CN103035880B - 蓄电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的一个方式提供一种充放电特性得到了提高的蓄电装置用电极及使用该电极的蓄电装置。在活性物质层中设置在活性物质层的表面开口的多个空间部分。另外，通过用石墨烯覆盖活性物质层，容易进行急速充放电，从而防止充放电所导致的集电体的损坏。由此，能够提供急速充放电特性得到了提高且劣化少的蓄电装置用电极及使用该电极的蓄电装置。

Description

蓄电装置
技术领域
本发明涉及一种蓄电装置用负极、使用该负极的蓄电装置及其制造方法。
背景技术
近年来，已对锂二次电池、锂离子电容器、空气电池等蓄电装置进行了开发。
蓄电装置具有两种电极,即正极和负极。蓄电装置用负极通过在集电体的一个表面形成活性物质而制造。作为负极活性物质，例如使用碳或硅等能够进行用作载流子的离子（以下，表示为载流子离子（carrier ion））的吸留和释放的材料。例如，由于硅或掺杂有磷的硅和碳相比能够吸留大约四倍的载流子离子，所以其理论容量大，在蓄电装置的大容量化这一点上占优势。
但是，当载流子离子的吸留量增大时，产生如下问题：充放电循环中的伴随载流子离子的吸留和释放的体积变化大，集电体与硅的紧贴性降低，而充放电导致电池特性的劣化。于是，通过在集电体上形成由硅构成的层且在该由硅构成的层上设置由石墨（graphite）构成的层，降低由硅构成的层的膨胀收缩所导致的电池特性的劣化（参照专利文献1）。
另外，硅的导电性比碳低，因此通过使用石墨烯（graphene）覆盖硅粒子的表面并将该包括硅粒子的活性物质层形成在集电体上，制造降低了活性物质层的电阻率的负极。
另一方面，近年来，提出了在半导体装置中作为具有导电性的电子构件使用石墨烯的技术。石墨烯是指具有sp2键的1原子层的碳分子薄片。
由于石墨烯具有化学稳定性和良好的电特性，所以期待将石墨烯应用于半导体装置的晶体管的沟道区、导通孔（via）、布线等。此外，为了提高锂离子电池用电极材料的导电性，使用石墨或石墨烯覆盖粒子状的活性物质（参照专利文献2）。
另外，在通过使用设置有多个突起的正极及负极来实现大容量化的蓄电装置中，为了降低因充放电所导致的电极的体积膨胀而施加到设置在电极之间的隔板（separator）的压力，在正极及负极的每个突起的头端分别设置绝缘体（参照专利文献3至5）。
专利文献1：日本专利申请公开2001-283834号公报；
专利文献2：日本专利申请公开2011-29184号公报；
专利文献3：日本专利申请公开2010-219030号公报；
专利文献4：日本专利申请公开2010-239122号公报；
专利文献5：日本专利申请公开2010-219392号公报。
发明内容
但是，当使用由石墨构成的层覆盖设置在集电体上的由硅构成的层时，由石墨构成的层的厚度从亚微米变厚至微米，而使电解质和由硅构成的层之间的载流子离子的迁移量降低。另一方面，在包含由石墨覆盖的硅粒子的活性物质层中，包含在活性物质层中的硅的含量降低。其结果是，硅与载流子离子的反应量减少，而这会导致充放电容量的降低，且难以对蓄电装置进行急速充放电。
此外，即使使用石墨烯覆盖粒子状的活性物质，也难以抑制由于反复充放电而产生的体积的膨胀及其带来的粒子状的活性物质的微粉化。
于是，本发明的一个方式提供一种充放电容量大，能够进行急速充放电且充放电所导致的电池特性的劣化少，即所谓的充放电特性得到了提高的蓄电装置用负极和使用该负极的蓄电装置。
本发明的一个方式是蓄电装置用负极，该蓄电装置用负极包括：集电体；以及设置在集电体上的、设置有多个在表面开口的空洞的活性物质层。
本发明的一个方式是蓄电装置用负极，该蓄电装置用负极包括集电体及活性物质层，其中活性物质层包括共通部、突出部及多个空洞，共通部设置在集电体上，并且突出部具有从共通部突出的形状。
本发明的一个方式是负极的制造方法，该负极的制造方法包括如下步骤：在活性物质层上形成掩模；然后对活性物质层的一部分进行蚀刻来至少形成突出部及多个空洞；以及在活性物质层上形成石墨烯。
本发明的一个方式是负极的制造方法，该负极的制造方法包括如下步骤：在硅衬底上形成掩模；然后对硅衬底的一部分进行蚀刻形成共通部、突出部及多个空洞；以及在共通部及突出部上形成石墨烯。
本发明的一个方式是使用上述负极形成的蓄电装置。
当从活性物质层一侧看时，作为本发明的一个方式的负极具有空洞由突出部围绕的形状。换言之，在作为本发明的一个方式的负极的俯视图中，该负极具有空洞由活性物质层围绕的形状。
通过在活性物质层中设置多个空洞，能够缓和当活性物质层的充放电时突出部的体积变化所导致的内部应力，防止突出部的剥离或破坏（微粉化）。另外，当以使从上方看突出部时的包括空洞的每单位面积中的空洞面积为10%以上，优选为20%以上的方式设定空洞的大小时，能够提高防止剥离、破坏的效果。另外，在活性物质层中也可以混合有不同形状或尺寸的空洞。
活性物质层也可以包括硅。或者，活性物质层也可以包括添加有磷或硼等赋予导电性的杂质的硅。活性物质层也可以包括单晶硅、多晶硅或非晶硅。或者，活性物质层也可以采用如下结构：共通部包括单晶硅或多晶硅，突出部包括非晶硅。或者，活性物质层也可以采用如下结构：共通部及突出部的一部分包括单晶硅或多晶硅，突出部的其他部分包括非晶硅。
另外，通过用石墨烯覆盖活性物质层，能够提高防止充电所导致的活性物质的剥离、损坏等劣化现象的效果。另外，通过用石墨烯覆盖活性物质层，可以抑制作为充放电循环特性降低的原因之一的SEI（Solid Electrolyte Interface：固体电解质界面）增加。另外，由于石墨烯具有高导电性，所以可以提高载流子离子的传导性，从而可以提高活性物质与载流子离子的反应性。
由于硅的导电性比碳低，并因充放电所导致的非晶化而进一步降低，因此将硅用作活性物质的负极的电阻率高。然而，因为石墨烯的导电性高，所以通过用石墨烯覆盖硅，在作为载流子离子经过的部分的石墨烯中能够使电子的迁移充分快。此外，由于石墨烯为厚度薄的薄片状，因此通过用石墨烯覆盖突出部，能够使包含在活性物质层中的硅量更多，并与石墨相比可以使载流子离子更容易地迁移。其结果，能够提高载流子离子的传导性，可以提高作为活性物质的硅与载流子离子的反应性，从而使载流子离子易被硅吸留。
因此，当将活性物质层被石墨烯覆盖的负极用于蓄电装置时，能够提供能够进行高速的充放电，并且充放电所导致的劣化少（充放电循环特性得到了提高）的蓄电装置。
根据本发明的一个方式，能够提供充放电容量高，能够进行急速充放电且充放电所导致的劣化少的蓄电装置。
附图说明
图1A和图1B是说明负极的图；
图2A和图2B是说明负极所具有的集电体的顶面形状的图；
图3A和图3B是说明负极所具有的集电体的顶面形状的图；
图4A和图4B是说明负极所具有的集电体的顶面形状的图；
图5A至图5C是说明负极所具有的集电体的顶面形状的图；
图6A和图6B是说明负极的结构例子的图；
图7A至图7C是说明负极的结构例子的图；
图8A至图8C是说明负极的制造方法的图；
图9A至图9C是说明正极的结构例子的图；
图10A和图10B是说明正极的结构例子的图；
图11是说明蓄电装置的一个例子的图；
图12是说明电器设备的一个例子的图；
图13A至图13C是说明电器设备的一个例子的图。
具体实施方式
下面，参照附图对实施方式进行说明。但是，实施方式能够以多个不同方式来实施，所属技术领域的普通技术人员能够很容易地理解一个事实，就是其方式和详细内容可以被变换为各种各样的形式而不脱离本发明的宗旨及其范围。因此，不应该限定为以下所示的实施方式所记载的内容而解释本发明。另外，在如下所示的附图中，相同部分或具有相同功能的部分用相同的符号表示，并且省略对它们的重复说明。
（实施方式1）
在本实施方式中，使用图1A至图8C说明充放电所导致的劣化少且充放电循环特性良好的蓄电装置用负极的结构及其制造方法的一个例子。
图1A是示出负极100的一部分的立体图。图1B是示出沿图1A中的部分A1-A2的负极100的截面图。负极100在集电体101上具有设置有在表面开口的多个空洞的活性物质层102。另外，在本实施方式中，在负极100上设置有覆盖活性物质层102的石墨烯103。
注意，活性物质是指有关载流子离子的吸留和释放的物质。另外，有时活性物质层除了活性物质以外还具有导电助剂、粘合剂、石墨烯等中的任一个以上。因此，区别“活性物质”与“活性物质层”。
另外，将作为载流子离子使用锂离子的二次电池称为锂二次电池。另外，作为能够代替锂离子的载流子离子，可以举出钠、钾等碱金属离子、钙、锶、钡等碱土金属离子、铍离子或镁离子等。
用图1B详细地说明负极100的结构。集电体101可以使用以不锈钢、金、铂、锌、铁、铝、铜、钛等为代表的金属及它们的合金等的导电性高的材料。另外，作为集电体101，优选使用添加有硅、钛、钕、钪、钼等提高耐热性的元素的铝合金。另外，集电体101也可以使用与硅起反应形成硅化物的金属元素形成。作为与硅起反应形成硅化物的金属元素，可以举出锆、钛、铪、钒、铌、钽、铬、钼、钨、钴、镍等。
集电体101可以适当地使用箔状、板状（片状）、网状、冲孔金属网状、拉制金属网状等形状。
活性物质层102具有共通部102a、从共通部102a突出的突出部102b及在活性物质层102的表面开口的空洞105。
作为活性物质层102，使用能够对作为载流子的离子进行吸留和释放的硅、锗、锡、铝等中的任一种以上。活性物质层102可以适当地利用CVD法、溅射法、蒸镀法等形成。另外，由于充放电的理论容量高，所以优选使用硅作为活性物质层102。或者，也可以使用添加有磷、硼等赋予一导电型的杂质元素的硅。换言之，也可以使用n型硅或p型硅。因为添加有磷、硼等赋予一导电型的杂质元素的硅的导电性变高，所以能够提高负极的导电率。因此，能够对蓄电装置进行急速充放电并能够提高充放电特性。
共通部102a用作突出部102b的基底层。另外，共通部102a是连续的层，并且共通部102a与突出部102b接触。
共通部102a及突出部102b可以适当地采用单晶结构或多晶结构。或者，可以采用如下结构：共通部102a采用单晶结构或多晶结构且突出部102b采用非晶结构。或者，可以采用如下结构：共通部102a及突出部102b的一部分采用单晶结构或多晶结构且突出部102b的其他部分采用非晶结构。另外，该突出部102b的一部分至少包括与共通部102a接触的区域。
图2A示出活性物质层102所具有的突出部102b的俯视图。从活性物质层102的上方看时，本实施方式所示的突出部102b具有以矩阵状配置有六角形的空洞105的所谓的蜂窝（honeycomb）结构。
从上方看时的突出部102b的结构不局限于图2A所示的蜂窝结构，也可以为如下结构：如桁架（truss）结构那样的以矩阵状配置有三角形的空洞105的结构（参照图2B）；以矩阵状配置有四角形的空洞105的格子状的结构（参照图3A）；以及以矩阵状配置有圆形的空洞105的结构（参照图3B）。
另外，从上方看时的突出部102b所具有的空洞105的形状不局限于图2A至图3B所示的多角形或圆形，而也可以为图4A所示的一部分凹陷的形状或图4B所示的组合有曲线和直线的形状。另外，也可以混合存在不同形状、尺寸的空洞105。例如，也可以混合存在蜂窝结构的空洞105和桁架结构的空洞105。
换言之，当从上方看活性物质层102时，作为本发明的一个方式的负极100具有空洞105由突出部102b围绕的形状。通过在活性物质层102中设置多个空洞105，能够增加活性物质层102的表面积，因此能够进行蓄电装置的急速充放电并可以提高充放电特性。
另外，通过以矩阵状（也称为格子状或网状）配置多个空洞105，即使使突出部102b的宽度d窄，也容易维持突出部102b的形状，因此即使当充放电时突出部102b膨胀，也能够防止突出部102b剥离或损坏（微粉化）。换言之，能够提高蓄电装置的可靠性。
注意，以矩阵状配置的空洞105的间隔不一定必须是相同的间隔，而也可以以不规则的间隔设置空洞105。另外，如图5A及图5B所示的那样，也可以在活性物质层102中设置狭缝（slit）状的空洞105。另外，如图5C所示的那样，也可以以穿过活性物质层102的方式设置空洞105。如图5C所示的那样，当从上方看设置有空洞105的活性物质层102时，空洞105具有由突出部102b夹持的结构。
突出部102b的宽度d为0.1μm以上且1μm以下，优选为0.2μm以上且0.5μm以下。另外，突出部102b的高度h为0.5μm以上且100m以下，优选为1μm以上且50μm以下。另外，用突出部102b的宽度d除突出部102b的高度h的值（宽高比）为5以上，优选为10以上，更优选为20以上。
通过将突出部102b的宽度d设定为0.1μm以上，能够提高充放电容量，并且通过将其设定为1μm以下，即使当充放电时突出部102b膨胀也能够防止其损坏。另外，通过将突出部102b的高度h设定为0.5μm以上，能够提高充放电容量，并且通过其设定为100μm以下，即使当充放电时突出部102b膨胀也能够防止其损坏。另外，突出部102b的宽高越大，越能够进行急速充放电，能够提高充放电特性。
在此，作为原则，突出部102b的高度h是指从共通部102a与突出部102b接触的界面131到突出部102b的头端部分的长度（参照图1B）。另外，将突出部102b从共通部102a延伸的方向称为长度方向。另外，将从上方看突出部102b时，沿着连接彼此相邻的两个空洞105的各自的重心132的直线133的方向称为宽度方向（参照图2A）。另外，作为原则，突出部102b的宽度d是指从共通部102a与突出部102b接触的界面131到突出部102b的头端部分的宽度方向的最大长度。
另外，将从上方看突出部102b时的包括空洞105的每单位面积中的空洞105的面积设定为10%以上，优选设定为20%以上。通过将每单位面积中的空洞105的面积设定为10%以上，能够缓和充放电时的突出部102b的体积变化所导致的内部应力，从而能够提高防止突出部102b的剥离或破坏的效果。
另外，共通部102a与突出部102b的界面不明确。因此，将如下所述的面定义为共通部102a与突出部102b的界面131，在活性物质层102中，该面经过形成在活性物质层102中的谷（空洞105）中最深的谷底，并与共通部102a和集电体101接触的面平行。
另外，突出部102b的顶部或棱可以为锐角，也可以弯曲。图6A示出作为负极100a具有顶部为锐角的突出部102b的负极的一个例子。另外，图6B示出作为负极100b具有顶部弯曲的突出部102b的负极的一个例子。
石墨烯103用作导电助剂。另外，有时石墨烯103也用作活性物质。
石墨烯103包括单层石墨烯或多层石墨烯。石墨烯103是长度为几μm的薄片状。
单层石墨烯是指具有sp2键的单原子层的碳分子薄片，其厚度极薄。另外，其中由碳构成的六元环在平面方向上展开，并且在其一部分中形成有六元环的一部分的碳键断裂而成的七元环、八元环、九元环、十元环等多元环。
另外，有时多元环由碳及氧构成。或者，有时由碳构成的多元环中的碳与氧键合。当石墨烯包含氧时，六元环的一部分的碳键断裂,且键合断裂了的碳与氧键合，而形成多元环。因此，在该碳与氧的键合的内部具有用作使离子能够迁移的通路的空隙。换言之，包含在石墨烯中的氧的比率越高，作为使离子能够迁移的通路的空隙的比率越高。
另外，当石墨烯103包含氧时，氧的比率为整体的2原子%以上且11原子%以下，优选为3原子%以上且10原子%以下。氧的比率越低，越能够提高石墨烯的导电性。另外，越提高氧的比率，越能够在石墨烯中形成多的成为离子的通路的空隙。
当石墨烯103是多层石墨烯时，石墨烯103由多个单层石墨烯构成，典型地由2层以上且100层以下的单层石墨烯构成，因此其厚度极薄。当单层石墨烯具有氧时，在多层石墨烯中，彼此相邻的单层石墨烯之间的距离（层间距离）为大于0.34nm且0.5nm以下，优选为0.38nm以上且0.42nm以下，更优选为0.39nm以上且0.41nm以下。在一般的石墨中，彼此相邻的单层石墨烯之间的距离为0.34nm，石墨烯103的层间距离相对更长，因此，在石墨烯103中，离子在与单层石墨烯的表面平行的方向上容易迁移。另外，包含氧，且由多元环构成的单层石墨烯或多层石墨烯构成，并到处具有空隙。因此，当石墨烯103是多层石墨烯时，离子能够在如下地方迁移：与单层石墨烯表面平行的方向，即单层石墨烯与单层石墨烯之间的间隙；以及与石墨烯的表面垂直的方向，即设置于每个单层石墨烯中的空隙之间。
当作为负极的活性物质使用硅时，与将石墨用作活性物质时相比，理论吸留容量大，因此能够实现蓄电装置的小型化。
另外，因为在负极100的活性物质层102中突出部102b从共通部102a突出，所以表面积比板状的活性物质大。另外，因为活性物质层102设置有多个空洞105，且石墨烯覆盖活性物质层102，所以即使因充电而活性物质层102膨胀，也能够防止活性物质的剥离或损坏。由此，当将本实施方式所公开的负极100用于蓄电装置时，能够进行高速的充放电，并能够抑制充放电所导致的活性物质的剥离及损坏，从而可以制造充放电所导致的劣化少且循环特性进一步得到了提高的可靠性高的蓄电装置。
另外，在蓄电装置中，通过活性物质层102表面与电解质接触，电解质与活性物质起反应，而在活性物质的表面形成膜。该膜被称为SEI（Solid Electrolyte Interface：固体电解质界面），并被认为在缓和活性物质与电解质的反应且进行稳定化上是必要的。然而，当该膜的厚度变厚时，载流子离子不易被活性物质吸留，而产生活性物质与电解质之间的载流子离子的传导性降低等问题。
通过使用石墨烯103覆盖活性物质层102，能够抑制该膜的厚度增加，从而能够抑制载流子离子的传导性降低。
此外，由于石墨烯的导电性高，因此通过使用石墨烯覆盖硅，可以在石墨烯中使电子的迁移充分快。此外，石墨烯是厚度薄的薄片状，因此通过使用石墨烯覆盖突出部，可以进一步增加活性物质层102所包含的活性物质量，并与石墨相比更可以使载流子离子容易地迁移。其结果，能够提高载流子离子的传导性，能够提高作为活性物质的硅及载流子离子的反应性，载流子离子易被活性物质吸留。因此，在使用该负极的蓄电装置中，能够进行急速充放电。
此外，在活性物质层102与石墨烯103之间也可以具有氧化硅层（未图示）。通过在活性物质层102上设置氧化硅层，当给蓄电装置充电时，用作载流子的离子插入到氧化硅中。其结果，形成Li4SiO4、Na4SiO4、K4SiO4等碱金属硅酸盐；Ca2SiO4、Sr2SiO4、Ba2SiO4等碱土金属硅酸；Be2SiO4、Mg2SiO4等硅酸盐化合物。这些硅酸盐化合物用作载流子离子的迁移路径。此外，通过具有氧化硅层，能够抑制活性物质层102的膨胀。由此，可以维持放电容量并抑制活性物质层102的剥离、损坏。此外，即使在进行充电之后进行放电，用作载流子离子的金属离子一部分残留而非全部被从形成在氧化硅层中的硅酸化合物中释放，因此氧化硅层成为氧化硅和硅酸盐化合物的混合层。
此外，优选将该氧化硅层的厚度设定为2nm以上且10nm以下。通过将氧化硅层的厚度设定为2nm以上，能够缓和充放电所导致的活性物质层102的膨胀。此外，当氧化硅层的厚度为10nm以下时，用作载流子的离子的迁移容易，能够防止放电容量的降低。通过在活性物质层102上设置氧化硅层，可以缓和充放电时的活性物质层102的膨胀和收缩，并且可以抑制活性物质层102的剥离、损坏。
另外，如图7A所示的负极100c的那样，在活性物质层102所包括的突出部102b的顶部和石墨烯103之间也可以设置保护层106。
保护层106能够适当地使用导电层、半导体层或绝缘层。优选保护层106的厚度为100nm以上且10μm以下。另外，通过使用蚀刻速度比活性物质层102慢的材料形成保护层106，能够将保护层106用作当形成空洞105时使用的硬质掩模。
另外，如图7B所示的负极100d的那样，也可以采用如下结构：在集电体101上不具有共通部102a而设置有具有多个空洞105的活性物质层102，并且在集电体101及活性物质层102上形成有石墨烯103。
由于石墨烯103与集电体101的一部分接触，所以在石墨烯103中电子容易流过，而能够提高载流子离子与硅的反应性。
另外，如图7C所示的负极100e那样，也能够将共通部102a用作集电体101。通过将共通部102a用作集电体101，能够提高负极的生产率。换言之，能够提高使用该负极的蓄电装置的生产率。
接着，使用图8A至图8C所示的截面图说明负极100的制造方法。
首先，在集电体101上形成活性物质层102。作为集电体101及活性物质层102，能够使用上述材料。在本实施方式中，作为集电体101使用薄片状的钛。另外，在本实施方式中，通过CVD法在集电体101上形成成为活性物质层102的硅层210（参照图8A）。
接着，用抗蚀剂掩模208对硅层210的一部分进行蚀刻，而形成具有共通部102a、突出部102b及空洞105的活性物质层102（参照图8B）。
抗蚀剂掩模208能够通过光刻法形成。另外，抗蚀剂掩模208除了光刻法以外还能够利用喷墨法、印刷法等形成。
作为硅层210的蚀刻方法，能够适当地使用干蚀刻法、湿蚀刻法。通过使用干蚀刻法之一的博世法（Bosch process），能够形成高度高的突出部。
例如，通过使用ICP（Inductively Coupled Plasma：感应耦合等离子体）装置，作为蚀刻气体使用氯、溴化氢及氧，对硅层210的一部分进行蚀刻，而可以形成具有共通部102a及突出部102b的活性物质层102。另外，在此，以使共通部102a残留的方式调整蚀刻时间。另外，适当地调整蚀刻气体的流量比即可，但是作为蚀刻气体的流量比的一个例子，能够将氯、溴化氢与氧各自的流量比设定为10:15:3。
可以在蚀刻结束后去除抗蚀剂掩模208来制造负极100，该负极在集电体101上具有设置有多个在表面开口的空洞的活性物质层102。接着，在活性物质层102上形成石墨烯103。
作为石墨烯103的形成方法，可以举出如下气相法：在活性物质层102上形成镍、铁、金、铜或含有它们的合金作为核，然后在含有甲烷或乙炔等碳化氢的气氛下使石墨烯从核生长。另外，也可以举出如下液相法：用含有氧化石墨烯的分散液在活性物质层102的表面形成氧化石墨烯，然后将氧化石墨烯还原，而形成石墨烯。
作为形成含有氧化石墨烯的分散液的方法，可以举出：将氧化石墨烯分散在溶剂中的方法；以及在溶剂中将石墨氧化，然后将氧化石墨分离为氧化石墨烯而形成含有氧化石墨烯的分散液的方法等。在此，说明用含有氧化石墨烯的分散液在活性物质层102上形成石墨烯103的方法，上述含有氧化石墨烯的分散液通过在将石墨氧化之后将氧化石墨分离为氧化石墨烯而形成。
在本实施方式中，用被称为Hummers法的氧化法形成氧化石墨烯。在Hummers法中，对单晶石墨粉末添加过锰酸钾的硫酸溶液、过氧化氢水溶液等使其起氧化反应，而形成含有氧化石墨的混合液。氧化石墨由于石墨的碳的氧化而具有环氧基、羧基等羰基、羟基等官能团。因此，多个石墨烯之间的层间距离比石墨长。接着，通过对含有氧化石墨的混合液施加超声波振动，能够将层间距离长的氧化石墨劈开而分离成氧化石墨烯，并能够形成含有氧化石墨烯的分散液。另外，能够适当地利用Hummers法以外的氧化石墨烯的形成方法。
另外，氧化石墨烯具有环氧基、羧基等羰基、羟基等。因为这些取代基的极性高，所以在具有极性的液体中,不同氧化石墨烯彼此易分散。尤其是具有羰基时使氢电离，因此氧化石墨烯产生离子化，更易分散。因此，在后面的工序中可以在活性物质层102的表面以均匀的比率设置氧化石墨烯。另外，当在活性物质层102的表面具有氧化硅时也可以在活性物质层102的表面以均匀的比率设置氧化石墨烯。
作为将活性物质层102浸渍在含有氧化石墨烯的分散液中且在活性物质层102上设置氧化石墨烯的方法，可以举出涂布法、旋涂法、浸渍法、喷射法、电泳法等。另外，也可以将多个上述方法组合而利用。另外，当利用电泳法时，能够将离子化了的氧化石墨烯电性地迁移到活性物质，所以能够将氧化石墨烯设置到共通部与突出部102b接触的区域。因此，即使当突出部102b的高度高时也能够在共通部及突出部102b的表面均匀地设置氧化石墨烯。
作为将设置在活性物质层102上的氧化石墨烯还原的方法，可以举出：在真空中或惰性气体（氮或稀有气体等）中等气氛下以150℃以上，优选为200℃以上的温度且活性物质层102能够耐受的上限温度以下的温度进行加热的方法。加热温度越高且加热时间越长，氧化石墨烯越容易还原，而能够获得纯度高（换言之，碳以外的元素的浓度低）的石墨烯。或者，可以举出浸渍在还原溶液中，还原氧化石墨烯的方法。
另外，因为在Hummers法中用硫酸处理石墨，所以磺酸基等也键合到氧化石墨，该分解（脱离）在300℃左右开始。因此，在通过加热将氧化石墨烯还原的方法中，优选以300℃以上进行氧化石墨烯的还原。
在上述还原处理中，相邻的石墨烯彼此键合而成为更巨大的网眼状或薄片状。另外，在该还原处理中，由于氧脱离而在石墨烯内形成空隙。再者，石墨烯以平行于基体表面的方式彼此重叠。其结果，形成离子能够在石墨烯的层间及石墨烯内的空隙迁移的石墨烯。这样，能够形成在活性物质层102上设置有石墨烯的负极100（参照图8C）。
另外，在硅层210上形成保护层，在该保护层上形成抗蚀剂掩模208，用该抗蚀剂掩模208形成被分离了的保护层106（参照图7A），然后将该抗蚀剂掩模208及被分离了的保护层用作掩模对硅层210的一部分选择性地进行蚀刻，从而能够形成图7A所示的负极100c。
此时，当多个突出部102b的高度高时，即蚀刻时间长时，在蚀刻工序中抗蚀剂掩模的厚度逐渐减薄，一部分抗蚀剂掩模被去除，硅层210露出。其结果，突出部102b的高度产生偏差，但是通过将被分离了的保护层106用作硬质掩模，可以防止硅层210的露出，从而能够降低突出部102b的高度偏差。
另外，通过对单晶硅衬底或多晶硅衬底的一部分进行蚀刻形成突出部102b，可以形成图7C所示的负极100c。通过作为硅衬底使用添加有磷的n型硅衬底、添加有硼的p型硅衬底，可以将共通部102a用作集电体101。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合而实施。
（实施方式2）
在本实施方式中，对蓄电装置的结构及制造方法的一个例子进行说明。
首先，对正极及其制造方法的一个例子进行说明。
图9A是正极311的截面图。在正极311中，在正极集电体307上形成有正极活性物质层309。
正极集电体307可以使用铂、铝、铜、钛、不锈钢等高导电性材料。另外，正极集电体307能够适当地采用箔状、板状、网状等形状。
作为正极活性物质层309的材料，可以能够使用LiFeO2、LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、V2O5、Cr2O5、MnO2等。
或者，能够使用橄榄石型结构的含锂复合氧化物（通式为LiMPO4（M为Fe（II）、Mn（II）、Co（II）、Ni（II）中的一种以上）。作为材料能够使用通式为LiMPO4的典型例子的锂化合物，诸如LiFePO4、LiNiPO4、LiCoPO4、LiMnPO4、LiFeaNibPO4、LiFeaCobPO4、LiFeaMnbPO4、LiNiaCobPO4、LiNiaMnbPO4（a＋b为1以下，0＜a＜1，0＜b＜1）、LiFecNidCoePO4、LiFecNidMnePO4、LiNicCodMnePO4（c＋d＋e为1以下，0＜c＜1，0＜d＜1，0＜e＜1）、LiFefNigCohMniPO4（f＋g＋h＋i为1以下，0＜f＜1，0＜g＜1，0＜h＜1，0＜i＜1）等。
或者，能够使用通式为Li（ 2 － j ）MSiO4（M为Fe（II）、Mn（II）、Co（II）、Ni（II）中的一种以上，0≤j≤2）等的含锂复合氧化物。作为材料可以使用通式Li（ 2 － j ）MSiO4的典型例子的锂化合物，诸如Li（ 2 － j ）FeSiO4、Li（ 2 － j ）NiSiO4、Li（ 2 － j ）CoSiO4、Li（ 2 － j ）MnSiO4、Li（ 2 － j ）FeaNibSiO4、Li（ 2 － j ）FeaCobSiO4、Li（ 2 － j ）FekMnlSiO4、Li（ 2 － j ）NikColSiO4、Li（ 2 － j ）NikMnlSiO4（k＋l为1以下，0＜k＜1，0＜l＜1）、Li（ 2 － j ）FemNinCoqSiO4、Li（ 2 － j ）FemNinMnqSiO4、Li（ 2 － j ）NimConMnqSiO4（m＋n＋q为1以下，0＜m＜1，0＜n＜1，0＜q＜1）、Li（ 2 － j ）FerNisCotMnuSiO4（r＋s＋t＋u为1以下，0＜r＜1，0＜s＜1，0＜t＜1，0＜u＜1）等。
另外，当载流子离子是锂离子以外的碱金属离子、碱土金属离子、铍离子或者镁离子时，正极活性物质层309也可以使用碱金属（例如，钠、钾等）、碱土金属（例如，钙、锶、钡等）、铍或镁代替上述锂化合物及含锂复合氧化物中的锂。
图9B是正极活性物质层309的平面图。正极活性物质层309具有能够吸留和释放载流子离子的粒子状的正极活性物质321以及覆盖多个该正极活性物质321且内部填充有该正极活性物质321的石墨烯323。不同的石墨烯323覆盖多个正极活性物质321的表面。另外，正极活性物质321也可以部分露出。另外，石墨烯323能够适当地使用实施方式1所示的石墨烯103。
正极活性物质321的粒径优选为20nm以上且100nm以下。另外，由于电子在正极活性物质321中迁移，所以正极活性物质321的粒径优选小。
另外，即使石墨烯层不覆盖正极活性物质321的表面也能获得充分的特性，但是通过一起使用被石墨层覆盖的正极活性物质及石墨烯，载流子在正极活性物质之间跳动而使电流流过，所以是优选的。
图9C是图9B的正极活性物质层309的一部分的截面图。具有正极活性物质321以及覆盖该正极活性物质321的石墨烯323。在截面图中，观察到线状的石墨烯323。由一个石墨烯或多个石墨烯包裹多个正极活性物质。换言之，多个正极活性物质存在于一个石墨烯中或多个石墨烯之间。另外，有时石墨烯是袋状，多个正极活性物质被包裹在其内部。另外，有时一部分正极活性物质不被石墨烯覆盖而露出。
正极活性物质层309的厚度，在20μm以上且100μm以下的范围内选择所希望的厚度。此外优选的是，适当地调整正极活性物质层309的厚度，以避免裂纹、剥离的产生。
另外，正极活性物质层309还可以具有石墨烯的体积的0.1倍以上且10倍以下的乙炔黑粒子、一维地展宽的碳（碳纳米纤维等）、已知的粘合剂。
另外，在正极活性物质材料中，有的材料由于用作载流子的离子的吸留而产生体积膨胀。因此，由于充放电而正极活性物质层变脆，正极活性物质层的一部分崩塌，结果会使蓄电装置的可靠性降低。然而，即使正极活性物质的体积由于充放电而膨胀，因为石墨烯覆盖其周围，所以石墨烯能够防止正极活性物质的分散、正极活性物质层的崩塌。就是说，石墨烯具有即使由于充放电而正极活性物质的体积增减也维持正极活性物质之间的结合的功能。
另外，石墨烯323与多个正极活性物质接触，并也用作导电助剂。此外，具有保持能够吸留和释放载流子离子的正极活性物质321的功能。因此，可以增加每正极活性物质层中的正极活性物质量，从而可以提高蓄电装置的充放电容量。
接着，对正极活性物质层309的制造方法进行说明。
形成包含粒子状的正极活性物质以及氧化石墨烯的浆料。接着，将该浆料涂在正极集电体上，然后与实施方式1所示的石墨烯的制造方法同样利用还原气氛下的加热进行还原处理。由此，在烧制正极活性物质的同时，使氧化石墨烯所包含的氧脱离，从而在石墨烯中形成空隙。另外，氧化石墨烯所包含的氧并非全部被还原，而有一部分氧残留在石墨烯中。通过上述工序，能够在正极集电体307上形成正极活性物质层309。由此，正极活性物质层的导电性得到提高。
由于氧化石墨烯包含氧，所以在极性溶剂中带负电。因此，氧化石墨烯彼此分散。所以浆料所包含的正极活性物质不容易凝集，由此能够降低由烧制引起的正极活性物质的粒径的增大。因而，电子容易在正极活性物质中迁移，而能够提高正极活性物质层的导电性。
另外，如图10A和图10B所示的那样，也可以在正极311的表面设置隔离物331。图10A是具有隔离物的正极的立体图，图10B示出沿图10A的单点划线B1-B2的截面图。
如图10A和图10B所示的那样，在正极311中，在正极集电体307上设置有正极活性物质层309。另外，在正极活性物质层309上设置有隔离物331。
隔离物331能够使用具有绝缘性并不与电解质起反应的材料形成。典型地，能够使用丙烯酸树脂、环氧树脂、硅酮树脂、聚酰亚胺、聚酰胺等有机材料或玻璃浆、玻璃粉、玻璃带等低熔点玻璃。通过将隔离物331设置在正极311上，之后形成的蓄电装置中不需要隔板。其结果，能够缩减蓄电装置的部件数，而能够缩减成本。
隔离物331的平面形状优选为如下形状，即格子状、圆形或多角形的闭环状等的使正极活性物质层309的一部分露出的形状。其结果，可以防止正极与负极接触，并可以促进正极和负极之间的载流子离子的迁移。
优选隔离物331的厚度为1μm以上且5μm以下，优选为2μm以上且3μm以下。其结果，与如现有的蓄电装置的那样在正极和负极之间设置厚度为几十μm的隔离物的情况相比，能够缩小正极和负极的间隔，而能够缩短正极和负极之间的载流子离子的迁移距离。因此，能够将包含在蓄电装置内的载流子离子有效地用于充放电。
隔离物331可以适当地利用印刷法、喷墨法等形成。
接着，说明蓄电装置的结构及制造方法。
参照图11说明本实施方式的蓄电装置的典型例子的锂二次电池的一个方式。这里，下面说明锂二次电池的截面结构。
图11是锂二次电池的截面图。
锂二次电池400包括：由负极集电体401及负极活性物质层403构成的负极405；由正极集电体407及正极活性物质层409构成的正极411；以及夹在负极405与正极411之间的隔板413。另外，隔板413中含有电解质415。此外，负极集电体401与外部端子417连接，并且正极集电体407与外部端子419连接。外部端子419的端部埋入垫片421中。即，外部端子417和外部端子419被垫片421绝缘。
作为负极405，可以适当地使用实施方式1所示的负极而形成。
作为正极集电体407及正极活性物质层409，能够分别适当地使用本实施方式所示的正极集电体307及正极活性物质层309。
作为隔板413，使用绝缘多孔体。作为隔板413的典型例子，可以举出纤维素（纸）、聚乙烯、聚丙烯等。
另外，如图10A和图10B所示的那样，当作为正极411使用在正极活性物质层上具有隔离物的正极时，不需要设置隔板413。
作为电解质415的溶质，使用具有载流子离子的材料。作为电解质的溶质的典型例子，可以举出LiClO4、LiAsF6、LiBF4、LiPF6、Li（C2F5SO2）2N等锂盐。
另外，当载流子离子是锂离子以外的碱金属离子、碱土金属离子、铍离子或者镁离子时，作为电解质415的溶质也可以使用碱金属（例如，钠、钾等）、碱土金属（例如，钙、锶、钡等）、铍或镁代替上述锂盐中的锂。
此外，作为电解质415的溶剂，使用能够输送载流子离子的材料。作为电解质415的溶剂，优选使用非质子有机溶剂。作为非质子有机溶剂的典型例子，能够使用碳酸乙烯酯、碳酸丙烯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、γ—丁内酯、乙腈、乙二醇二甲醚、四氢呋喃等中的一种或多种。此外，当作为电解质415的溶剂使用凝胶化的高分子材料时，包括漏液性的安全性得到提高。并且，能够实现锂二次电池400的薄型化及轻量化。作为凝胶化的高分子材料的典型例子，可以举出硅胶、丙烯酸胶、丙烯腈胶、聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、氟类聚合物等。另外，通过作为电解质415的溶剂，使用一种或多种具有阻燃性及难挥发性的离子液体（室温熔融盐），即使因蓄电装置的内部短路、过充电等而内部温度上升也可以防止蓄电装置的破裂、起火等。
此外，作为电解质415，可以使用Li3PO4等的固体电解质。
作为外部端子417、419，能够适当地使用不锈钢板、铝板等金属构件。
在本实施方式中，虽然作为锂二次电池400示出纽扣型锂二次电池，但是，能够使用密封型锂二次电池、圆筒型锂二次电池、方型锂二次电池等各种形状的锂二次电池。此外，也可以采用层叠有多个正极、多个负极、多个隔板的结构以及卷绕有正极、负极、隔板的结构。
接着，说明本实施方式所示的锂二次电池400的制造方法。
利用实施方式1及本实施方式所示的制造方法适当地制造负极405及正极411。
接着，将负极405、隔板413及正极411浸渍在电解质415中。接着，能够在外部端子417上依次层叠负极405、隔板413、垫片421、正极411及外部端子419，并且使用“硬币压折器”压折外部端子417与外部端子419，来制造硬币型锂二次电池。
另外，也可以将隔离物及衬垫（washer）插在外部端子417与负极405之间或在外部端子419与正极411之间来进一步提高外部端子417与负极405之间的连接性及外部端子419与正极411之间的连接性。
本实施方式能够与其他实施方式适当地组合而实施。
（实施方式3）
根据本发明的一个方式的蓄电装置能够用作利用电力驱动的各种各样的电器设备的电源。
作为使用根据本发明的一个方式的蓄电装置的电器设备的具体例子，可以举出：显示装置；照明装置；台式或笔记本型个人计算机；再现存储在DVD（Digital Versatile Disc：数字通用光盘）等记录介质中的静态图像或动态图像的图像再现装置；移动电话；便携式游戏机；便携式信息终端；电子书阅读器；摄像机；数码相机；微波炉等高频加热装置；电饭煲；洗衣机；空调器等空调设备；电冷藏箱；电冷冻箱；电冷藏冷冻箱；DNA保存用冷冻器；以及透析装置等。另外，利用来自蓄电装置的电力通过电动机推进的移动体等也包括在电器设备的范畴内。作为上述移动体，例如可以举出：电动汽车；兼具内燃机和电动机的复合型汽车（混合动力汽车：hybrid car）；以及包括电动辅助自行车的带动力机自行车等。
另外，在上述电器设备中，作为用来供应大部分的耗电量的蓄电装置（称为主电源），能够使用根据本发明的一个方式的蓄电装置。或者，在上述电器设备中，作为当来自上述主电源、商业电源的电力供应停止时能够对电器设备进行电力供应的蓄电装置（也称为不间断电源），能够使用根据本发明的一个方式的蓄电装置。或者，在上述电器设备中，作为与来自上述主电源、商业电源的对电气设备的电力供应并行，而将电力供应到电器设备的蓄电装置（称为辅助电源），能够使用根据本发明的一个方式的蓄电装置。
图12示出上述电器设备的具体结构。在图12中，显示装置5000是使用根据本发明的一个方式的蓄电装置5004的电器设备的一个例子。具体地说，显示装置5000相当于电视广播接收用显示装置，具有框体5001、显示部5002、扬声器部5003和蓄电装置5004等。根据本发明的一个方式的蓄电装置5004设置在框体5001的内部。显示装置5000既能够接受来自商业电源的电力供应，又可以使用蓄积在蓄电装置5004中的电力。因此，即使当由于停电等不能接受来自商业电源的电力供应时，通过将根据本发明的一个方式的蓄电装置5004用作不间断电源，也可以使用显示装置5000。
作为显示部5002，能够使用半导体显示装置诸如液晶显示装置、在每个像素中具备有机EL元件等发光元件的发光装置、电泳显示装置、DMD（Digital Micromirror Device：数字微镜器件）、PDP（Plasma Display Panel:等离子体显示屏）、FED（Field Emission Display：场致发射显示器）等。
另外，除了用于电视广播接收用的显示装置之外，显示装置还包括所有显示信息用显示装置，例如个人计算机用或广告显示用等。
在图12中，固定型照明装置5100是使用根据本发明的一个方式的蓄电装置5103的电器设备的一个例子。具体地说，照明装置5100具有框体5101、光源5102、蓄电装置5103等。虽然在图12中例示蓄电装置5103设置在固定有框体5101及光源5102的天花板5104的内部的情况，但是蓄电装置5103也可以设置在框体5101的内部。照明装置5100既能够接受来自商业电源的电力供应，又能够使用蓄积在蓄电装置5103中的电力。因此，即使当由于停电等不能接受来自商业电源的电力供应时，通过将根据本发明的一个方式的蓄电装置5103用作不间断电源，也能够使用照明装置5100。
另外，虽然在图12中例示设置在天花板5104的固定型照明装置5100，但是根据本发明的一个方式的蓄电装置既能够用于设置在天花板5104以外的例如墙5105、地板5106或窗户5107等的固定型照明装置，又能够用于桌面型照明装置等。
另外，作为光源5102，可以使用利用电力人工性地得到光的人工光源。具体地说，作为上述人工光源的一个例子，可以举出白炽灯泡、荧光灯等放电灯、LED、有机EL元件等发光元件。
在图12中，具有室内机5200及室外机5204的空调器是使用根据本发明的一个方式的蓄电装置5203的电器设备的一个例子。具体地说，室内机5200具有框体5201、送风口5202和蓄电装置5203等。虽然在图12中例示蓄电装置5203设置在室内机5200中的情况，但是蓄电装置5203也可以设置在室外机5204中。或者，也可以在室内机5200和室外机5204的双方中设置有蓄电装置5203。空调器既能够接受来自商业电源的电力供应，又能够使用蓄积在蓄电装置5203中的电力。尤其是，当在室内机5200和室外机5204的双方中设置有蓄电装置5203时，即使当由于停电等不能接受来自商业电源的电力供应时，通过将根据本发明的一个方式的蓄电装置5203用作不间断电源，也能够使用空调器。
另外，虽然在图12中例示由室内机和室外机构成的分体式空调器，但是也能够将根据本发明的一个方式的蓄电装置用于在一个框体中具有室内机的功能和室外机的功能的一体式空调器。
在图12中，电冷藏冷冻箱5300是使用根据本发明的一个方式的蓄电装置5304的电器设备的一个例子。具体地说，电冷藏冷冻箱5300具有框体5301、冷藏室门5302、冷冻室门5303和蓄电装置5304等。在图12中，蓄电装置5304设置在框体5301的内部。电冷藏冷冻箱5300既能够接受来自商业电源的电力供应，又能够使用蓄积在蓄电装置5304中的电力。因此，即使当由于停电等不能接受来自商业电源的电力供应时，通过将根据本发明的一个方式的蓄电装置5304用作不间断电源，也能够利用电冷藏冷冻箱5300。
另外，在上述电器设备中，微波炉等高频加热装置和电饭煲等电器设备在短时间内需要高电力。因此，通过将根据本发明的一个方式的蓄电装置用作用来辅助商业电源不能充分供应的电力的辅助电源，当使用电器设备时能够防止商业电源的断路器跳闸。
另外，在不使用电器设备的时间段，尤其是在商业电源的供应源能够供应的总电量中的实际使用的电量的比率（称为电力使用率）低的时间段中，将电力蓄积在蓄电装置中，由此能够抑制在上述时间段以外的时间段中电力使用率增高。例如，在为电冷藏冷冻箱5300时，在气温低且不进行冷藏室门5302或冷冻室门5303的开关的夜间，将电力蓄积在蓄电装置5304中。并且，在气温变高且进行冷藏室门5302或冷冻室门5303的开关的白天，将蓄电装置5304用作辅助电源，由此能够抑制白天的电力使用率。
接着，使用图13A至图13C对作为电器设备的一个例子的便携式信息终端进行说明。
图13A和图13B是能够进行对折的平板终端。图13A是打开状态，并且平板终端包括框体9630、显示部9631a、显示部9631b、显示模式切换开关9034、电源开关9035、省电模式切换开关9036、卡子9033以及操作开关9038。
在显示部9631a中，能够将其一部分用作触摸屏的区域9632a，并且能够通过触摸所显示的操作键9638来输入数据。此外，在显示部9631a中，作为一个例子示出一半的区域只有显示功能且另一半的区域具有触摸屏的功能的结构，但是不局限于该结构。也可以采用显示部9631a的整个区域具有触摸屏的功能的结构。例如，能够使显示部9631a的整个面显示键盘按钮来将其用作触摸屏，并且将显示部9631b用作显示屏面。
此外，在显示部9631b中也与显示部9631a同样，能够将显示部9631b的一部分用作触摸屏的区域9632b。此外，通过使用手指、触屏笔等触摸触摸屏上的显示有键盘显示切换按钮9639的位置，能够在显示部9631b上显示键盘按钮。
此外，也可以对触摸屏的区域9632a和触摸屏的区域9632b同时进行触摸输入。
另外，显示模式切换开关9034能够选择切换竖屏显示和横屏显示等显示方向并能够切换黑白显示、彩色显示。省电模式切换开关9036能够根据由平板终端所内置有的光传感器检测出的使用时的外光的光量而将显示亮度设定为最适合的亮度。平板终端除了光传感器以外还可以内置有陀螺仪、加速度传感器等检测倾斜度的传感器等其他检测装置。
此外，虽然图13A示出显示部9631b与显示部9631a的显示面积相同的例子，但是不局限于此，一方的尺寸可以与另一方的尺寸不同，并且它们的显示质量也可以有差异。例如可以采用一方与另一方相比能够进行高精细的显示的显示面板。
图13B是关合状态，平板终端包括框体9630、太阳能电池9633、充放电控制电路9634、电池9635以及DCDC转换器9636。此外，在图13B中，示出作为充放电控制电路9634的一个例子具有电池9635、DCDC转换器9636的结构，并且电池9635具有在上述实施方式中所说明的蓄电装置。
此外，平板终端能够对折，因此不使用时能够合上框体9630。因此，能够保护显示部9631a、显示部9631b，所以能够提供一种耐久性良好且可靠性从长期使用的观点来看也良好的平板终端。
此外，图13A和图13B所示的平板终端还能够具有如下功能：显示各种各样的信息（静态图像、动态图像、文字图像等）；将日历、日期或时刻等显示在显示部上；对显示在显示部上的信息进行触摸操作或编辑的触摸输入；通过各种各样的软件（程序）控制处理等。
通过利用安装在平板终端的表面的太阳能电池9633，能够将电力供应到触摸屏、显示部或图像信号处理部等。另外，因为太阳能电池能够采用在框体9630的一个面或两个面进行对电池9635的高效的充电的结构，所以是优选的。另外，当作为电池9635使用根据本发明的一个方式的蓄电装置时，有可以实现小型化等的优点。
另外，参照图13C所示的框图对图13B所示的充放电控制电路9634的结构和工作进行说明。图13C示出太阳能电池9633、电池9635、DCDC转换器9636、转换器9637、开关SW1至SW3以及显示部9631，电池9635、DCDC转换器9636、转换器9637以及开关SW1至SW3对应图13B所示的充放电控制电路9634。
首先，说明利用外光使太阳能电池9633发电时的工作的例子。使用DCDC转换器9636对太阳能电池所产生的电力进行升压或降压以使它成为用来给电池9635充电的电压。并且，当利用来自太阳能电池9633的电力使显示部9631工作时使开关SW1成为导通，并且，利用转换器9637将其升压或降压为显示部9631所需要的电压。另外，当不在显示部9631进行显示时，可以使SW1成为截止且使SW2成为导通而给电池9635充电。
此外，虽然作为发电单元的一个例子示出了太阳能电池9633，但是不局限于此，也可以使用压电元件（piezoelectric element）或热电转换元件（珀尔帖元件（peltier element））等其他发电单元给电池9635充电。例如，也可以采用：以无线（非接触）的方式收发电力来进行充电的非接触电力传输模块；或组合其他充电单元进行充电的结构。
另外，只要具备上述实施方式所说明的蓄电装置，则当然不局限于图13A至图13C所示的电器设备。
本实施方式能够与其他实施方式适当地组合而实施。
符号说明
100 负极；101 集电体；102 活性物质层；103 石墨烯；105 空洞；106 保护层；131 界面；132 重心；133 直线；208 抗蚀剂掩模；210 硅层；307 正极集电体；309 正极活性物质层；311 正极；321 正极活性物质；323 石墨烯；331 隔离物；400 锂二次电池；401 负极集电体；403 负极活性物质层；405 负极；407 正极集电体；409 正极活性物质层；411 正极；413 隔板；415 电解质；417 外部端子；419 外部端子；421 垫片；5000 显示装置；5001 框体；5002 显示部；5003 扬声器部；5004 蓄电装置；5100 照明装置；5101 框体；5102 光源；5103 蓄电装置；5104 天花板；5105 墙；5106 地板；5107 窗户；5200 室内机；5201 框体；5202 送风口；5203 蓄电装置；5204 室外机；5300 电冷藏冷冻箱；5301 框体；5302 冷藏室门；5303 冷冻室门；5304 蓄电装置；9033 卡子；9034 开关；9035 电源开关；9036 开关；9038 操作开关；9630 框体；9631 显示部；9633 太阳能电池；9634 充放电控制电路；9635 电池；9636 DCDC转换器；9637 转换器；9638 操作键；9639 按钮；100a 负极；100b 负极；100c 负极；100d 负极；100e 负极；102a 共通部；102b 突出部；9631a 显示部；9631b 显示部；9632a 区域；9632b 区域。

Claims (24)

1.一种包括负极的蓄电装置，该负极包括：
集电体；以及
所述集电体上的活性物质层，该活性物质层包括突出部，
其中，所述突出部包含硅，
从上方看时所述突出部的结构为蜂窝结构、桁架结构或格子状结构，
并且，多个空洞形成在所述活性物质层的表面中。
2.根据权利要求1所述的蓄电装置，其中所述多个空洞以规则的间隔配置。
3.根据权利要求1所述的蓄电装置，其中所述多个空洞以不规则的间隔配置。
4.根据权利要求1所述的蓄电装置，其中所述多个空洞以矩阵状配置。
5.根据权利要求1所述的蓄电装置，其中所述多个空洞以线状配置。
6.根据权利要求1所述的蓄电装置，其中当从上方看所述负极时，所述多个空洞分别被所述活性物质层围绕。
7.根据权利要求1所述的蓄电装置，其中所述空洞具有相同的形状。
8.根据权利要求1所述的蓄电装置，其中所述空洞分别具有狭缝状。
9.根据权利要求1所述的蓄电装置，其中所述活性物质层具有蜂窝结构。
10.根据权利要求1所述的蓄电装置，其中所述活性物质层具有桁架结构。
11.根据权利要求1所述的蓄电装置，其中所述活性物质层包含硅。
12.根据权利要求1所述的蓄电装置，其中所述活性物质层被石墨烯覆盖。
13.根据权利要求1所述的蓄电装置，其中所述蓄电装置内置在电子设备中。
14.一种包括负极的蓄电装置，该负极包括：
集电体；以及
活性物质层，该活性物质层包括所述集电体上的共通部及从所述共通部突出的突出部，
其中，所述突出部包含硅，
从上方看时所述突出部的结构为蜂窝结构、桁架结构或格子状结构，
并且，多个空洞形成在所述活性物质层中。
15.根据权利要求14所述的蓄电装置，其中所述多个空洞以规则的间隔配置。
16.根据权利要求14所述的蓄电装置，其中所述多个空洞以不规则的间隔配置。
17.根据权利要求14所述的蓄电装置，其中所述多个空洞以矩阵状配置。
18.根据权利要求14所述的蓄电装置，其中所述多个空洞以线状配置。
19.根据权利要求14所述的蓄电装置，其中当从上方看所述负极时，所述多个空洞分别被所述活性物质层围绕。
20.根据权利要求14所述的蓄电装置，其中所述空洞具有相同的形状。
21.根据权利要求14所述的蓄电装置，其中所述空洞分别具有狭缝状。
22.根据权利要求14所述的蓄电装置，其中所述活性物质层包含硅。
23.根据权利要求14所述的蓄电装置，其中所述活性物质层被石墨烯覆盖。
24.根据权利要求14所述的蓄电装置，其中所述蓄电装置内置在电子设备中。
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