本发明专利技术提供一种具有优良产率和优良循环特性的阳极，以及使用该阳极的电池。该阳极具有阳极集电体、阳极活性物质层和保护层按此顺序层压的结构。该阳极活性物质层包括Ｓｎ，并在与阳极集电体的至少部分界面中，与阳极集电体合金化。保护层包含构成熔点高于锡且不与锡形成化合物的单质的元素，如Ｃ、Ｓｉ或Ｗ。由此，即使缠绕成卷的阳极经受热处理，也可以避免相邻阳极间的熔接（ｆｕｓｉｏｎ ｂｏｎｄｉｎｇ）。
【技术实现步骤摘要】
阳极和使用它的电池
本专利技术涉及一种包含阳极集电体和阳极活性物质层的阳极，以及使用该阳极的电池。
技术介绍
近年来，随着移动设备具有更高的性能和更多的功能，已经需要更高容量的二次电池作为移动设备的电源。可以提及的满足该要求的二次电池是锂二次电池。但是，目前使用的锂钴氧化物作为阴极、石墨作为阳极的锂二次电池的电池容量达到了饱和点，所以实质性地提高锂二次电池的容量极其困难。虽然为了使其实用在很久以前就开始研究采用金属锂(Li)的阳极，但是需要提高沉淀/溶解效率和控制枝晶沉淀。另一方面，进来已经积极地研究使用硅(Si)、锡(Sn)等的高容量阳极。但是，重复充电和放电时，由于阳极的阳极活性物质剧烈地膨胀和收缩，阳极断裂成碎片，从而导致集电性下降，或者由于表面积增加，加速了电解质溶液的分解，进而导致循环特性非常差。因此，已经开始研究通过气相沉积法、液相沉积法或烧结法在阳极集电体上形成阳极活性物质层的阳极(例如参见日本待审专利申请公开Hei 8-50922、日本专利2948205和日本待审专利申请公开Hei 11-135115)。与常规的其上涂覆了包含颗粒状阳极活性物质、粘合剂等的浆液的涂覆型阳极相比，该阳极能够避免破碎成小片，并且阳极集电体和阳极活性物质可以作为一个单元形成，所以阳极的电子传导性非常优良。因此，预期有关容量和循环寿命的性能会更高。而且，存在于常规阳极中的电子导体、粘合剂及间隙可以减少或消除，所以阳极可以实质上形成薄膜。在整体型(integral type)阳极中，当阳极活性物质层包含例如锡时，优选进行热处理，以加速阳极集电体与阳极活性物质层在二者间的至少部分界面中进行合金化。通常，优选在阳极活性物质层形成于条形氧基集电体上的阳极盘绕成卷之后进行热处理。-->但是，这种情况下，形成于阳极集电体两侧面上的阳极活性物质层彼此接触，所以阳极活性物质层可能因热处理而熔接。因此，在展开缠绕成卷的阳极并将阳极层压在阴极上的过程中，可能发生阳极断裂，或者由于阳极活性物质层厚度不均匀而使循环特性恶化。
技术实现思路
考虑到前面所述，本专利技术的目的是提供具有优良生产率和优良循环特性的阳极，以及使用该阳极的电池。根据本专利技术的阳极包括：阳极集电体；布置在所述阳极集电体上的阳极活性物质层，其在与该阳极集电体的至少部分界面中，与该阳极集电体合金化，并包含锡(Sn)；及布置在与该阳极集电体相对一侧的阳极活性物质层上的保护层，其包含单质熔点比锡高的元素。根据本专利技术的电池包括：阴极；阳极；电解液，其中所述阳极包括：阳极集电体；布置在所述阳极集电体上的阳极活性物质层，其在与该阳极集电体的至少部分界面中，与该阳极集电体合金化，并包含锡(Sn)；及布置在与该阳极集电体相对一侧的阳极活性物质层上的保护层，其包含单质熔点比锡高的元素。在根据本专利技术的阳极中，包含单质熔点比锡高的元素的保护层布置在与该阳极集电体相对一侧的阳极活性物质层上，所以即使盘绕成卷的阳极经受热处理，也可以避免相邻的阳极间的熔接。因此，可以避免阳极活性物质层厚度的不均匀和阳极活性物质层的断裂。在根据本专利技术的电池中，使用根据本专利技术的阳极，所以可以获得优良的循环特性。下面的说明将更充分地展示本专利技术其它和进一步的目的、特征和优点。 附图说明图1为本专利技术实施方案的阳极的截面图；图2为采用图1所示阳极的二次电池的截面图；图3为采用图1所示阳极的另一个二次电池的透视图；及图4为沿图3中线IV-IV截取的螺旋缠绕电极体的截面图。--> 具体实施方式下面将参考附图，更详细地说明本专利技术的优选实施方式。图1表示了本专利技术实施方式的阳极的示意结构。该阳极包含，例如阳极集电体11、阳极活性物质层12和保护层13。阳极活性物质层12布置在阳极集电体11上，而保护层13在阳极集电体11的相对侧，布置在阳极活性物质层12上。阳极集电体11优选包含，例如选自下列的一种或两种或多种：铜(Cu)、镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)、钛(Ti)、钼(Mo)、钨(W)、铝(Al)和不锈钢。在某些情况下，阳极集电体11更优选包含易于与阳极活性物质层12它们之间合金化的金属。在随后将描述的实施方式中，阳极活性物质层12包括锡，所以适合于阳极集电体11的材料包括铜、镍、钴、锰、钛和不锈钢。阳极集电体11可以包括单层或多层(plurality of layers)。在阳极集电体11包括多层的情况下，与阳极活性物质层12接触的层可以由易于与阳极活性物质层12合金化的金属材料制成，而其它层可以由其它金属材料制成。阳极活性物质层12包含锡，而锡可以以单质、化合物或合金的形式包含。锡、锡化合物或锡合金起到阳极活性物质的功能。作为锡化合物或锡合金，可以引用例如包含锡与长型(long form of)元素周期表4～11族的元素的合金。另外，引用Mg2Sn、SnOw(O＜w＜2)、SnSiO3和LiSnO。阳极活性物质层12与阳极集电体阳极集电体11，在与阳极集电体11的至少部分接触面上合金化。更具体地，在接触面中，阳极集电体11的元素扩散到阳极活性物质层12中，或阳极活性物质的元素扩散到阳极集电体11中，或它们彼此互相扩散进入。在说明书中，将上述的元素的扩散看作合金化的模式。优选通过选自气相沉积法、液相沉积法和烧结法中的至少一种方法形成阳极活性物质层12。因为可以避免由于其根据充电和放电而膨胀和收缩，而导致的阳极活性物质层12的断裂，阳极集电体11和阳极活性物质层12可以作为一个部件形成，能够提高阳极的电导率。而且，因为与常规涂覆型阳极相比，可以减少或消除粘合剂和缝隙，而阳极可以形成薄膜。保护层13包含选自构成熔点高于锡的单质的元素(下文中称作熔点高于锡的元素)的一种或两种或多种。熔点高于锡的元素可以作为单质、化合物或合金而被包含。因此，保护层13的熔点变得更高，所以，例如将在下面-->描述的，即使在带状阳极缠绕成卷后进行热处理，可以避免相邻阳极之间的熔接，更具体地阳极活性物质层12之间或阳极集电体11与阳极活性物质层12之间的熔接。保护层13可以在阳极活性物质层12的至少一部分表面上形成，所以不需要在阳极活性物质层12的全部表面上形成保护层13。例如，保护层13可以如孤岛一样分散在阳极活性物质层12上，或者可以具有暴露阳极活性物质层12的间隙。而且，保护层13可以在与阳极活性物质层12的至少一部分接触面上，与阳极活性物质层12合金化。即，在接触面上，保护层13的元素可以扩散到阳极活性物质层12中，或阳极活性物质层的元素可以扩散到保护层13中，或它们彼此相互扩散进入。在保护层13中熔点高于锡的元素的含量，大于保护层13相邻侧的阳极活性物质层12区域的含量。这是因为保护层13的熔点高于保护层13相邻侧的阳极活性物质层12区域的熔点，以便防止阳极之间的熔接。而且，在保护层13中，熔点高于锡的元素的含量，在保护层13中可以是一致的或变化的；但是，但该含量变化时，优选在阳极活性物质层12的相对侧的含量，大于本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种阳极，包含： 阳极集电体； 布置在所述阳极集电体上的阳极活性物质层，其在与该阳极集电体的至少部分界面中，与该阳极集电体合金化，并包含锡（Ｓｎ）；及 布置在与该阳极集电体相对一侧的阳极活性物质层上的保护层，其包含单质熔点比锡高的元素。
【技术特征摘要】
JP 2003-5-20 141901/031.一种阳极，包含：阳极集电体；布置在所述阳极集电体上的阳极活性物质层，其在与该阳极集电体的至少部分界面中，与该阳极集电体合金化，并包含锡(Sn)；及布置在与该阳极集电体相对一侧的阳极活性物质层上的保护层，其包含单质熔点比锡高的元素。2.根据权利要求1的阳极，其中该阳极活性物质层通过至少一种选自气相沉积法、液相沉积法和烧结法中的方法，形成于所述的阳极集电体上。3.根据权利要求1的阳极，其中所述保护层包含所构成的单质的熔点高于锡，但又不与锡形成化合物的元素。4.根据权利要求1的阳极，其中所述保护层包含选自碳(C)、硅(Si)和钨(W)中的至少一种。5.一种电池，包括：阴极；阳极；和电解液，其中所述阳极包含：阳极集电体；布置在所述阳极...
【专利技术属性】
技术研发人员：高田智雄，川瀬贤一，小西池勇，饭嶋由纪子，宫木幸夫，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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