[發(fā)明專利]二次電池用負(fù)極及二次電池

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310070283.2
• 申請(qǐng)日: 2013-03-06
• 公開（公告）號(hào): CN103311554A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 小國(guó)哲平;田島亮太
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所
• 主分類號(hào): H01M4/70
• 分類號(hào): H01M4/70;H01M4/04;H01M10/04
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 孫蕾

1.一種二次電池用負(fù)極，包括：

集電體，該集電體包括基礎(chǔ)部和突起部，該突起部與所述基礎(chǔ)部連接并在實(shí)質(zhì)上垂直于所述基礎(chǔ)部的上表面的方向上延伸；

活性物質(zhì)層；以及

高分子材料層，

其中，所述基礎(chǔ)部和所述突起部包括相同材料，

其中，所述突起部的上表面和側(cè)面被所述活性物質(zhì)層覆蓋以形成負(fù)極突起部，

其中，所述基礎(chǔ)部的所述上表面被所述活性物質(zhì)層覆蓋以形成負(fù)極基礎(chǔ)部，以及

其中，所述負(fù)極突起部的包括其根部的側(cè)面的一部分、以及所述負(fù)極基礎(chǔ)部的上表面被所述高分子材料層覆蓋。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池用負(fù)極，其中所述突起部和所述基礎(chǔ)部的所述材料是包含鈦的導(dǎo)電材料。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池用負(fù)極，其中所述高分子材料層包含丁苯橡膠（SBR）、聚乙烯醇（PVA）、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯橡膠、丁腈橡膠、順丁橡膠、乙烯-丙烯-二烯共聚物、聚酰亞胺、聚氯化乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、異丁烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、尼龍、羧甲基纖維素（CMC）、聚偏二氟乙烯（PVDF）、聚丙烯腈（PAN）、聚氧化乙烯（PEO）、聚苯乙烯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、及聚氧化丙烯中的至少一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池用負(fù)極，其中所述負(fù)極突起部的包括其根部的側(cè)面的一部分相當(dāng)于所述負(fù)極突起部的高度的2/4以上且小于4/4。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池用負(fù)極，其中所述活性物質(zhì)層包括非晶硅、微晶硅、多晶硅或它們的組合。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池用負(fù)極，其中所述突起部的高寬比是0.2以上且2000以下。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池用負(fù)極，其中所述突起部的形狀為柱狀、圓錐狀或板狀。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池用負(fù)極，其中保護(hù)層設(shè)置在所述突起部的頂端與所述活性物質(zhì)層之間。

9.一種包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池用負(fù)極的二次電池。

10.一種二次電池用負(fù)極的制造方法，包括如下步驟：

在集電體材料上形成光致抗蝕劑圖案；

通過將所述光致抗蝕劑圖案用作掩模對(duì)所述集電體材料進(jìn)行蝕刻，來形成包括基礎(chǔ)部和突起部的集電體；

在所述突起部的上表面和側(cè)面、以及所述基礎(chǔ)部的上表面上形成活性物質(zhì)層，由此形成負(fù)極突起部以及負(fù)極基礎(chǔ)部，該負(fù)極突起部是被所述活性物質(zhì)層覆蓋的突起部，該負(fù)極基礎(chǔ)部是被所述活性物質(zhì)層覆蓋的基礎(chǔ)部；以及

形成高分子材料層以覆蓋所述負(fù)極突起部的包括其根部的側(cè)面的一部分、以及所述負(fù)極基礎(chǔ)部的上表面。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的二次電池用負(fù)極的制造方法，其中通過在所述活性物質(zhì)層上涂敷包含高分子材料的溶液并使所述溶液干燥來形成所述高分子材料層。

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的二次電池用負(fù)極的制造方法，其中使用干蝕刻進(jìn)行對(duì)所述集電體材料的蝕刻步驟。

13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的二次電池用負(fù)極的制造方法，其中所述集電體材料是包含鈦的導(dǎo)電材料。

14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的二次電池用負(fù)極的制造方法，其中所述負(fù)極突起部的包括其根部的側(cè)面的一部分相當(dāng)于所述負(fù)極突起部的高度的2/4以上且小于4/4。

15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的二次電池用負(fù)極的制造方法，其中所述活性物質(zhì)層包括非晶硅、微晶硅、多晶硅或它們的組合。

16.一種二次電池用負(fù)極的制造方法，包括如下步驟：

在集電體材料上形成保護(hù)層；

在所述保護(hù)層上形成光致抗蝕劑圖案；

將所述光致抗蝕劑圖案用作掩模對(duì)所述保護(hù)層進(jìn)行蝕刻；

通過將所述被蝕刻的保護(hù)層用作掩模對(duì)所述集電體材料進(jìn)行蝕刻，來形成包括基礎(chǔ)部和突起部的集電體；

在所述突起部的上表面和側(cè)面、以及所述基礎(chǔ)部的上表面上形成活性物質(zhì)層，由此形成負(fù)極突起部以及負(fù)極基礎(chǔ)部，該負(fù)極突起部是被所述活性物質(zhì)層覆蓋的突起部，該負(fù)極基礎(chǔ)部是被所述活性物質(zhì)層覆蓋的基礎(chǔ)部；以及

形成高分子材料層以覆蓋所述負(fù)極突起部的包括其根部的側(cè)面的一部分、以及所述負(fù)極基礎(chǔ)部的上表面。