銀燈對燒成過的涂布膜照射紫外線，從而形成充電層。照射條件 是：紫外線的波長為254nm，照射強度為70mW/cm 2,照射時間為240分鐘。
[0106] 接著，采用使用NiO的濺射法，在充電層上形成電子阻擋層。電子阻擋層的厚度為 300nm。最后，采用使用鎢的濺射法，在電子阻擋層上形成第2電極層。第2電極層的厚度 為 300nm。
[0107] 〈實施例3>
[0108] 基板使用作為導(dǎo)電性金屬的不銹鋼。不銹鋼由于可以代用第1電極層的功能，因 而第1電極層的形成予以省略。作為充電層中含有的金屬氧化物，使用含有Ta和0的鉭氧 化物，作為絕緣材料，使用Si0 2。該基板具有1邊為3cm的正方形的表面，且具有0. 4mm的 厚度。
[0109] 以下就充電層的制造方法進(jìn)行詳細(xì)的說明。首先，將庚酸鉭、硅油以及作為溶劑的 二甲苯混合并進(jìn)行攪拌，從而調(diào)配出涂布液。接著，使用轉(zhuǎn)速設(shè)定為1200rpm的旋轉(zhuǎn)涂布 機，一邊使基板旋轉(zhuǎn)，一邊將涂布液涂布于基板上，從而形成涂布膜。接著，將涂布膜在50°C 下放置10分鐘左右而進(jìn)行干燥。然后，將涂布膜在420°C下燒成10分鐘。通過這些工序， 庚酸鉭和硅油發(fā)生分解，從而形成在由310 2構(gòu)成的絕緣膜中分散的鉭氧化物微粒（膜厚： 800nm)〇
[0110] 接著，使用低壓水銀燈對燒成過的涂布膜照射紫外線，從而形成充電層。照射條件 是：紫外線的波長為254nm，照射強度為70mW/cm 2,照射時間為30分鐘。
[0111] 接著，采用使用NiO的濺射法，在充電層上形成電子阻擋層。電子阻擋層的厚度為 300nm。最后，采用使用鎢的濺射法，在電子阻擋層上形成第2電極層。第2電極層的厚度 為 300nm。
[0112] 〈實施例4>
[0113] 基板使用作為導(dǎo)電性金屬的不銹鋼。不銹鋼由于可以代用第1電極層的功能，因 而第1電極層的形成予以省略。作為充電層中含有的金屬氧化物，使用含有Mo和0的鉬氧 化物，作為絕緣材料，使用Si0 2。該基板具有1邊為3cm的正方形的表面，且具有0. 4mm的 厚度。
[0114] 以下就充電層的制造方法進(jìn)行詳細(xì)的說明。首先，將庚酸鉬、硅油以及作為溶劑的 二甲苯混合并進(jìn)行攪拌，從而調(diào)配出涂布液。接著，使用轉(zhuǎn)速設(shè)定為1200rpm的旋轉(zhuǎn)涂布 機，一邊使基板旋轉(zhuǎn)，一邊將涂布液涂布于基板上，從而形成涂布膜。接著，將涂布膜放置于 大氣中而進(jìn)行干燥。然后，將涂布膜在420 °C下燒成60分鐘。通過這些工序，庚酸鉭和硅油 發(fā)生分解，從而形成在由Si02構(gòu)成的絕緣膜中分散的鉭氧化物微粒。
[0115] 接著，使用低壓水銀燈對涂布膜照射紫外線，從而形成充電層。照射條件是：紫外 線的波長為254nm，照射強度為70mW/cm 2,照射時間為120分鐘。
[0116] 接著，采用使用NiO的濺射法，在充電層上形成電子阻擋層。電子阻擋層的厚度為 300nm。最后，采用使用鎢的濺射法，在電子阻擋層上形成第2電極層。第2電極層的厚度 為 300nm。
[0117] <比較例1>
[0118] 使用由庚酸鈦0. 72g、二甲苯1. 14g和硅油0. 33g混合而成的涂布液制作充電層， 除此以外，采用與實施例1同樣的材料和方法制作蓄電元件。制作的充電層具有由硅有機 化合物的基體以及大致均勻地在該基體中分散的氧化鈦（Ti0 2)的微粒構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。
[0119] [蓄電元件的充放電特性的評價]
[0120] 對于實施例1~4以及比較例1的蓄電元件，采用以下的方法對充放電特性進(jìn)行 了評價。使用y - 7卜口 >公司生產(chǎn)的1470E型多信道電化學(xué)測定系統(tǒng)，將放電電流密度 設(shè)定為50 yA/cm2,將放電截止電壓（cut voltage)設(shè)定為0V，并在25°C的環(huán)境下對蓄電元 件的第2電極施加2V的電壓5分鐘而進(jìn)行蓄電，從而測定蓄電元件的放電容量。放電容量 越大，意味著充放電特性越優(yōu)良。實施例1以及比較例1的評價結(jié)果如表1所示。實施例 2~4的評價結(jié)果如表2所示。圖4~7是表示放電電壓隨時間變化的曲線圖。
[0121] 表 1
[0122]
[0123]
[0124]
[0125] 在實施例1以及實施例2中，作為金屬氧化物，均使用鈮氧化物。實施例2的放電 容量比實施例1的放電容量大。實施例1和實施例2的放電容量的不同可以推測是因為蓄 電元件的制作條件、特別是紫外線的照射時間的不同。
[0126] 實施例1~4的蓄電元件與比較例1的蓄電元件相比，放電容量較大。根據(jù)以上 的結(jié)果，通過使用鈮氧化物、鉭氧化物或者鉬氧化物作為充電層中含有的金屬氧化物，與使 用以往的氧化鈦或者氧化錫的蓄電元件相比較，可以實現(xiàn)高容量化。另外，與使用液體電解 質(zhì)的鋰離子電池相比較，可以成為簡易的結(jié)構(gòu)。由于使用這些技術(shù)，通過簡易的結(jié)構(gòu)便使低 成本成為可能，從而可以實現(xiàn)具有較高的安全性和高容量的蓄電元件。
[0127] 本發(fā)明并不局限于上述的實施方式以及實施例，在權(quán)利要求書所記載的發(fā)明的范 圍內(nèi)，可以進(jìn)行各種變形或者變更。例如，與發(fā)明的概要一欄中記載的各實施方式中的技術(shù) 特征相對應(yīng)的實施方式以及實施例中的技術(shù)特征為解決上述課題的一部分或者全部、或者 為實現(xiàn)上述效果的一部分或者全部而可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶鎿Q和組合。另外，其技術(shù)特征只要 沒有以本說明書中必須的技術(shù)特征的方式進(jìn)行說明，就可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)膭h除。
[0128] 產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0129] 本說明書所公開的蓄電元件由于為全固體型，因而安全性優(yōu)良，且可以穩(wěn)定地工 作。另外，本說明書所公開的蓄電元件由于可以簡單地制造，而且其材料費也廉價，因而能 夠以低成本進(jìn)行制作。再者，本說明書所公開的蓄電元件的充放電特性優(yōu)良。因此，本說明 書所公開的蓄電元件由于兼?zhèn)涓甙踩院透呷萘?，因而可以用作筆記本PC、手機、圖形輸入 板或者智能手機等數(shù)字信息設(shè)備的二次電池，或者也可以用作汽車用途中的混合動力汽車 或電動汽車用二次電池。
【主權(quán)項】
1. 一種蓄電元件，其特征在于，其具有層疊結(jié)構(gòu)，所述層疊結(jié)構(gòu)包括： 導(dǎo)電性的第1電極層； 導(dǎo)電性的第2電極層； 充電層，其配置于所述第1電極層和所述第2電極層之間，且含有選自鈮氧化物、鉭氧 化物以及鉬氧化物之中的至少1種金屬氧化物與絕緣材料的混合物；以及 電子阻擋層，其配置于所述充電層和所述第2電極層之間。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電元件，其特征在于，所述金屬氧化物為所述鈮氧化物。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電元件，其特征在于，所述金屬氧化物為所述鉭氧化物。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電元件，其特征在于，所述金屬氧化物為所述鉬氧化物。5. 根據(jù)權(quán)利要求1~4中任一項所述的蓄電元件，其特征在于，所述電子阻擋層由p型 半導(dǎo)體形成。6. 根據(jù)權(quán)利要求1~5中任一項所述的蓄電元件，其特征在于，所述第1電極層或者所 述第2電極層由含有選自Al、Au、Cr、Cu、Fe、Mo、Ni、Pd、Pt以及W之中的至少1種金屬元 素的金屬或者合金構(gòu)成。7. 根據(jù)權(quán)利要求1~6中任一項所述的蓄電元件，其特征在于，進(jìn)一步具有配置于所述 第1電極層的外側(cè)的基板。8. 根據(jù)權(quán)利要求1~7中任一項所述的蓄電元件，其特征在于，所述電子阻擋層含有鎳 氧化物、銅氧化物、銅鋁氧化物或者錫氧化物。9. 根據(jù)權(quán)利要求1~8中任一項所述的蓄電元件，其特征在于，所述絕緣材料含有硅氧 化物。10. 根據(jù)權(quán)利要求1~8中任一項所述的蓄電元件，其特征在于，所述絕緣材料為硅有 機化合物。11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的蓄電元件，其特征在于，所述基板為柔性的絕緣性片材。12. 根據(jù)權(quán)利要求1~11中任一項所述的蓄電元件，其特征在于，在所述充電層中，所 述金屬氧化物的微粒分散于所述絕緣材料中。13. -種蓄電元件的制造方法，所述蓄電元件是將第1電極層、充電層、電子阻擋層以 及第2電極層依次層疊而成的，所述制造方法的特征在于： 使選自脂肪族酸的鈮鹽、脂肪族酸的鉭鹽、脂肪族酸的鉬鹽、芳香族酸的鈮鹽、芳香族 酸的鉭鹽以及芳香族酸的鉬鹽之中的至少1種金屬鹽和絕緣材料溶解于有機溶劑中而調(diào) 配涂布液； 將所述涂布液涂布于所述第1電極層上而形成涂布膜； 燒成所述涂布膜； 將紫外線照射在燒成所得到的所述涂布膜上而形成所述充電層； 在所述充電層形成之后，依次形成所述電子阻擋層以及所述第2電極層。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種高容量的蓄電元件及其制造方法。本發(fā)明的蓄電元件(10)具有層疊結(jié)構(gòu)，所述層疊結(jié)構(gòu)包括：導(dǎo)電性的第1電極層(2)；導(dǎo)電性的第2電極層(5)；充電層(3)，其配置于第1電極層(2)和第2電極層(5)之間，且含有選自鈮氧化物、鉭氧化物以及鉬氧化物之中的至少1種金屬氧化物(32)與絕緣材料(31)的混合物；以及電子阻擋層(4)，其配置于充電層(3)和第2電極層(5)之間。
【IPC分類】H01M10/058, H01M4/48, H01M4/36
【公開號】CN104953180
【申請?zhí)枴緾N201510056049
【發(fā)明人】土生田晴比古, 野村優(yōu)貴, 相良曉彥, 藤之木紀(jì)仁
【申請人】松下知識產(chǎn)權(quán)經(jīng)營株式會社
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年2月3日
【公告號】EP2924766A2, US20150270580