gè)相對(duì)第一層表面上形成一個(gè)10μm厚第二層。由此，獲得包括此集電器的一個(gè)電極結(jié)構(gòu)體，該集電器的相對(duì)表面具有以此順序形成在其每一個(gè)之上的第一和第二層。(v)在上述步驟(iv)中獲得的電極結(jié)構(gòu)體被切割以獲得一個(gè)具有前述大小的電極結(jié)構(gòu)體。一條鎳制成的導(dǎo)線作為陽(yáng)極導(dǎo)線612通過點(diǎn)焊被連接到電極結(jié)構(gòu)體的集電器。從而獲得一個(gè)陽(yáng)極603。分別地，對(duì)于集電器，陽(yáng)極中的第一和第二層的電阻率被以與例子27相同的方式計(jì)算結(jié)果，發(fā)現(xiàn)第二層的電阻率大于第一層的電阻率，第一和第二層每一個(gè)的電阻率大于集電器的電阻率。例子34以下述方式制備具有圖12所示結(jié)構(gòu)的硬幣狀可充電鋰電池。(1)陽(yáng)極501的制備(i)平均顆粒尺寸1到3μm的硅粉末、平均顆粒尺寸20μm的錫粉末、平均顆粒尺寸5μm的球形石墨粉末、和寬度10μm厚度1μm的薄片狀銅粉末以重量混合比25∶50∶15∶5混合，通過本輪球蘑機(jī)獲得一種混合物，該混合物和聚偏氟乙烯粉末以重量混合比95∶5混合，然后與N-甲基-2-吡咯烷混合，從而獲得一種膠狀材料。(ii)提供一種18μm厚的銅箔(其相對(duì)表面以被丙酮和異丙基乙醇很好地清洗)作為陽(yáng)極集電器601。使用涂層器，在上述步驟(i)獲得的膠狀材料被涂在作為集電器的銅箔相對(duì)表面上，然后進(jìn)行干燥，在集電器每個(gè)相對(duì)表面上形成一30μm厚的第一層。(iii)85％重量的氧化鋅粉末和15％重量的聚偏氟乙烯粉末被混合，獲得一種混合物，該混合物與N-甲基-2-吡咯烷混合，獲得一種膠狀材料。使用涂層器，該膠狀材料被涂在形成在集電器上的每一個(gè)相對(duì)第一層上，然后進(jìn)行干燥。獲得的生成物被在150℃降壓下干燥，從而在形成于集電器上的每個(gè)相對(duì)第一層表面上形成一個(gè)10μm厚第二層。由此，獲得包括此集電器的一個(gè)電極結(jié)構(gòu)體，該集電器的表面具有以此順序?qū)訅河谄渖系牡谝缓偷诙印?iv)在上述步驟(iii)中獲得的電極結(jié)構(gòu)體被切割以獲得一個(gè)具有前述大小的電極結(jié)構(gòu)體。從而獲得一個(gè)陽(yáng)極501。這里，分別地，對(duì)于集電器，陽(yáng)極中的第一和第二層的電阻率被以與例子27相同的方式計(jì)算結(jié)果，發(fā)現(xiàn)第二層的電阻率大于第一層的電阻率，第一和第二層每一個(gè)的電阻率大于集電器的電阻率。(2)陰極503的制備電解的二氧化錳與碳酸鋰以1∶0.4的摩爾比混合，然后進(jìn)行800℃熱處理，從而獲得一種鋰-錳復(fù)合氧化物。生成的鋰-錳復(fù)合氧化物以85wt.％的量與5wt％的乙炔碳黑粉末和10wt％聚偏氟乙烯混合。生成物與N-甲基-2-吡咯烷混合，獲得一種膠狀材料。使用涂層器，此膠狀材料被涂在作為集電器604的20μm厚的鋁箔相對(duì)表面上，然后進(jìn)行干燥，接著輥壓處理，并且生成物在150℃降壓下被干燥，以獲得一個(gè)包括形成在集電器表面上的90μm厚陰極材料層的電極結(jié)構(gòu)體。如此獲得的電極結(jié)構(gòu)體被切割以獲得一個(gè)具有前述大小的電極結(jié)構(gòu)體。從而獲得一個(gè)陰極503。(3)電解質(zhì)溶液的制備提供一種無(wú)水混合溶劑，包括相等混合比的乙二醇碳酸酯(EC)和二甲基碳酸酯(DMC)。1M(mol/L)的四氟化硼酸鋰被溶解在混合溶劑中。由此獲得一種電解質(zhì)溶液。(4)隔板607提供一個(gè)25μm厚具有多個(gè)孔的環(huán)烷烴部件作為隔板507。(5)可充電鋰電池的制造硬幣狀可充電鋰電池的制造在干燥氬氣氣氛下進(jìn)行，該氣氛關(guān)于濕度被控制在50℃露點(diǎn)范圍內(nèi)。(i)陰極503和隔板507被嵌入陰極蓋506中，然后安裝聚丙稀制成的墊片510。然后，電解質(zhì)溶液被注入，然后把陽(yáng)極501層壓在隔板507上。接著，一個(gè)分隔器(圖12中未圖示)被安裝，以?shī)A住陰極503和陽(yáng)極501，從而從相對(duì)側(cè)壓它們。然后，一個(gè)陽(yáng)極帽505被安裝，然后通過捻縫機(jī)捻縫陰極蓋和陽(yáng)極帽進(jìn)行密封。由此獲得一個(gè)硬幣狀可充電鋰電池。在可充電鋰電池中，陰極具有一個(gè)大于陽(yáng)極的容量。順便說(shuō)，在例子27到34中，使用上述鋰-錳復(fù)合氧化物僅作為陰極活性材料。這僅用于評(píng)價(jià)每種情況下的陽(yáng)極性能的目的。當(dāng)然，其它陰極活性材料，包括例如，鋰-鎳復(fù)合氧化物、鋰-鈷復(fù)合氧化物、和鋰-釩復(fù)合氧化物，也能夠被優(yōu)選地使用。類似地，雖然在例子27到34中只使用了一種電解質(zhì)溶液，任何其它的電解質(zhì)溶液都可以被優(yōu)選地使用。參考例8除了陽(yáng)極(603)被如下上述制備的單層陽(yáng)極代替外，例子27的過程被重復(fù)，從而獲得一種AA-大小的可充電鋰電池，并具有圖13所示的結(jié)構(gòu)。陽(yáng)極603的制備(i)90％重量的球形石墨粉末和10％重量的聚偏氟乙烯粉末被混合，獲得一種混合物，該混合物與N-甲基-2-吡咯烷混合，獲得一種膠狀材料。(ii)提供一種18μm厚的銅箔(其相對(duì)表面以被丙酮和異丙基乙醇很好地清洗)作為陽(yáng)極集電器601。使用涂層器，在上述步驟(i)獲得的膠狀材料被涂在作為集電器的銅箔相對(duì)表面上，然后進(jìn)行干燥。該生成物被進(jìn)行輥壓處理，在集電器每一個(gè)相對(duì)表面上形成一個(gè)90μm厚的石墨層，然后在150℃降壓下進(jìn)行干燥處理。由此獲得一個(gè)包括該集電器的電極結(jié)構(gòu)體，該集電器相對(duì)表面具有在其每一個(gè)上形成一個(gè)陽(yáng)極材料層的石墨層。(iii)在上述步驟(ii)中獲得的電極結(jié)構(gòu)體被切割以獲得一個(gè)具有前述大小的電極結(jié)構(gòu)體。一條鎳制成的導(dǎo)線作為陽(yáng)極導(dǎo)線612通過點(diǎn)焊被連接到電極結(jié)構(gòu)體的集電器。從而獲得一個(gè)陽(yáng)極603。參考例9除了在陽(yáng)極603的制備中步驟(i)中平均顆粒尺寸3μm的硅粉末被平均顆粒尺寸60μm的硅粉末代替外，例子30的過程被重復(fù)，從而獲得一個(gè)AA-尺寸的可充電鋰電池，并具有圖13所示的結(jié)構(gòu)。評(píng)價(jià)在例子27到34和參考例8和9中獲得的每一個(gè)可充電電池中，通過充放電循環(huán)測(cè)試，其電池容量[即，電池每單位體積的能量密度]及其充放電循環(huán)壽命被評(píng)價(jià)。充放電循環(huán)測(cè)試以下述方式進(jìn)行。也就是說(shuō)，每一個(gè)可充電電池被放置在充放電裝置HJ-106M(HokutoDenkoKabushikiKaisha制造)中，其中，在0.2C(基于從可充電電池的陰極活性材料計(jì)算的電容量，0.2倍于每小時(shí)電容量的電流)充放電狀況下交替重復(fù)進(jìn)行充放電，測(cè)試30分鐘。對(duì)于其他狀況，在可充電鋰電池的情況下，充電截止電壓為4.2V，放電截止電壓為2.5V。充放電循環(huán)測(cè)試從操作充電開始。在充放電測(cè)試中，對(duì)于每一個(gè)可充電電池，測(cè)試可充電電池每單位體積的電池容量(即，能量密度，換句話說(shuō)，放電能量密度)和其充放電循環(huán)壽命。電池容量基于第三次重復(fù)充放電循環(huán)后的使用容量。充放電循環(huán)壽命基于直到電池容量變得低于初始電池容量的60％時(shí)已經(jīng)重復(fù)的充放電循環(huán)數(shù)。對(duì)于電池每單位體積的能量密度(Wh/L，其中L為升)，被基于通過等式[平均操作電壓(V)×放電量(Ah)]/電池體積(L)獲得的值進(jìn)行評(píng)價(jià)。這里的電池體積是基于包括陽(yáng)極/隔板/陰極的組合體外部尺寸的體積。以此方式，對(duì)于例子27到34和參考例8和9中獲得的每一個(gè)可充電電池，電池每單位體積的能量密度及其充放電循環(huán)壽命被評(píng)價(jià)。這里，應(yīng)當(dāng)理解，參考例9主要用于比較的目的，比較陽(yáng)極中第一層的顆?；|(zhì)材料平均顆粒尺寸的影響。以下，在例子27到34和中獲得的可充電電池的計(jì)算能量密度被集中示出，每一個(gè)例子27到34所示的數(shù)字是涉及參考例8的計(jì)算能量密度的一個(gè)值，其被設(shè)為1.0。例子271.6例子281.4例子291.5例子301.3例子311.6例子321.4例子331.5例子341.4基于上述結(jié)果，可以理解，例子27到34的任何可充電電池具有一個(gè)理想的能量密度，其明顯地高于參考例8的可充電電池的能量密度，在參考例8中石墨被用在陽(yáng)極中，鋰離子通過充電被嵌入石墨。對(duì)于充放電循環(huán)壽命，發(fā)現(xiàn)雖然例子34的可充電電池的充放電循環(huán)壽命有時(shí)低于參考例8的可充電電池的充放電循環(huán)壽命，每一個(gè)剩余例子充放電循環(huán)壽命基本上與例子8的相同。為了檢查根據(jù)本發(fā)明的顆?；|(zhì)材料平均顆粒尺寸的影響，例子30的可充電電池的充放電循環(huán)壽命被與參考例9的可充電電池的充放電循環(huán)壽命比較，在例子30中具有較小平均顆粒尺寸(3μm)的顆粒基質(zhì)材料(硅粉末)被用在陽(yáng)極的第一層中，在參考例9中具有較大平均顆粒尺寸(60μm)顆粒基質(zhì)材料(硅粉末)被用在陽(yáng)極的第一層中。特別地，對(duì)于直到電池容量變得低于初始電池容量的60％時(shí)充放電循環(huán)的重復(fù)數(shù)，前者(例子30)與后者(參考例9)的比被檢測(cè)。檢測(cè)的結(jié)果為1.9(例子30的循環(huán)壽命/參考例9的循環(huán)壽命)。這表明在陽(yáng)極第一層中具有較小平均顆粒尺寸的顆?；|(zhì)材料的使用實(shí)現(xiàn)了延長(zhǎng)充放電循環(huán)壽命。為了檢查根據(jù)本發(fā)明用在陽(yáng)極第一層中的顆?；|(zhì)材料替代元素的影響，進(jìn)行元素替代的例子31的可充電電池的充放電循環(huán)壽命被與沒有進(jìn)行元素替代的例子29的可充電電池的充放電循環(huán)壽命進(jìn)行比較。特別地，通過正?；?9的充放電循環(huán)壽命為1.0進(jìn)行此比較。對(duì)于例子31的循環(huán)壽命/例子29的循環(huán)壽命，比較結(jié)果為1.2。這表明顆粒基質(zhì)材料被Cu或Bi部分替代的情況下，充放電被進(jìn)一步延長(zhǎng)。為了檢查當(dāng)根據(jù)本發(fā)明用在陽(yáng)極第一層中的粉末狀顆粒基質(zhì)材料的表面被高電導(dǎo)材料覆蓋時(shí)的影響，進(jìn)行了這種表面鍍層的例子32的可充電電池的能量密度和充放電循環(huán)壽命被與沒有進(jìn)行這種鍍層的例子30的可充電電池進(jìn)行比較。特別地，通過正?；?0的每個(gè)能量密度和充放電循環(huán)為1.0進(jìn)行此比較。對(duì)于例子32的能量密度/例子30的能量密度，比較結(jié)果為1.1，對(duì)于例子32的循環(huán)壽命/例子30的循環(huán)壽命，比較結(jié)果為1.3。這些事實(shí)表明用在陽(yáng)極第一層中的粉末狀顆?；|(zhì)材料(即，硅粉末)的表面被高電導(dǎo)材料(Cu)覆蓋的情況下，電流性能被提高，從而提高了能量密度，并且充放電循環(huán)壽命被進(jìn)一步延長(zhǎng)。為了檢查由于用在陽(yáng)極第一層中與根據(jù)本發(fā)明的顆?；|(zhì)材料一起使用的輔助電導(dǎo)材料的形狀造成的影響，使用薄片狀銅粉末的例子27的可充電電池的充放電循環(huán)壽命被與使用球狀銅粉末的例子28的可充電電池的充放電循環(huán)壽命比較。特別地，通過正?；?8的充放電循環(huán)壽命為1.0進(jìn)行比較。對(duì)于例子27的循環(huán)壽命/例子28的循環(huán)壽命，比較結(jié)果為1.2。這表明當(dāng)在陽(yáng)極第一層中具有不同形狀的導(dǎo)電輔助材料與根據(jù)本發(fā)明的顆粒基質(zhì)材料一起使用時(shí)，填充密度被提高，從而提高了電流收集性能，并且充放電循環(huán)壽命被進(jìn)一步延長(zhǎng)?；谏鲜鍪聦?shí)，可以理解，根據(jù)本發(fā)明，能夠獲得一個(gè)具有高能量密度和延長(zhǎng)了的充放電循環(huán)壽命的高性能可充電鋰電池。例子35[可充電鎳-鋅電池]以下述方式制備具有圖12所示結(jié)構(gòu)的硬幣狀可充電鎳-鋅電池(具有兩層的陽(yáng)極材料層)。(1)陽(yáng)極501的制備(i)平均顆粒尺寸20μm的氧化鋅粉末、平均顆粒尺寸5μm的球狀石墨粉末、和寬度10μm厚度1μm的薄片狀銅粉末以重量混合比85∶5∶5混合，通過本輪球蘑機(jī)獲得一種混合物，該混合物與包含溶解于其中的聚偏氟乙烯水溶液混合，獲得一種包含所說(shuō)的混合物的膠狀材料，并且所說(shuō)的聚偏氟乙烯的重量比為95∶5。(ii)提供一種銅制成的膨脹金屬作為陽(yáng)極集電器。使用涂層器，在上述步驟(i)獲得的膠狀材料被涂在作為集電器的膨脹金屬表面上，接著進(jìn)行干燥處理，然后進(jìn)行輥壓處理，從而在集電器表面上形成一125μm厚的第一層。(iii)ITO(In2O3+SnO2)粉末、石墨粉末和羧甲基纖維素(作為粘結(jié)劑)以重量混合比45∶45∶10混合，獲得一種混合物，該混合物與水混合，獲得一種膠狀材料。使用涂層器，該膠狀材料被涂在形成在集電器上的第一層上，接著進(jìn)行干燥，然后進(jìn)行輥壓處理，從而在形成于集電器上的第一層表面上形成一個(gè)25μm厚第二層。由此，獲得包括此集電器的一個(gè)電極結(jié)構(gòu)體，該集電器的表面具有以此順序?qū)訅河谄渖系牡谝缓偷诙印?iv)在上述步驟(iii)中獲得的電極結(jié)構(gòu)體被切割以獲得一個(gè)具有前述大小的電極結(jié)構(gòu)體。從而獲得一個(gè)陽(yáng)極501。這里，單獨(dú)地，對(duì)于集電器，陽(yáng)極中的第一和第二層的電阻率被以與例子27相同的方式計(jì)算。結(jié)果，發(fā)現(xiàn)第二層的電阻率大于第一層的電阻率，第一和第二層每一個(gè)的電阻率大于集電器的電阻率。(2)陰極503的制備氫氧化鎳、鎳粉末和羧甲基纖維素被混合，然后加水，從而獲得一種膠狀材料。作為陰極集電器的鎳泡沫部件被膠狀材料填充。生成物被干燥，接著輥壓處理，從而獲得一個(gè)包括形成在集電器中的陰極材料層的電極結(jié)構(gòu)體。如此獲得的電極結(jié)構(gòu)體被切割以獲得一個(gè)具有前述大小的電極結(jié)構(gòu)體。從而獲得一個(gè)陰極503。(3)電解質(zhì)溶液的制備對(duì)于電解質(zhì)溶液，提供一種添加有氫氧化鋰的30％重量的氫氧化鉀水溶液。(4)隔板607對(duì)于隔板607，提供一個(gè)25μm厚的合成體，包括一個(gè)非織布聚丙稀部件(已經(jīng)經(jīng)過水浸處理)，嵌入在具有多個(gè)孔(已經(jīng)經(jīng)過水浸處理)的一對(duì)聚丙稀部件之間。(5)可充電鋰電池的制造(i)陰極503和隔板507被嵌入鍍鈦不銹鋼制成的陰極蓋506中，然后安裝聚丙稀制成的墊片510。然后，電解質(zhì)溶液被注入，然后把陽(yáng)極501層壓在隔板507上。接著，一個(gè)不銹鋼制成的分隔器(圖12中未圖示)被安裝，以?shī)A住陰極503和陽(yáng)極501，從而從相對(duì)側(cè)壓它們。然后，一個(gè)鍍鈦不銹鋼制成的陽(yáng)極帽505被安裝，然后通過捻縫機(jī)捻縫陰極蓋和陽(yáng)極帽進(jìn)行密封。由此獲得一個(gè)具有兩層陽(yáng)極材料層的硬幣狀可充電鎳-鋅電池。在此可充電鎳-鋅電池中，陰極具有一個(gè)大于陽(yáng)極的容量。參考例10[可充電鎳-鋅電池]除了在陽(yáng)極501的制造中用于形成第二層的步驟(iii)沒有被進(jìn)行外，例子35的過程被重復(fù)，從而獲得具有圖12所示結(jié)構(gòu)的硬幣狀可充電鎳-鋅電池(具有單層陽(yáng)極材料層)。評(píng)價(jià)在例子35和參考例10中獲得的每一個(gè)可充電電池，通過充放電循環(huán)測(cè)試，其電池容量[即，電池每單位體積的能量密度]及其充放電循環(huán)壽命被評(píng)價(jià)。充放電循環(huán)測(cè)試以下述方式進(jìn)行。也就是說(shuō)，每一個(gè)可充電電池被放置在充放電裝置HJ-106M(HokutoDenkoKabushikiKaisha制造)中，其中，在0.2C(基于從可充電電池的陰極活性材料計(jì)算的電容量，0.2倍于每小時(shí)電容量的電流)充放電狀況下交替重復(fù)進(jìn)行充放電，測(cè)試30分鐘。對(duì)于其他狀況，在可充電鎳-鋅電池的情況下，充電截止電壓為2.0V，放電截止電壓為0.9V。充放電循環(huán)測(cè)試從操作充電開始。在充放電測(cè)試中，對(duì)于每一個(gè)可充電電池，測(cè)試可充電電池每單位體積的電池容量(即，能量密度，換句話說(shuō)，放電能量密度)和其充放電循環(huán)壽命。電池容量基于第三次重復(fù)充放電循環(huán)后的使用容量。充放電循環(huán)壽命基于直到電池容量變得低于初始電池容量的60％時(shí)已經(jīng)重復(fù)的充放電循環(huán)數(shù)。對(duì)于電池每單位體積的能量密度(Wh/L，其中L為升)，被基于通過等式[平均操作電壓(V)×放電量(Ah)]/電池體積(L)獲得的值進(jìn)行評(píng)價(jià)。這里的電池體積是基于包括陽(yáng)極/隔板/陰極的組合體外部尺寸的體積。以此方式，對(duì)于例子35和參考例10中獲得的每一個(gè)可充電電池，電池每單位體積的能量密度及其充放電循環(huán)壽命被評(píng)價(jià)?；谏鲜鲈u(píng)價(jià)結(jié)果，通過把例子35的可充電電池的充放電循環(huán)壽命與參考例10的可充電電池比較，檢查用在例子35的可充電電池陽(yáng)極中的第二層的影響。特別地，通過把參考例10的充放電循環(huán)壽命正?；癁?.0進(jìn)行此比較。對(duì)于例子35的循環(huán)壽命/參考例10的循環(huán)壽命，比較結(jié)果為1.7。這表明當(dāng)陽(yáng)極的陽(yáng)極材料層被設(shè)計(jì)為具有這種兩層結(jié)構(gòu)(包括第一層和第二層，第一層包括根據(jù)本發(fā)明的顆?；|(zhì)材料)時(shí)，如在例子35中，充放電循環(huán)壽命被進(jìn)一步延長(zhǎng)。例子36[可充電鋅-氧電池]以下述方式制備具有圖12所示結(jié)構(gòu)的硬幣狀可充電鋅-氧電池。(1)陽(yáng)極501的制備(i)平均顆粒尺寸20μm的氧化鋅粉末、平均顆粒尺寸5μm的球狀石墨粉末、和寬度10μm厚度1μm的細(xì)絲狀銅粉末以重量混合比85∶5∶5混合，通過本輪球蘑機(jī)獲得一種混合物，該混合物與包含溶解于其中的聚偏氟乙烯水溶液混合，獲得一種包含所說(shuō)的混合物的膠狀材料，并且所說(shuō)的聚偏氟乙烯的重量比為95∶5。(ii)提供一種銅制成的膨脹金屬作為陽(yáng)極集電器。使用涂層器，在上述步驟(i)獲得的膠狀材料被涂在作為集電器的膨脹金屬表面上，接著進(jìn)行干燥處理，然后進(jìn)行輥壓處理，從而在集電器表面上形成一125μm厚的第一層。(iii)碳化鎢粉末和羧甲基纖維素粉末(作為粘結(jié)劑)以重量混合比95∶5混合，獲得一種混合物，該混合物與水混合，獲得一種膠狀材料。使用涂層器，該膠狀材料被涂在形成在集電器上的第一層上，接著進(jìn)行干燥，然后進(jìn)行輥壓處理，從而在形成于集電器上的第一層表面上形成一個(gè)25μm厚第二層。由此，獲得包括此集電器的一個(gè)電極結(jié)構(gòu)體，該集電器的表面具有以此順序?qū)訅河谄渖系牡谝缓偷诙印?iv)在上述步驟(iii)中獲得的電極結(jié)構(gòu)體被切割以獲得一個(gè)具有前述大小的電極結(jié)構(gòu)體。從而獲得一個(gè)陽(yáng)極501。這里，單獨(dú)地，對(duì)于集電器，陽(yáng)極中的第一和第二層的電阻率被以與例子27相同的方式計(jì)算結(jié)果，發(fā)現(xiàn)第二層的電阻率大于第一層的電阻率，第一和第二層每一個(gè)的電阻率大于集電器的電阻率。(2)陰極503的制備乙炔碳黑粉末、氧化錳、氧化鎳和氧化鈷混合獲得一種混合物。該混合物與包含溶解于其中的羧甲基纖維素水溶液混合，獲得一種膠狀材料。通過鍍層器，該膠狀材料被涂在一作為陰極集電器的鎳網(wǎng)眼部件上，接著進(jìn)行干燥處理，然后經(jīng)過輥壓處理，從而獲得一個(gè)包括形成在作為集電器的鎳網(wǎng)眼部件上的陰極材料層的電極結(jié)構(gòu)體。如此獲得的電極結(jié)構(gòu)體被切割以獲得一個(gè)具有前述大小的電極結(jié)構(gòu)體。從而獲得一個(gè)陰極503。(3)電解質(zhì)溶液的制備對(duì)于電解質(zhì)溶液，提供一種添加有氫氧化鋰的30％重量的氫氧化鉀水溶液。(4)隔板507對(duì)于隔板507，提供一個(gè)100μm厚的合成體，包括一個(gè)非織布聚丙稀部件(已經(jīng)經(jīng)過水浸處理)，嵌入在具有多個(gè)孔(已經(jīng)經(jīng)過水浸處理)的一對(duì)聚丙稀部件之間。(5)可充電鋰電池的制造(i)一個(gè)四氟乙烯制成的空氣擴(kuò)散紙和防水膜被嵌入鍍鈦不銹鋼制成的陰極蓋506中，陰極蓋506設(shè)有通氣孔。然后，陰極503和隔板507被嵌入其中，然后把陽(yáng)極501層壓在隔板507上。接著，一個(gè)不銹鋼制成的分隔器(圖12中未圖示)被安裝，以?shī)A住陰極503和陽(yáng)極501，從而從相對(duì)側(cè)壓它們。然后，一個(gè)鍍鈦不銹鋼制成的陽(yáng)極帽505被安裝，然后通過捻縫機(jī)捻縫陰極蓋和陽(yáng)極帽進(jìn)行密封。由此獲得一個(gè)具有兩層陽(yáng)極材料層的硬幣狀可充電鋅-氧電池。在此可充電鋅-氧電池中，陰極具有一個(gè)大于陽(yáng)極的容量。參考例11除了在陽(yáng)極501的制造中的步驟(i)沒有使用球狀石墨和細(xì)絲狀鎳粉末外，例子35的過程被重復(fù)，氧化鋅粉末與包含溶解于其中的聚四氟乙烯水溶液混合，獲得一種包含重量比95∶5的所說(shuō)的氧化鋅粉末和所說(shuō)的聚四氟乙烯的膠狀材料，從而獲得具有圖12所示結(jié)構(gòu)的硬幣狀可充電鋅-氧電池。評(píng)價(jià)在例子36和參考例11中獲得的每一個(gè)可充電電池，通過充放電循環(huán)測(cè)試，通過以與例子35和參考例10中方式相同的充放電循環(huán)測(cè)試，其電池容量[即，電池每單位體積的能量密度]及其充放電循環(huán)壽命被評(píng)價(jià)。對(duì)于例子36和參考例11中獲得的每一個(gè)可充電電池，獲得關(guān)于能量密度和充放電循環(huán)壽命的評(píng)價(jià)結(jié)果?；谠u(píng)價(jià)結(jié)果，通過把例子36的可充電電池的能量密度和充放電循環(huán)壽命與參考例11的可充電電池比較，檢查用在例子36的可充電電池陽(yáng)極第一層中的導(dǎo)電輔助材料的影響。特別地，通過把參考例11的能量密度和充放電循環(huán)壽命都正常化為1.0進(jìn)行此比較。對(duì)于例子36的能量密度/參考例11的能量密度，比較結(jié)果為1.2，對(duì)于例子36的循環(huán)壽命/參考例11的循環(huán)壽命，比較結(jié)果為2.3。這些事實(shí)表明當(dāng)在陽(yáng)極按例子36設(shè)計(jì)時(shí)的情況下，電流收集性能被提高，從而提高了能量密度，并且充放電循環(huán)壽命被進(jìn)一步延長(zhǎng)。因此，可以理解，能夠獲得具有高能量密度和延長(zhǎng)了的充放電循環(huán)壽命發(fā)可充電鋅-氧電池。參考例12[可充電鋰電池]除了陽(yáng)極(603)被如下上述制備的陽(yáng)極代替外，例子27的過程被重復(fù)，從而獲得一種AA-大小的可充電鋰電池，并具有圖13所示的結(jié)構(gòu)。陽(yáng)極603的制備(i)平均顆粒尺寸3μm的硅粉末、平均顆粒尺寸20μm的錫粉末、球形石墨粉末、和薄片狀銅粉末以重量混合比25∶50∶15∶5混合，通過本輪球蘑機(jī)獲得一種混合物，該混合物和聚偏氟乙烯粉末以重量混合比95∶5混合，然后與N-甲基-2-吡咯烷混合，從而獲得一種膠狀材料。(ii)提供一種18μm厚的銅箔(其相對(duì)表面以被丙酮和異丙基乙醇很好地清洗)作為陽(yáng)極集電器601。使用涂層器，在上述步驟(i)獲得的膠狀材料被涂在作為集電器的銅箔相對(duì)表面上，然后進(jìn)行干燥。從而在集電器每一個(gè)相對(duì)表面上形成一個(gè)30μm厚的第一層。(iii)使用涂層器，一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的Ag-膠(具有此所說(shuō)的第一層低的電阻率(1×10-5Ω·cm))被涂在形成在集電器上的每一個(gè)相對(duì)第一層上，接著進(jìn)行干燥處理，然后在160℃進(jìn)行熱處理，從而在每個(gè)相對(duì)第一層上形成一個(gè)10μm厚第二層。生成物在150℃降壓下進(jìn)行干燥處理。由此，獲得包括此集電器的一個(gè)電極結(jié)構(gòu)體，該集電器的表面具有以此順序?qū)訅河谄涿恳粋€(gè)之上的第一和第二層。(iv)在上述步驟(iii)中獲得的電極結(jié)構(gòu)體被切割以獲得一個(gè)具有前述大小的電極結(jié)構(gòu)體。一條鎳制成的導(dǎo)線作為陽(yáng)極導(dǎo)線612通過點(diǎn)焊被連接到電極結(jié)構(gòu)體的集電器，獲得一個(gè)陽(yáng)極603。分別地，對(duì)于每一個(gè)第一和第二層的電阻率被以與例子27相同的方式計(jì)算。結(jié)果，發(fā)現(xiàn)第二層的電阻率小于第一層的電阻率。參考例13[可充電鋰電池]除了陽(yáng)極(603)被如下上述制備的陽(yáng)極代替外，例子27的過程被重復(fù)，從而獲得一種AA-大小的可充電鋰電池，并具有圖13所示的結(jié)構(gòu)。陽(yáng)極603的制備(i)提供一種18μm厚的銅箔(其相對(duì)表面以被丙酮和異丙基乙醇很好地清洗)作為陽(yáng)極集電器601。作為陰極的銅箔和作為反電極(陽(yáng)極)的SUS(不銹鋼)板被置于錫電鍍液(包括溶解在其中的40g/L的硫酸亞錫、60g/L的硫酸、2g/L的明膠水溶液)中，28mA/cm2的電流流過那里，從而在作為集電器的銅箔每一個(gè)相對(duì)表面上形成一個(gè)39μm厚錫材料層(作為第一層)，此層包括平均顆粒尺寸10μm或更小的顆粒錫材料。該生成物在100℃降壓下被進(jìn)行干燥處理。(ii)在上述步驟(i)中形成的每一個(gè)相對(duì)第一層上，形成一個(gè)1μm厚的鋁層(具有一個(gè)比第一層明顯低的電阻率)，通過電子束蒸發(fā)，作為一個(gè)第二層形成在形成于集電器上的每一個(gè)相對(duì)第一層上。由此，獲得包括此集電器的一個(gè)電極結(jié)構(gòu)體，該集電器的表面具有以此順序?qū)訅河谄涿恳粋€(gè)之上的第一和第二層。(iii)在上述步驟(ii)中獲得的電極結(jié)構(gòu)體被切割以獲得一個(gè)具有前述大小的電極結(jié)構(gòu)體。一條鎳制成的導(dǎo)線作為陽(yáng)極導(dǎo)線612通過點(diǎn)焊被連接到電極結(jié)構(gòu)體的集電器，獲得一個(gè)陽(yáng)極603。分別地，對(duì)于每一個(gè)第一和第二層的電阻率被以與例子27相同的方式計(jì)算。結(jié)果，發(fā)現(xiàn)第二層的電阻率小于第一層的電阻率。參考例14[可充電鎳-鋅電池]除了陽(yáng)極(501)被如下上述制備的陽(yáng)極代替外，例子35的過程被重復(fù)，從而獲得一種硬幣狀可充電鎳-鋅電池，并具有圖12所示的結(jié)構(gòu)。(1)陽(yáng)極501的制備(i)平均顆粒尺寸20μm的氧化鋅粉末、平均顆粒尺寸5μm的球狀石墨粉末、和寬度10μm厚度1μm的細(xì)絲狀銅粉末以重量混合比85∶5∶5混合，通過本輪球蘑機(jī)獲得一種混合物，該混合物與包含溶解于其中的聚偏氟乙烯水溶液混合，獲得一種包含重量比95∶5的所說(shuō)的混合物和所說(shuō)的聚偏氟乙烯的膠狀材料。(ii)提供一種銅制成的膨脹金屬作為陽(yáng)極集電器。使用涂層器，在上述步驟(i)獲得的膠狀材料被涂在作為集電器的膨脹金屬表面上，接著進(jìn)行干燥處理，然后進(jìn)行輥壓處理，從而在集電器表面上形成一125μm厚的第一層。(iii)使用涂層器，一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的Ag-膠(具有比所說(shuō)的第一層低的電阻率(2×10-4Ω·cm))被涂在形成在集電器上的第一層上，接著進(jìn)行干燥處理，然后進(jìn)行輥壓處理，從而在第一層上形成一個(gè)25μm厚第二層。由此，獲得包括此集電器的一個(gè)電極結(jié)構(gòu)體，該集電器的表面具有以此順序?qū)訅河谄涿恳粋€(gè)之上的第一和第二層。(iv)在上述步驟(iii)中獲得的電極結(jié)構(gòu)體被切割以獲得一個(gè)具有前述大小的電極結(jié)構(gòu)體。從而獲得一個(gè)陽(yáng)極501。分別地，對(duì)于每一個(gè)第一層和第二層的電阻率被以與例子27相同的方式計(jì)算。結(jié)果，發(fā)現(xiàn)第二層的電阻率小于第一層的電阻率。參考例15[可充電鋅-氧電池]除了陽(yáng)極(501)被如與參考例14中相同的方式制備的陽(yáng)極代替外，例子36的過程被重復(fù)，從而獲得一種硬幣狀可充電鋅-氧電池，并具有圖12所示的結(jié)構(gòu)。分別地，對(duì)于每一個(gè)第一層和第二層的電阻率被以與例子27相同的方式計(jì)算。結(jié)果，發(fā)現(xiàn)第二層的電阻率小于第一層的電阻率。評(píng)價(jià)為了檢查陽(yáng)極中第一層和第二層的電阻率之間的關(guān)系造成的影響，進(jìn)行評(píng)價(jià)。特別地，在參考例12和15中獲得的每一個(gè)可充電電池中，其充放電循環(huán)壽命通過充放電循環(huán)測(cè)試被評(píng)價(jià)。充放電循環(huán)測(cè)試以下述方式進(jìn)行。也就是說(shuō)，每一個(gè)可充電電池被放置在充放電裝置HJ-106M(HokutoDenkoKabushikiKaisha制造)中，其中，在0.2C(基于從可充電電池的陰極活性材料計(jì)算的電容量，0.2倍于每小時(shí)電容量的電流)充放電狀況下交替重復(fù)進(jìn)行充放電，測(cè)試30分鐘。對(duì)于其他狀況，在可充電鋰電池的情況下(參考例12和13)，充電截止電壓為4.5V，放電截止電壓為2.8V。充放電循環(huán)測(cè)試從操作充電開始。在充放電測(cè)試中，對(duì)于每一個(gè)可充電電池，其充放電循環(huán)壽命被觀測(cè)。充放電循環(huán)壽命基于直到電池容量變得低于初始電池容量的60％時(shí)已經(jīng)重復(fù)的充放電循環(huán)數(shù)。以此方式，對(duì)于參考例12到15的每一個(gè)可充電電池，獲得一個(gè)充放電循環(huán)壽命值(以下稱此值為“循環(huán)壽命值”)以下，在參考例12到15的可充電電池的循環(huán)壽命值被集中示出，通過正常化每一個(gè)參考例12到15的循環(huán)壽命值為1.0，每一個(gè)參考例12到15循環(huán)壽命值被示出，與對(duì)應(yīng)例子(即，例子27、13、35、或36)的循環(huán)壽命值比較。例子27/參考例12＝2.6例子13/參考例13＝2.1例子35/參考例35＝3.4例子36/參考例36＝3.7基于上述結(jié)果，可以理解，其第二層電阻率大于第一層的任何可充電電池具有一個(gè)較長(zhǎng)的充放電循環(huán)壽命。從上面的描述，可以理解下面的事實(shí)。本發(fā)明提供一種高性能電極結(jié)構(gòu)體，此電極結(jié)構(gòu)體理想地解決了現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)現(xiàn)的問題，即，不僅在使用了鋰的氧化-還原反應(yīng)的普通可充電鋰電池中，而且在使用了鋅的氧化-還原反應(yīng)的可充電鋅系列電池中，它們的陽(yáng)極在一個(gè)長(zhǎng)時(shí)期重復(fù)充放電循環(huán)時(shí)易于粉末化，并且鋰的枝晶易于產(chǎn)生或當(dāng)枝晶產(chǎn)生時(shí)枝晶生長(zhǎng)，從而導(dǎo)致陽(yáng)極和陰極之間的內(nèi)部短路，造成縮短電池壽命。通過使用此電極結(jié)構(gòu)體作為陽(yáng)極，能夠獲得一個(gè)具有高能量密度并延長(zhǎng)了充放電循環(huán)壽命的高性能可充電電池。表1*最強(qiáng)峰值(第一峰值)與第二峰值強(qiáng)度的強(qiáng)度比表2</tables>表3</tables>表4</tables>*例子1的修改(兩層結(jié)構(gòu))權(quán)利要求1.一種電極結(jié)構(gòu)體，包括一個(gè)板狀集電器，該板狀集電器具有相對(duì)的表面和一個(gè)形成在所說(shuō)的集電器的至少一個(gè)所說(shuō)的相對(duì)表面上的電極材料層，其中，所說(shuō)的電極材料層包括35％重量或更多的平均顆粒尺寸為0.5到60的顆?；|(zhì)材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1的電極結(jié)構(gòu)體，其中電極材料層的孔隙率為0.10到0.86。3.根據(jù)權(quán)利要求1的電極結(jié)構(gòu)體，其中所說(shuō)的電極結(jié)構(gòu)體被用在交替進(jìn)行充電和放電的可充電電池中，并且放電后在顆?；|(zhì)材料層的表面形成直徑為0.10到10μm的多個(gè)氣孔。4.根據(jù)權(quán)利要求1的電極結(jié)構(gòu)體，其中所說(shuō)的電極材料層的厚度在5到500μm的范圍內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求1的電極結(jié)構(gòu)體，其中所說(shuō)的電極結(jié)構(gòu)體被用在交替進(jìn)行充電和放電的可充電電池中，在操作充電或放電之前處于非使用狀態(tài)的電極結(jié)構(gòu)體的電極材料層具有一個(gè)表面粗糙度為1到60μm的表面。6.根據(jù)權(quán)利要求1的電極結(jié)構(gòu)體，其中集電器具有一個(gè)表面設(shè)有至少一個(gè)突起部分，并且所說(shuō)的突起部分被一種材料覆蓋，該材料的電阻率大于集電器的構(gòu)成材料的電阻率。7.根據(jù)權(quán)利要求6的電極結(jié)構(gòu)體，其中覆蓋集電器的突起部分的材料是從Ni、Zn、Sn、和In構(gòu)成的組中選出的一種或多種元素的氧化物。8.根據(jù)權(quán)利要求1的電極結(jié)構(gòu)體，其中顆?；|(zhì)材料的平均顆粒尺寸在0.5到20μm的范圍內(nèi)。9.根據(jù)權(quán)利要求1的電極結(jié)構(gòu)體，其中顆?；|(zhì)材料包括其整體狀態(tài)的電阻率可在1×10-6到1×100Ω·cm范圍內(nèi)一種顆粒材料。10.根據(jù)權(quán)利要求1的電極結(jié)構(gòu)體，其中顆?；|(zhì)材料包括其整體狀態(tài)的電阻率可在1×10-5到1×10-1Ω·cm范圍內(nèi)一種顆粒材料。11.根據(jù)權(quán)利要求1的電極結(jié)構(gòu)體，其中電極材料層包括50％重量或更多的顆粒基質(zhì)材料。12.根據(jù)權(quán)利要求1的電極結(jié)構(gòu)體，其中顆?；|(zhì)材料包括從Si、Ge、Sn、Pb、In、Mg、和Zn構(gòu)成的組中選擇的一種或多種元素構(gòu)成的顆粒材料。13.根據(jù)權(quán)利要求1的電極結(jié)構(gòu)體，其中所說(shuō)的電極結(jié)構(gòu)體被用作一個(gè)使用鋰的氧化-還原反應(yīng)的可充電電池的一個(gè)電極，電極材料層的顆?；|(zhì)材料包括從Si、Sn和In構(gòu)成的組中選擇的一種或多種元素構(gòu)成的顆粒材料。14.根據(jù)權(quán)利要求1的電極結(jié)構(gòu)體，其中所說(shuō)的電極結(jié)構(gòu)體被用作一個(gè)使用鋅的氧化-還原反應(yīng)的可充電電池的一個(gè)電極，電極材料層的顆?；|(zhì)材料包括從氧化鋅和鋅合金構(gòu)成的組中選擇的一種或多種元素構(gòu)成的顆粒材料。15.根據(jù)權(quán)利要求1的電極結(jié)構(gòu)體，其中顆?；|(zhì)材料包括一種顆粒材料，該顆粒材料的表面被一個(gè)包括一種或多種金屬元素的層覆蓋。16.根據(jù)權(quán)利要求1的電極結(jié)構(gòu)體，其中除了顆粒基質(zhì)材料，電極材料層還包括一種導(dǎo)電輔助材料。17.根據(jù)權(quán)利要求16的電極結(jié)構(gòu)體，其中導(dǎo)電輔助材料包括一種含碳材料或金屬材料。18.根據(jù)權(quán)利要求16的電極結(jié)構(gòu)體，其中電極材料層包括的導(dǎo)電輔助材料的量為1到30％重量。19.根據(jù)權(quán)利要求16的電極結(jié)構(gòu)體，其中導(dǎo)電輔助材料的形狀為從球形、薄片形、細(xì)絲形、纖維形、尖釘形、和針形構(gòu)成的組中選擇的一個(gè)形狀。20.根據(jù)權(quán)利要求1的電極結(jié)構(gòu)體，其中除了顆粒基質(zhì)材料，電極材料層還包括有機(jī)聚合物。21.根據(jù)權(quán)利要求20的電極結(jié)構(gòu)體，其中電極材料層包含有機(jī)聚合物的量為2到20％重量。22.根據(jù)權(quán)利要求1的電極結(jié)構(gòu)體，其中除了顆粒基質(zhì)材料，電極材料層還包括導(dǎo)電輔助材料和有機(jī)聚合物。23.根據(jù)權(quán)利要求1的電極結(jié)構(gòu)體，其中電極材料層的顆?；|(zhì)材料由金屬錫材料或錫合金材料構(gòu)成。24.根據(jù)權(quán)利要求23的電極結(jié)構(gòu)體，其中錫合金材料的錫元素含量為50％到少于100％。25.根據(jù)權(quán)利要求23的電極結(jié)構(gòu)體，其中錫合金材料是Sn與從Sb、Bi、Pb、Ni、Cu、Ag和Zn構(gòu)成的組中選擇的一種或多種元素構(gòu)成的合金。26.根據(jù)權(quán)利要求23的電極結(jié)構(gòu)體，其中金屬錫材料或錫合金材料構(gòu)成的顆?；|(zhì)材料平均顆粒尺寸為0.5到60μm。27.根據(jù)權(quán)利要求23的電極結(jié)構(gòu)體，其中金屬錫材料或錫合金材料構(gòu)成的顆?；|(zhì)材料的晶粒尺寸為10到50nm。28.根據(jù)權(quán)利要求23的電極結(jié)構(gòu)體，其中電極材料層的孔隙率在0.10到0.86范圍內(nèi)。29.根據(jù)權(quán)利要求23的電極結(jié)構(gòu)體，其中電極材料層的孔隙率在0.31到0.73范圍內(nèi)。30.根據(jù)權(quán)利要求23的電極結(jié)構(gòu)體，其中電極材料層的密度在1.00到6.56g/cm3范圍內(nèi)。31.根據(jù)權(quán)利要求23的電極結(jié)構(gòu)體，其中電極材料層的密度在2.00到6.00g/cm3范圍內(nèi)。32.根據(jù)權(quán)利要求23的電極結(jié)構(gòu)體，其中所說(shuō)的電極結(jié)構(gòu)體被用在交替進(jìn)行充電和放電的可充電電池中，并且放電后在顆?；|(zhì)材料層的表面形成直徑為0.10到10μm的多個(gè)氣孔。33.根據(jù)權(quán)利要求23的電極結(jié)構(gòu)體，其中所說(shuō)的電極材料層的厚度在5到500μm的范圍內(nèi)。34.根據(jù)權(quán)利要求23的電極結(jié)構(gòu)體，其中所說(shuō)的電極結(jié)構(gòu)體被用在交替進(jìn)行充電和放電的可充電電池中，在操作充電或放電之前處于非使用狀態(tài)的電極結(jié)構(gòu)體的電極材料層具有一個(gè)表面粗糙度為1到60μm的表面。35.根據(jù)權(quán)利要求23的電極結(jié)構(gòu)體，其中所說(shuō)的電極材料層包含從C、N、O、F、和S構(gòu)成的組中選擇的一種或多種元素。36.根據(jù)權(quán)利要求35的電極結(jié)構(gòu)體，其中從C、N、O、F、和S構(gòu)成的組中選擇的一種或多種元素以一個(gè)增加了的濃度被包含在集電器相對(duì)側(cè)面上電極材料層的一個(gè)層區(qū)域內(nèi)。37.根據(jù)權(quán)利要求23的電極結(jié)構(gòu)體，其中金屬錫材料或錫合金材料構(gòu)成的顆?；|(zhì)材料包括金屬錫材料顆?；蝈a合金材料顆粒，在顆粒之間或顆粒表面上包含氧化錫。38.根據(jù)權(quán)利要求23的電極結(jié)構(gòu)體，其中除了顆粒金屬錫基質(zhì)材料或顆粒錫合金基質(zhì)材料，電極材料層還包含一種有機(jī)聚合物或/和含碳材料。39.根據(jù)權(quán)利要求23或38的電極結(jié)構(gòu)體，其中所說(shuō)的電極結(jié)構(gòu)體被用作一個(gè)使用鋰的氧化-還原反應(yīng)的可充電電池的一個(gè)陽(yáng)極。40.根據(jù)權(quán)利要求1到39中任一權(quán)利要求的電極結(jié)構(gòu)體，在包括形成于集電器上的顆?；|(zhì)材料的電極材料層上具有一個(gè)包括80到98％重量的無(wú)機(jī)材料和2到20％重量的有機(jī)聚合物的附加層。41.根據(jù)權(quán)利要求1到40中任一權(quán)利要求的電極結(jié)構(gòu)體，其中顆?；|(zhì)材料在20℃體狀態(tài)下的電阻率大于集電器構(gòu)成材料的電阻率，并且無(wú)機(jī)材料在20℃體狀態(tài)下的電阻率大于顆?；|(zhì)材料的所說(shuō)的電阻率。42.根據(jù)權(quán)利要求41的電極結(jié)構(gòu)體，其中無(wú)機(jī)材料的電阻率在1×10-4到1×102Ω·cm范圍內(nèi)。43.根據(jù)權(quán)利要求41的電極結(jié)構(gòu)體，其中無(wú)機(jī)材料的電阻率在1×10-4到1×101Ω·cm范圍內(nèi)。44.根據(jù)權(quán)利要求40到43中任一權(quán)利要求的電極結(jié)構(gòu)體，其中附加層的厚度在1到30μm范圍內(nèi)。45.一種可充電電池，包括至少一個(gè)陽(yáng)極、一個(gè)陰極、和一種電解質(zhì)，在該可充電電池中通過所說(shuō)的陽(yáng)極活性材料的氧化-還原反應(yīng)交替進(jìn)行充電和放電，其特征在于所說(shuō)的陽(yáng)極包括具有相對(duì)的表面的一個(gè)板狀集電器和形成在所說(shuō)的集電器的至少一個(gè)所說(shuō)的相對(duì)的表面上的一個(gè)電極材料層，所說(shuō)的電極材料層包含35％重量或更多的平均顆粒尺寸為0.5到60的顆?；|(zhì)材料。46.根據(jù)權(quán)利要求45的可充電電池，其中電極材料層的孔隙率為0.10到0.86。47.根據(jù)權(quán)利要求45的可充電電池，其中放電后在顆粒基質(zhì)材料層的表面形成直徑為0.10到10μm的多個(gè)氣孔。48.根據(jù)權(quán)利要求45的可充電電池，其中所說(shuō)的電極材料層的厚度在5到500μm的范圍內(nèi)。49.根據(jù)權(quán)利要求45的可充電電池，其中在操作充電或放電之前處于非使用狀態(tài)的陽(yáng)極的電極材料層具有一個(gè)表面粗糙度為1到60μm的表面。50.根據(jù)權(quán)利要求45的可充電電池，其中集電器具有一個(gè)表面設(shè)有至少一個(gè)突起部分，并且所說(shuō)的突起部分被一種材料覆蓋，該材料的電阻率大于集電器的構(gòu)成材料的電阻率。51.根據(jù)權(quán)利要求50的可充電電池，其中覆蓋集電器的突起部分的材料是從Ni、Zn、Sn、和In構(gòu)成的組中選出的一種或多種元素的氧化物。52.根據(jù)權(quán)利要求45的可充電電池，其中顆?；|(zhì)材料的平均顆粒尺寸在0.5到20μm的范圍內(nèi)。53.根據(jù)權(quán)利要求45的可充電電池，其中顆?；|(zhì)材料包括其整體狀態(tài)的電阻率可在1×10-6到1×100Ω·cm范圍內(nèi)一種顆粒材料。54.根據(jù)權(quán)利要求45的可充電電池，其中顆?；|(zhì)材料包括其整體狀態(tài)的電阻率可在1×10-5到1×10-1Ω·cm范圍內(nèi)一種顆粒材料。55.根據(jù)權(quán)利要求45的可充電電池，其中電極材料層包括50％重量或更多的顆?；|(zhì)材料。56.根據(jù)權(quán)利要求45的可充電電池，其中顆?；|(zhì)材料包括從Si、Ge、Sn、Pb、In、Mg、和Zn構(gòu)成的組中選擇的一種或多種元素構(gòu)成的顆粒材料。57.根據(jù)權(quán)利要求45的可充電電池，其中所說(shuō)的可充電電池是一個(gè)使用鋰的氧化-還原反應(yīng)的可充電電池，電極材料層的顆?；|(zhì)材料包括從Si、Sn和In構(gòu)成的組中選擇的一種或多種元素構(gòu)成的顆粒材料。58.根據(jù)權(quán)利要求45的可充電電池，其中所說(shuō)的可充電電池是一個(gè)使用鋅的氧化-還原反應(yīng)的可充電電池，電極材料層的顆?；|(zhì)材料包括從氧化鋅和鋅合金構(gòu)成的組中選擇的一種或多種元素構(gòu)成的顆粒材料。59.根據(jù)權(quán)利要求45的可充電電池，其中顆?；|(zhì)材料包括一種顆粒材料，該顆粒材料的表面被一個(gè)包括一種或多種金屬元素的層覆蓋。60.根據(jù)權(quán)利要求45的可充電電池，其中除了顆?；|(zhì)材料，電極材料層還包括一種導(dǎo)電輔助材料。61.根據(jù)權(quán)利要求60的可充電電池，其中導(dǎo)電輔助材料包括一種含碳材料或金屬材料。62.根據(jù)權(quán)利要求61的可充電電池，其中電極材料層包括的導(dǎo)電輔助材料的量為1到30％重量。63.根據(jù)權(quán)利要求60的可充電電池，其中導(dǎo)電輔助材料的形狀為從球形、薄片形、細(xì)絲形、纖維形、尖釘形、和針形構(gòu)成的組中選擇的一個(gè)形狀。64.根據(jù)權(quán)利要求45的可充電電池，其中除了顆?；|(zhì)材料，電極材料層還包括有機(jī)聚合物。65.根據(jù)權(quán)利要求64的可充電電池，其中電極材料層包含有機(jī)聚合物的量為2到20％重量。66.根據(jù)權(quán)利要求45的可充電電池，其中除了顆?；|(zhì)材料，電極材料層還包括導(dǎo)電輔助材料和有機(jī)聚合物。67.根據(jù)權(quán)利要求45的可充電電池，其中電極材料層的顆?；|(zhì)材料由金屬錫材料或錫合金材料構(gòu)成。68.根據(jù)權(quán)利要求67的可充電電池，其中錫合金材料的錫元素含量為50％到少于100％。69.根據(jù)權(quán)利要求67的可充電電池，其中錫合金材料是Sn與從Sb、Bi、Pb、Ni、Cu、Ag和Zn構(gòu)成的組中選擇的一種或多種元素構(gòu)成的合金。70.根據(jù)權(quán)利要求67的可充電電池，其中金屬錫材料或錫合金材料構(gòu)成的顆?；|(zhì)材料平均顆粒尺寸為0.5到60μm。71.根據(jù)權(quán)利要求67的可充電電池，其中金屬錫材料或錫合金材料構(gòu)成的顆?；|(zhì)材料的晶粒尺寸為10到50nm。72.根據(jù)權(quán)利要求67的可充電電池，其中電極材料層的孔隙率在0.10到0.86范圍內(nèi)。73.根據(jù)權(quán)利要求67的可充電電池，其中電極材料層的孔隙率在0.31到0.73范圍內(nèi)。74.根據(jù)權(quán)利要求67的可充電電池，其中電極材料層的密度在1.00到6.56g/cm3范圍內(nèi)。75.根據(jù)權(quán)利要求67的可充電電池，其中電極材料層的密度在2.00到6.00g/cm3范圍內(nèi)。76.根據(jù)權(quán)利要求67的可充電電池，其中，放電后在顆?；|(zhì)材料層的表面形成直徑為0.10到10μm的多個(gè)氣孔。77.根據(jù)權(quán)利要求67的可充電電池，其中所說(shuō)的電極材料層的厚度在5到500μm的范圍內(nèi)。78.根據(jù)權(quán)利要求67的可充電電池，其中，在操作充電或放電之前處于非使用狀態(tài)的陽(yáng)極的電極材料層具有一個(gè)表面粗糙度為1到60μm的表面。79.根據(jù)權(quán)利要求67的可充電電池，其中所說(shuō)的電極材料層包含從C、N、O、F、和S構(gòu)成的組中選擇的一種或多種元素。80.根據(jù)權(quán)利要求79的可充電電池，其中從C、N、O、F、和S構(gòu)成的組中選擇的一種或多種元素以一個(gè)增加了的濃度被包含在集電器相對(duì)側(cè)面上電極材料層的一個(gè)層區(qū)域內(nèi)。81.根據(jù)權(quán)利要求67的可充電電池，其中金屬錫材料或錫合金材料構(gòu)成的顆?；|(zhì)材料包括金屬錫材料顆粒或錫合金材料顆粒，在顆粒之間或顆粒表面上包含氧化錫。82.根據(jù)權(quán)利要求67的可充電電池，其中除了顆粒金屬錫基質(zhì)材料或顆粒錫合金基質(zhì)材料，電極材料層還包含一種有機(jī)聚合物或/和含碳材料。83.根據(jù)權(quán)利要求67的可充電電池，其中所說(shuō)的可充電電池是一個(gè)使用鋰的氧化-還原反應(yīng)的可充電電池。84.根據(jù)權(quán)利要求67的可充電電池，其中所說(shuō)的可充電電池是一個(gè)使用鋰的氧化-還原反應(yīng)的可充電電池，包括充電狀態(tài)的電極材料層的陽(yáng)極具有一個(gè)包含其中的鋰元素與包含在其中的錫元素的比率，在0.1到3.52的范圍內(nèi)。85.根據(jù)權(quán)利要求45的可充電電池，在包括形成于集電器上的顆?；|(zhì)材料的電極材料層上具有一個(gè)包括80到98％重量的無(wú)機(jī)材料和2到20％重量的有機(jī)聚合物的附加層。86.根據(jù)權(quán)利要求85的可充電電池，其中顆?；|(zhì)材料在20℃體狀態(tài)下的電阻率大于集電器構(gòu)成材料的電阻率，并且無(wú)機(jī)材料在20℃體狀態(tài)下的電阻率大于顆?；|(zhì)材料的所說(shuō)的電阻率。87.根據(jù)權(quán)利要求86的可充電電池，其中無(wú)機(jī)材料的電阻率在1×10-4到1×102Ω·cm范圍內(nèi)。88.根據(jù)權(quán)利要求86的可充電電池，其中無(wú)機(jī)材料的電阻率在1×10-4到1×101Ω·cm范圍內(nèi)。89.根據(jù)權(quán)利要求85的可充電電池，其中附加層的厚度在1到30μm范圍內(nèi)。90.一種制造電極結(jié)構(gòu)體的方法，所說(shuō)的方法的特征在于包括一個(gè)形成電極材料層的步驟，該電極材料層在板狀集電器的至少一個(gè)表面上包含35％重量或更多的顆?；|(zhì)材料。91.根據(jù)權(quán)利要求90的方法，其中控制形成的電極材料層，使其具有0.10到0.86的孔隙率。92.根據(jù)權(quán)利要求90的方法，其中通過涂覆在集電器上形成電極材料層。93.根據(jù)權(quán)利要求90的方法，其中通過汽相沉積在集電器上形成電極材料層。94.根據(jù)權(quán)利要求90的方法，其中通過電鍍?cè)诩娖魃闲纬呻姌O材料層。95.根據(jù)權(quán)利要求90的方法，其中電極材料層的顆?；|(zhì)材料由金屬錫材料或錫合金材料構(gòu)成。96.根據(jù)權(quán)利要求95的方法，其中，控制電極材料層的形成，使其具有0.10到0.86的孔隙率。97.根據(jù)權(quán)利要求95的方法，其中，控制電極材料層的形成，使其具有0.31到0.73的孔隙率。98.根據(jù)權(quán)利要求95的方法，其中，控制電極材料層的形成，使其具有1.00到6.56g/cm3的密度。99.根據(jù)權(quán)利要求95的方法，其中，控制電極材料層的形成，使其具有2.00到6.00g/cm3的密度。100.根據(jù)權(quán)利要求95到99中任一權(quán)利要求的方法，其中集電器上電極材料層的形成通過利用在一種電解質(zhì)溶液中的電化學(xué)反應(yīng)的電鍍進(jìn)行。101.根據(jù)權(quán)利要求100的方法，其中通過在電解質(zhì)溶液中固定集電器作為陰極和反電極作為陽(yáng)極，并在所說(shuō)的陰極和所說(shuō)的陽(yáng)極之間施加直流電流的電場(chǎng)、交流電流的電場(chǎng)、脈沖電流電場(chǎng)、或兩種或多種這些電場(chǎng)的結(jié)合，進(jìn)行電鍍，從而處理集電器的至少一個(gè)表面。102.根據(jù)權(quán)利要求100的方法，其中電解質(zhì)溶液包含至少0.001到5mol/liter的Sn離子。103.根據(jù)權(quán)利要求100的方法，其中電解質(zhì)溶液包括從分別包含Sn溶解于其中的氯化物溶液、氟化物溶液、硫酸鹽溶液、氰化物溶液、焦磷酸鹽溶液、過氯酸鹽、草酸鹽溶液、鉀錫酸鹽溶液、鈉錫酸鹽溶液、和有機(jī)羰酸鹽溶液構(gòu)成的組中選擇的一種含Sn溶液。104.根據(jù)權(quán)利要求100的方法，其中進(jìn)行電鍍時(shí)電解質(zhì)溶液的溫度在0到85℃范圍內(nèi)。105.根據(jù)權(quán)利要求101的方法，其中作為陽(yáng)極的反電極包括錫金屬或錫合金。106.根據(jù)權(quán)利要求101的方法，其中進(jìn)行電鍍時(shí)陰極電流強(qiáng)度在1到50mA/cm2。107.根據(jù)權(quán)利要求101的方法，其中進(jìn)行電鍍時(shí)施加在陰極和陽(yáng)極之間的電壓為0.05到10V。108.根據(jù)權(quán)利要求101的方法，其中陰極和陽(yáng)極之間的距離在2到50cm范圍內(nèi)。109.根據(jù)權(quán)利要求101的方法，其中陽(yáng)極面積與陰極面積之比在0.1到1的范圍內(nèi)。110.根據(jù)權(quán)利要求100的方法，其中電解質(zhì)溶液包含一種材料，該材料包括分散在其中的從C、N、O、F、S和H構(gòu)成的組中選擇的一種或多種元素。111.根據(jù)權(quán)利要求110的方法，其中分散在電解質(zhì)溶液中的材料包括有機(jī)化合物。112.根據(jù)權(quán)利要求111的方法，其中有機(jī)化合物通過電鍍結(jié)合到電極材料層中。113.根據(jù)權(quán)利要求111的方法，其中有機(jī)化合物包括一個(gè)適于導(dǎo)致電解聚合反應(yīng)的單體。114.根據(jù)權(quán)利要求113的方法，其中單體導(dǎo)致進(jìn)行電鍍時(shí)陰極側(cè)上的聚合反應(yīng)。115.根據(jù)權(quán)利要求100的方法，其中電解質(zhì)溶液包含一種分散于其中的材料。116.根據(jù)權(quán)利要求100的方法，其中對(duì)于彌散在電解質(zhì)溶液的材料，使用一種含碳材料。117.根據(jù)權(quán)利要求116的方法，其中含碳材料通過電鍍被結(jié)合在電極材料層中。118.根據(jù)權(quán)利要求100的方法，其中電解質(zhì)溶液包含一種分散于其中的表面活性劑。119.根據(jù)權(quán)利要求101的方法，其中對(duì)于電解質(zhì)溶液，使用一種包含至少0.001到5mol/liter的Sn離子和一種包括從C、N、O、F、S、和H構(gòu)成的組中選擇的一種或多種元素的材料的電解質(zhì)溶液，電解質(zhì)溶液溫度被保持在10到50℃，Sn或Sn合金制成的、并且其面積與陰極面積比率為0.5到1的材料被用作陽(yáng)極，陰極和陽(yáng)極之間的距離在5到30cm的范圍內(nèi)，陰極電流強(qiáng)度在3到20mA/cm2范圍內(nèi)，在陰極和陽(yáng)極之間施加0.05到10V電壓的情況下，直流電流電場(chǎng)、交流電流電場(chǎng)、脈沖電場(chǎng)、或兩種或多種這些電場(chǎng)的結(jié)合被施加在陰極和陽(yáng)極之間，從而在作為陰極的集電器上形成電極材料層。120.根據(jù)權(quán)利要求95的方法，其中電極材料層在集電器上的形成通過利用溶液中的氧化-還原反應(yīng)的化學(xué)鍍進(jìn)行。121.根據(jù)權(quán)利要求120的方法，其中至少集電器的一個(gè)表面被在化學(xué)鍍液中處理。122.根據(jù)權(quán)利要求121的方法，其中化學(xué)鍍液包括一種包含溶解于其中的至少一種還原劑、含Sn鹽和絡(luò)合劑的溶液。123.根據(jù)權(quán)利要求121的方法，其中化學(xué)鍍液包含分散于其中的一種包括從C、N、O、F、S、和H構(gòu)成的組中選擇的一種或多種元素的材料。124.根據(jù)權(quán)利要求121的方法，其中化學(xué)鍍液包含分散于其中的一種有機(jī)化合物。125.根據(jù)權(quán)利要求121的方法，其中一種有機(jī)化合物被分散在化學(xué)鍍液中，并且所說(shuō)的有機(jī)化合物被結(jié)合到形成的電極材料層中。126.根據(jù)權(quán)利要求121的方法，其中化學(xué)鍍液包含溶一種解于其中的材料。127.根據(jù)權(quán)利要求121的方法，其中含碳材料被分散在化學(xué)鍍液中，并且所說(shuō)的含碳材料被結(jié)合到形成的電極材料層中。128.根據(jù)權(quán)利要求121的方法，其中化學(xué)鍍液包括一種溶液，該溶液包含分散于其中的至少0.01到2mol/liter的一種含Sn鹽、還原劑和絡(luò)合劑，還包含分散于其中的一種有機(jī)化合物或/和含碳材料。129.根據(jù)權(quán)利要求95的方法，其中，電極材料層形成后，沉積在出現(xiàn)在電極材料層表面中的金屬錫材料顆?；蝈a合金材料顆粒表面上的氧化物材料被除去。130.根據(jù)權(quán)利要求129的方法，其中，通過利用堿性或酸性含水溶液的表面處理進(jìn)行氧化物材料的除去。131.根據(jù)權(quán)利要求95的方法，其中，在電極材料層形成后，一個(gè)干燥電極材料層的步驟被進(jìn)行。132.根據(jù)權(quán)利要求95的方法，其中，在電極材料層形成后，進(jìn)行一個(gè)電極材料層按壓處理步驟。133.一種用于制造可充電電池的方法，該可充電電池包括至少一個(gè)陽(yáng)極、一個(gè)陰極、和一種電解質(zhì)，在該可充電電池中通過所說(shuō)的陽(yáng)極活性材料的氧化-還原反應(yīng)交替進(jìn)行充電和放電，其特征在于所說(shuō)的方法包括一個(gè)使用根據(jù)權(quán)利要求90到132中任一權(quán)利要求限定的方法獲得的一個(gè)電極結(jié)構(gòu)體的步驟。134.根據(jù)權(quán)利要求133的方法，其中可充電電池是使用鋰的氧化-還原反應(yīng)的可充電電池。135.根據(jù)權(quán)利要求133的方法，其中可充電電池是使用鋅的氧化-還原反應(yīng)的可充電電池。全文摘要一種電極結(jié)構(gòu)體,包括一個(gè)具有相對(duì)的表面的板狀集電器,和一個(gè)形成在所說(shuō)的集電器的至少一個(gè)所說(shuō)的相對(duì)表面上的電極材料層,其中,所說(shuō)的電極材料層包括35%重量或更多的平均顆粒尺寸為0.5到60的顆粒基質(zhì)材料。一個(gè)用所說(shuō)的電極結(jié)構(gòu)體作為其一個(gè)電極的可充電電池。文檔編號(hào)H01M4/66GK1194472SQ9810618公開日1998年9月30日申請(qǐng)日期1998年1月28日優(yōu)先權(quán)日1997年1月28日發(fā)明者川上總一郎,小林直哉,淺尾昌也,小鈴武,木村浩直申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社