二次电池制造技术

本发明专利技术的二次电池设置有：第一电极(11)；第二电极(17)；充电层(14)，布置在第一电极(11)和第二电极(17)之间并且含有绝缘材料与第一n型氧化物半导体材料的混合物；n型氧化物半导体层(13)，布置在充电层(14)与第一电极(11)之间并且含有第二n型氧化物半导体材料；p型氧化物半导体层(16)，布置在充电层(14)与第二电极(17)之间并且含有p型氧化物半导体材料；混合物层(15)，布置在充电层(14)与p型氧化物半导体层(16)之间并且含有氧化硅与第三n型氧化物半导体材料的混合物；和导电层(12)，布置在第一电极(11)与n型氧化物半导体层(13)之间并且含有金属材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二次电池
本专利技术涉及一种用于改善二次电池性能的技术。
技术介绍
专利文献1公开了一种蓄电元件，其包括在第一电极和第二电极之间的含有绝缘材料与n型半导体颗粒的混合物的蓄电层。另外，p型半导体层布置在蓄电层与第二电极之间。此外，泄漏抑制层布置在p型半导体层与蓄电层之间。泄漏抑制层由选自二氧化硅、氧化铝或氧化镁中的至少一种来形成。专利文献2公开了一种蓄电元件，其包括在第一电极和第二电极之间的含有绝缘材料与n型半导体颗粒的混合物的蓄电层。另外，p型半导体层布置在蓄电层与第二电极之间。此外，电阻率为1000μΩ·cm以下的扩散抑制层设置在第一电极与蓄电层之间。所述扩散抑制层由氮化物、碳化物和硼化物形成。引用文献列表专利文献专利文献1：日本未审查专利申请公布2016-82125号专利文献2：日本未审查专利申请公布2016-91931号
技术实现思路
技术问题期望进一步改善二次电池的性能。例如，当专利文献1中的泄漏抑制层变厚以充分地获得泄漏抑制效果时，电荷转移受到限制，并且电池的性能劣化。或者，当通过使用例如二氧化硅作为泄漏抑制层的材料来减薄泄漏抑制层以便不限制电荷转移时，可以容易地形成不均匀的层，这导致局部介电击穿，并且很难获得所需的电池性能。专利文献2中的扩散抑制层用于抑制布置在第一电极下方的基板的组分或第一电极的组分在蓄电层中扩散，并且没有布置成防止第一电极的表面氧化。即，在专利文献2中，不能防止第一电极的表面的氧化，并且氧化增加了在第一电极与蓄电层之间的电阻。因此，难以获得所期望的电池性能。本专利技术是鉴于上述问题而完成的，并且在于提供一种改善二次电池性能的技术。问题的解决方案根据本专利技术实施方式的一个方面的二次电池包括：第一电极；第二电极；充电层，布置在第一电极与第二电极之间并且含有绝缘材料与第一n型氧化物半导体材料的混合物；n型氧化物半导体层，布置在充电层与第一电极之间并且含有第二n型氧化物半导体材料；p型氧化物半导体层，布置在充电层与第二电极之间并且含有p型氧化物半导体材料；混合物层，布置在充电层与p型氧化物半导体层之间并且含有氧化硅与第三n型氧化物半导体材料的混合物；和导电层，布置在第一电极与n型氧化物半导体层之间并且含有金属材料。第三n型氧化物半导体材料可以是氧化锡。导电层可以含有与第二n型氧化物半导体材料中所含有的金属元素相同的金属元素。导电层可以含有电导率比第二n型氧化物半导体材料中所含有的金属元素的电导率更高的金属元素。第二n型氧化物半导体材料可以是氧化钛。导电层可以包括设置成与n型氧化物半导体层接触的钛膜。导电层可以具有包括钨膜和钛膜的层压结构，并且钨膜可以设置成与第一电极接触。导电层可以包括：第一金属膜，其与n型氧化物半导体层接触；和第二金属膜，其与第一电极接触，其中第一金属膜可以含有与第二n型氧化物半导体材料中所含有的金属元素相同的金属元素。第二金属膜可以含有电导率比第二n型氧化物半导体材料中所含有的金属元素的电导率更高的金属元素。混合物层可以具有100nm至250nm的厚度。本专利技术的有益效果根据本专利技术，可以提供一种用于改善二次电池性能的技术。附图说明图1是示出二次电池的层压结构的图；和图2是示出在设置有导电层而未设置导电层的情况下的能量密度差的曲线图。具体实施方式在下文中，参考附图对根据本专利技术的实施方式的二次电池的实例进行描述。以下仅用于描述本专利技术的合适实施方式，并且本专利技术的技术范围不限于以下实施方式。参考图1，描述了根据本实施方式的二次电池10的层压结构。图1是示意性地示出二次电池10的结构的截面图。二次电池10具有层压结构，其中依次层压第一电极11、导电层12、n型氧化物半导体层13、充电层14、混合物层15、p型氧化物半导体层16和第二电极17。第一电极11由导电片或导电基板形成，并且用作用于提供层压结构的基底材料。例如，可以使用金属箔片等作为第一电极11。在本说明书中，使用不锈钢(SUS)板作为第一电极11。或者，可以使用由铜、铝等制成的金属箔片作为第一电极11。另外，通过制备由绝缘材料制成的基材，可以在基材上形成第一电极11。关于待在基材上形成的第一电极11，可以使用金属材料如铬(Cr)或钛(Ti)作为第一电极11的材料。也可以使用含有铝(Al)、银(Ag)等的合金膜作为第一电极11的材料。关于待在基材上形成的第一电极11，可以以与稍后描述的第二电极17类似地形成第一电极11。导电层12可以由金属材料形成。导电层12具有由第一金属膜12a组成的单层结构或由第一金属膜12a和第二金属膜12b组成的双层结构。图1示出了由第一金属膜12a和第二金属膜12b组成的双层结构。在导电层12具有双层结构的情况下，第二金属膜12b与第一电极11接触，并且第一金属膜12a与n型氧化物半导体层13接触。在导电层12具有单层结构的情况下，第一金属膜12a与n型氧化物半导体层13和第一电极11接触。第一金属膜12a的材料优选包括与n型氧化物半导体层13的金属元素相同的金属元素。例如，当n型氧化物半导体层13是氧化钛(TiO2)时，第一金属膜12a优选是钛(Ti)。另外，第一金属膜12a的材料优选含有电导率比n型氧化物半导体层13中所含有的金属元素的电导率高的金属元素。例如，当n型氧化物半导体层13是氧化钛(TiO2)时，第一金属膜12a优选为钛(Ti)、含钛(Ti)的合金、铝(Al)、含铝(Al)合金、铬(Cr)或镍(Ni)。第二金属膜12b优选含有电导率比例如n型氧化物半导体层13中所含有的金属元素的电导率更高的金属元素。例如，当n型氧化物半导体层13是氧化钛(TiO2)时，第二金属膜12b优选是铝(Al)或钨(W)。导电层12可以具有例如由第一金属膜12a(为钛(Ti)膜)组成的单层结构，或由第一金属膜12a(为钛(Ti)膜)和第二金属膜12b(为钨(W)膜)组成的双层结构。导电层12的厚度为15nm至300nm。可以通过溅射或蒸发沉积在第一电极11上形成导电层12。n型氧化物半导体层13含有第二n型氧化物半导体材料。作为n型氧化物半导体层13的材料，可以使用二氧化钛(TiO2)、氧化锡(SnO2)、氧化锌(ZnO)等。n型氧化物半导体层13的厚度优选为30nm至120nm。例如，可以使用厚度为60nm至120nm的氧化钛作为n型氧化物半导体层13。例如，通过溅射或蒸发沉积在第一电极11上形成n型氧化物半导体层13。充电层14由绝缘材料与n型氧化物半导体材料的混合物形成。例如，作为充电层14的n型氧化物半导体材料(第一n型氧化物半导体材料)，可以使用n型氧化物半导体细颗粒。因为光激发结构通过紫外线照射而改变，所以n型氧化物半导体变成具有带电功能的层。n型氧化物半导体含有n型氧化物半导体材料与绝缘材料的混合物。作为绝缘材料，可以使用有机硅树脂。例如，优选使用具有硅氧烷键的主骨架的硅化合物(硅氧烷)如氧化硅作为绝缘材料。例如，充电层14由氧化硅和二氧化钛形成，其用作第一n型氧化物半导体材料。此外，氧化锡(SnO2)或氧化锌(ZnO)适合用于充电层14使用的n型氧化物半导体材料。也可以使用通过混合二氧化钛、氧化锡和氧化锌中的两种或全部所获得的材料。下面描述充电层14的制造过程。首先，通过将氧化钛本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二次电池，包括：第一电极；第二电极；充电层，布置在所述第一电极与所述第二电极之间并且含有绝缘材料与第一n型氧化物半导体材料的混合物；n型氧化物半导体层，布置在所述充电层与所述第一电极之间并且含有第二n型氧化物半导体材料；p型氧化物半导体层，布置在所述充电层与所述第二电极之间并且含有p型氧化物半导体材料；混合物层，布置在所述充电层与所述p型氧化物半导体层之间并且含有氧化硅与第三n型氧化物半导体材料的混合物；和导电层，布置在所述第一电极与所述n型氧化物半导体层之间并且含有金属材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.01 JP 2016-1510731.一种二次电池，包括：第一电极；第二电极；充电层，布置在所述第一电极与所述第二电极之间并且含有绝缘材料与第一n型氧化物半导体材料的混合物；n型氧化物半导体层，布置在所述充电层与所述第一电极之间并且含有第二n型氧化物半导体材料；p型氧化物半导体层，布置在所述充电层与所述第二电极之间并且含有p型氧化物半导体材料；混合物层，布置在所述充电层与所述p型氧化物半导体层之间并且含有氧化硅与第三n型氧化物半导体材料的混合物；和导电层，布置在所述第一电极与所述n型氧化物半导体层之间并且含有金属材料。2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述第三n型氧化物半导体材料是氧化锡。3.根据权利要求1或2所述的二次电池，其中，所述导电层含有与所述第二n型氧化物半导体材料中所含有的金属元素相同的金属元素。4.根据权利要求1或2所述的二次电池，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：工藤拓夫，出羽晴匡，高野光，斋藤友和，殿川孝司，
申请(专利权)人：日本麦可罗尼克斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP