CN116762186A - 电池 - Google Patents

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CN116762186A
CN116762186A CN202180090025.3A CN202180090025A CN116762186A CN 116762186 A CN116762186 A CN 116762186A CN 202180090025 A CN202180090025 A CN 202180090025A CN 116762186 A CN116762186 A CN 116762186A
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藤本正久
大户贵司
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Abstract

电池具备：第一电极、第二电极、和位于前述第一电极与前述第二电极之间的电解质层，前述第一电极具有：集电体、和位于前述集电体与前述电解质层之间的活性物质层，前述活性物质层包含Bi作为活性物质的主成分，前述活性物质的密度为6.0g/cm3以上且9.8g/cm3以下。

Description

电池
技术领域
本公开涉及电池。
背景技术
近年来，研究开发盛行的锂二次电池中，根据使用的电极而会大幅影响充放电电压、充放电循环寿命特性、保存特性等电池特性。由此，通过改善电极活性物质，从而实现电池特性的改善。
例如，一直以来提出了将充电时以电化学方式与锂合金化的铝、硅、锡等作为电极使用的锂二次电池。专利文献1公开了一种锂二次电池，其具备：包含由具有硅、锡和过渡金属的合金形成的负极材料的负极、正极、和电解质。专利文献2公开了一种锂二次电池，其具备：使用设置于集电体上的硅薄膜作为活性物质的负极、正极和电解质。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4898737号公报
专利文献2：日本专利第3733065号公报
发明内容
发明要解决的问题
本公开提供具有良好的循环特性的电池。
用于解决问题的方案
本公开的电池具备：
第一电极、
第二电极、和
位于前述第一电极与前述第二电极之间的电解质层，
前述第一电极具有：集电体、和位于前述集电体与前述电解质层之间的活性物质层，
前述活性物质层包含Bi作为活性物质的主成分，
前述活性物质的密度为6.0g/cm3以上且9.8g/cm3以下。
此处，前述第一电极为负极的情况下，前述活性物质的前述密度是指前述电池为完全放电状态时的前述活性物质的密度，前述第一电极为正极的情况下，前述活性物质的前述密度是指前述电池为充满电状态时的前述活性物质的密度。
发明的效果
根据本公开，可以提供具有良好的循环特性的电池。
附图说明
图1为示意性示出本公开的实施方式的电池1000的构成例的剖视图。
图2为示出由镀Bi层形成的活性物质层的厚度与活性物质的密度的关系的图。
图3为示出铜箔上制作的由镀Bi层形成的活性物质层和Bi粉末的X射线衍射谱图的一例的图。
图4为示意性示出本公开的实施方式的电池的变形例的剖视图。
图5为示出实施例1的电池的初始充放电试验的结果的图。
图6为示出实施例1的电池的2次循环时的充放电试验的结果的图。
图7为示出实施例1的电池的循环数与放电容量密度的关系的图。
图8为示出实施例1的电池的循环数与充放电效率的关系的图。
图9为示出比较例1的电池的初始充放电试验的结果的图。
图10为示出比较例1和2的电池的循环数与放电容量密度的关系的图。
图11为比较例2的电池的初始充放电试验的结果的图。
具体实施方式
(成为本公开的基础的见解)
如[背景技术]的栏中记载，锂二次电池中，通过电极活性物质的改善而实现电池特性的改善。
使用锂金属作为负极活性物质的情况下，得到单位重量和单位体积均具有高能量密度的锂二次电池。然而，具有这种构成的锂二次电池中，充电时锂以树枝状析出。析出的锂金属的一部分与电解液发生反应，因此，存在充放电效率低、循环特性差的问题。
针对于此，提出了使用碳、特别是石墨作为负极。使用了碳的负极中，由于锂对碳的嵌入和脱嵌而进行充电和放电。具有这种构成的负极中，在充放电机构上，锂金属不以树枝状析出。另外，采用了具有这种构成的负极的锂二次电池中，由于反应为拓扑性的，因此可逆性非常好，充放电效率基本为100％。由此，采用了使用碳、特别是石墨的负极的锂二次电池被实用化。然而，石墨的理论容量密度为372mAh/g，其为锂金属的理论容量密度3884mAh/g的1/10左右。因此，使用了石墨的负极的活性物质容量密度低。进而，石墨的实际容量密度基本达到理论容量密度，因此，使用了石墨的负极中，高容量化存在限度。
相对于此，一直以来提出了使用在充电时电化学上与锂合金化的铝、硅、锡等作为电极的锂二次电池。与锂合金化的金属的容量密度与石墨的容量密度相比非常大。特别是硅的理论容量密度大。因此，使用了与锂合金化的铝、硅、锡等的电极作为示出高的容量的电池用负极是有希望的，提出了将其作为负极的各种二次电池(专利文献1)。
然而，使用了上述那样的与锂合金化的金属的负极如果吸储锂，则发生膨胀，如果释放锂，则发生收缩。充放电时如果重复这种膨胀和收缩，则作为电极活性物质的合金本身由于充放电而微粉化，负极的集电特性恶化，因此，得不到充分的循环特性。如果想要改良这种缺点，则进行了如下的几种尝试。例如，进行了以溅射或蒸镀使硅沉积在使表面粗糙的集电体上、或者以电镀使锡沉积在使表面粗糙的集电体上的尝试(专利文献2)。该尝试中，活性物质、即、与锂合金化的金属成为薄膜，与集电体密合，因此，根据锂的吸储和释放而负极重复膨胀和收缩，集电性也基本不降低。
然而，如上述，以溅射或蒸镀形成活性物质的情况下，制造成本高，不实用。以制造成本廉价的电镀形成活性物质是实用的，但硅的电镀非常困难。另外，电镀廉价的锡中存在缺乏放电平坦性、不易作为电池的电极使用的问题。
另外，作为与锂合金化的金属，可以举出铋(Bi)。Bi与锂(Li)形成LiBi和Li3Bi之类的化合物。LiBi的电位和Li3Bi的电位彼此基本无差异。另一方面，缺乏放电平坦性的锡中，与锂形成的化合物有多种，各化合物的电位彼此大幅不同。即，Bi不具有锡那样的与锂形成的多种化合物之间电位大幅不同的性质。因此，包含Bi作为活性物质的电极的电位平滑，因此，放电平坦性优异。因此认为，包含Bi作为活性物质的电极适合作为电池的电极。
因此，本发明人等着眼于包含Bi作为活性物质的电极，并且进行了研究。
Bi缺乏展性和延性，因此，无法以金属板或金属箔之类的形态制造Bi，得到的形态为小球或粉末。因此，以往，作为包含Bi作为活性物质的电极，研究了将Bi粉末涂布于集电体上而得到的电极。
然而报道了，通过将金属粉末涂布于集电体上而形成的电极中，由于充放电而金属粉末微粉化，集电特性恶化，因此，得不到充分的循环特性。例如，三重大学、山口裕之著“聚丙烯酸与金属氧化物的反应物所形成的锂电池用非晶质高分子负极活性物质的合成和其电化学特性”(平成26年度、三重大学大学院工学研究科、博士论文)中示出，将聚偏二氟乙烯(PVdF)或聚酰亚胺(PI)作为粘结剂使用的Bi粉末电极的循环特性(参照第20页、图2.2)。上述论文中示出Bi粉末电极的循环特性不充分。作为其理由，说明了是由于随着充电时的Li嵌入时Bi活性物质发生膨胀，放电时的Li脱嵌时Bi活性物质发生收缩，活性物质微细化，变得获得不了电子传导通路，引起容量的降低。
因此，本发明人等为了解决包含Bi作为活性物质的电极所具有的上述课题，得到具有良好的循环特性的电池而进行了深入研究。其结果，本发明人等至此完成了以下所示的本公开的电池。
(本公开的一方式的概要)
本公开的第1方式的电池具备：
第一电极、
第二电极、和
位于前述第一电极与前述第二电极之间的电解质层，
前述第一电极具有：集电体、和位于前述集电体与前述电解质层之间的活性物质层，
前述活性物质层包含Bi作为活性物质的主成分，
前述活性物质的密度为6.0g/cm3以上且9.8g/cm3以下。
此处，前述第一电极为负极的情况下，前述活性物质的前述密度是指是前述电池为完全放电状态时的前述活性物质的密度，前述第一电极为正极的情况下，前述活性物质的前述密度是指前述电池为充满电状态时的前述活性物质的密度。
第1方式的电池中的第一电极的活性物质层中，包含Bi作为活性物质的主成分，且活性物质具有6.0g/cm3以上且9.8g/cm3以下的密度。具有这种构成的活性物质层由于充放电而重复膨胀和收缩，集电性也基本不降低。因此，第1方式的电池具有良好的循环特性。进而，具备具有这种构成的活性物质层的第一电极可以说是活性物质密度高的电极。因此，第1方式的电池除良好的循环特性之外还可以实现高容量化。
本公开的第2方式中，例如第1方式的电池中，前述活性物质的密度可以为7.5g/cm3以上且9.8g/cm3以下。
第2方式的电池为高容量且具有良好的循环特性。
本公开的第3方式中，例如，第1或第2方式的电池中，由使用了Cu-Kα射线的表面X射线衍射测定得到的前述活性物质层的X射线衍射谱图中，将存在于26°以上且28°以下的衍射角2θ的范围的最大峰的高度强度设为I(1)、存在于37°以上且39°以下的衍射角2θ的范围的最大峰的高度强度设为I(2)时，前述I(2)相对于前述I(1)之比即I(2)/I(1)为0.29以上。
第3方式的电池为更高容量且具有良好的循环特性。
本公开的第4方式中，例如第3方式的电池中，前述I(2)/I(1)可以为0.57以下。
第4方式的电池为更高容量且具有良好的循环特性。
本公开的第5方式中，例如第1～第4方式的任一者的电池中，前述活性物质层可以包含Bi单质。
第5方式的电池为更高容量且具有良好的循环特性。
本公开的第6方式中，例如第1～第5方式的任一者的电池中，前述活性物质层可以包含选自由LiBi和Li3Bi组成的组中的至少1者。
第6方式的电池为更高容量且具有良好的循环特性。
本公开的第7方式中，例如第1～第6方式的任一者的电池中，前述活性物质层可以仅包含Bi单质作为活性物质。
第7方式的电池为更高容量且具有良好的循环特性。
本公开的第8方式中，例如第1～第7方式的任一者的电池中，前述活性物质层可以不含电解质。
根据第8方式，得到单位体积的容量更高、且具有良好的循环特性的电池。
本公开的第9方式中，例如第1～第8方式的任一者的电池中，前述集电体可以包含Cu。
第9方式的电池为更高容量且具有良好的循环特性。
本公开的第10方式中，例如第1～第9方式的任一者的电池中，前述活性物质层可以为镀层。
根据第10方式，得到具有更高单位体积的容量、且具有良好的循环特性的电池。
本公开的第11方式中，例如第1～第10方式的任一者的电池中，可以前述第一电极为负极、前述第二电极为正极。
第11方式的电池为更高容量且具有良好的循环特性。
(本公开的实施方式)
以下，边参照附图边对本公开的实施方式进行说明。以下的说明均示出包括的例子或具体的例子。以下所示的数值、组成、形状、膜厚、电特性、二次电池的结构等为一例，而不是为了限定本公开。
图1为示意性示出本公开的实施方式的电池1000的构成例的剖视图。
电池1000具备：第一电极101、第二电极103、和位于第一电极101与第二电极103之间的电解质层102。第一电极101具有：集电体100、和位于集电体100与电解质层102之间的活性物质层104。活性物质层104包含Bi作为活性物质的主成分。活性物质层104中所含的活性物质具有6.0g/cm3以上且9.8g/cm3以下的密度。第二电极103可以具有集电体105、和位于集电体105与电解质层102之间的活性物质层106。
电池1000例如为其锂二次电池。以下，列举电池1000为锂二次电池、且充放电时第一电极101的活性物质层104和第二电极103中吸储和释放的金属离子为锂离子的情况作为例子进行说明。
“活性物质层104包含Bi作为活性物质的主成分”是指，“活性物质层104中，作为活性物质以摩尔比计包含最多的成分为Bi”。
另外，本说明书中，第一电极101为负极的情况下，第一电极101的活性物质层104中所含的活性物质的密度是指电池1000为完全放电状态时的活性物质层104中所含的活性物质的密度，第一电极101为正极的情况下，第一电极101的活性物质层104中所含的活性物质的密度是指电池1000为充满电状态时的活性物质层104中所含的活性物质的密度。即，本说明书中特定的第一电极101的活性物质层104中所含的活性物质的密度是指，由于充满电或完全放电而锂离子从活性物质层104被释放的状态时的活性物质层104中所含的活性物质的密度。此处，本公开的电池中的“充满电状态”是指，以恒定的电流(例如相对于理论容量为0.05C)进行充电直至规定的电压(例如负极电位以锂参比电极基准计为0V)的状态。另外，本公开的电池中的“完全放电状态”是指，以恒定的电流(例如相对于理论容量为0.05C)进行放电直至规定的电压(例如负极电位以锂参比电极基准计为2V)的状态。活性物质层104中所含的活性物质的密度例如可以如下求出：从活性物质层104取出活性物质，例如用阿基米德法算出所取出的活性物质的密度，从而可以求出。作为一例，活性物质层104由实质上由活性物质形成的薄膜构成的情况下，将该薄膜的至少一部分作为样品取出，例如用阿基米德法算出该样品的密度，从而得到活性物质的密度。此处，实质上由活性物质形成的薄膜是指，活性物质的含有比例为90质量％以上的薄膜。
活性物质的主成分为Bi、且活性物质的密度为6.0g/cm3以上且9.8g/cm3以下的活性物质层104例如可以由形成为薄膜状的Bi(以下，称为“Bi薄膜”)构成。满足上述的密度范围的高密度的Bi薄膜所构成的活性物质层104与集电体100接触而设置的情况下，可以与集电体100具有高的密合性。根据该构成，活性物质、即、作为与锂合金化的金属的Bi以薄膜状的形态与集电体100密合，因此，由于锂的吸储和释放而Bi重复膨胀和收缩，也可以维持电子传导通路。因此，本公开中的第一电极101中，由于Li的吸储和释放而活性物质层104重复膨胀和收缩，也不易产生集电性的降低。因此，本公开的电池1000可以具有良好的循环特性。
另外，满足上述的密度范围的Bi薄膜所构成的活性物质层104是活性物质密度高的活性物质层，可以获得充分的电子传导通路。因此，具备Bi薄膜所构成的活性物质层104的第一电极101与由Bi粉末形成活性物质层的电极相比，可以实现更高容量。因此，本公开的电池1000除良好的循环特性之外还可以实现高容量化。
活性物质层104中所含的活性物质的密度可以为6.5g/cm3以上且9.8g/cm3以下，可以为7.0g/cm3以上且9.8g/cm3以下。第一电极101通过具备包含这种更高密度的活性物质的活性物质层104，从而电池1000可以具有更良好的循环特性和更高的容量。
活性物质层104中所含的活性物质的密度可以为7.5g/cm3以上且9.8g/cm3以下。特别是，具备包含7.5g/cm3以上的高密度的活性物质的活性物质层104的第一电极101可以更进一步改善电池1000的循环特性和容量。
由使用了Cu-Kα射线的表面X射线衍射测定得到的活性物质层104的X射线衍射谱图中，将存在于26°以上且28°以下的衍射角2θ的范围的最大峰的高度强度设为I(1)、存在于37°以上且39°以下的衍射角2θ的范围的最大峰的高度强度设为I(2)时，I(2)相对于I(1)之比即I(2)/I(1)可以为0.29以上。
此处，X射线衍射谱图中存在于26°以上且28°以下的衍射角2θ的范围的最大峰相当于Bi单质的源自(1，0，-1，2)面的峰。另外，X射线衍射谱图中存在于37°以上且39°以下的衍射角2θ的范围的最大峰相当于Bi单质的源自(1，0，-1，4)面的峰。峰强度比I(2)/I(1)为0.29以上是指，活性物质层104的表面中，相对于具有作为空间群R-3m的三方晶系的晶体结构的Bi单质的(1，0，-1，2)面，(1，0，-1，4)面的比例高。即，是指，活性物质层104的表面中(1，0，-1，4)面的取向性更强。在表面具有这种Bi单质的晶体结构中的取向性的活性物质层104可以与集电体100具有高的密合性。因此，活性物质层104通过具有这种表面取向性，从而由于充电和放电而活性物质层104重复膨胀和收缩，也不易产生集电性的降低。因此，本公开的电池1000可以具有更良好的循环特性和更高的容量。
峰强度比I(2)/I(1)可以为0.57以下。
根据以上构成，得到更良好的充放电循环特性。
活性物质层104的X射线衍射谱图可以如下获得：使用作为波长和即、波长0.15405nm和0.15444nm的Cu-Kα射线，根据基于θ-2θ法的X射线衍射测定而获得。
X射线衍射谱图中的峰的衍射角被定义为，示出SN比(即，信号S相对于背景噪声N之比)的值为1.3以上、且半值宽度为10°以下的山状的部分的最大强度的角度。半值宽度是指，将X射线衍射峰的最大强度设为IMAX时，强度成为IMAX的一半的值的2个衍射角之差所示的幅度。
包含Bi作为活性物质的主成分、且满足上述的密度范围和表面取向性的Bi薄膜所构成的活性物质层104例如可通过电镀而制作。通过电镀制作活性物质层104从而制造第一电极101的方法例如以下所述。
首先，准备电镀的基材第一电极101中，例如集电体100成为基材。作为一例，准备铜箔作为集电体100。利用有机溶剂将铜箔预脱脂后，将单面掩蔽，浸渍于酸性溶剂，从而进行脱脂，使铜箔表面活化。将活化后的铜箔与电源连接使得可以施加电流。将与电源连接的铜箔浸渍于镀铋浴。作为镀铋浴，例如使用包含Bi3+离子和有机酸的有机酸浴。之后，控制电流密度和施加时间对铜箔施加电流，从而将Bi电镀在未掩蔽的铜箔表面。电镀后，将铜箔从镀浴回收，卸下掩蔽后，利用纯水进行清洗并干燥。根据这些方法，得到具备电镀Bi而制作的活性物质层104的第一电极101。需要说明的是，活性物质层104的制作中使用的镀铋浴没有特别限定，可以从能使Bi单质薄膜析出的公知的镀铋浴中适宜选择。镀铋浴中，作为有机酸浴，可以使用有机磺酸浴、葡糖酸和乙二胺四乙酸(EDTA)浴、或柠檬酸和EDTA浴。另外，镀铋浴中，也可以使用例如硫酸浴。另外，镀铋浴中可以加入添加剂。
此处，确认电镀Bi而制作的活性物质层的厚度与活性物质的密度的关系。以下，电镀Bi而制作的活性物质层104有时记作“由镀Bi层形成的活性物质层”。
图2为示出由镀Bi层形成的活性物质层的厚度与活性物质的密度的关系的图。需要说明的是，此时的活性物质的密度可以通过求出由镀Bi层形成的活性物质层的密度而求出。由镀Bi层形成的活性物质层的样品以与后述的实施例1同样的方法制作。但是，根据镀层厚度1μm、3μm、5μm、和10μm调整电流对作为镀覆基材的铜箔的施加时间，制作4个活性物质层的样品。由活性物质层的质量、面积、和厚度，求出活性物质层的厚度与活性物质的密度的关系。需要说明的是，得到的镀Bi层的厚度用荧光X射线分析装置(Seiko InstrumentsInc.制、SEA6000VX)而测定。4个样品中的活性物质层的厚度为1.5μm、4.5μm、6.2μm、和10μm。如图2的图所示可知，活性物质层为镀Bi层的情况下，活性物质的密度成为7.5g/cm3～9.8g/cm3。
另外，对于由镀Bi层形成的活性物质层，根据表面X射线衍射测定也进行了表面的结构解析。表面X射线衍射测定中使用的由镀Bi层形成的活性物质层的样品以跟为了确认活性物质层的厚度与活性物质的密度的关系而使用的样品同样的方法准备。为了比较，也进行了对于Bi粉末的X射线衍射测定。
图3为示出铜箔上制作的由镀Bi层形成的活性物质层和Bi粉末的X射线衍射谱图的一例的图。X射线衍射谱图如下得到：从镀Bi层的表面、亦即活性物质层104的厚度方向，用X射线衍射装置(RIGAKU制、MiNi Flex)，使用作为波长和/>的Cu-Kα射线作为X射线的θ-2θ法测定。
表1为示出由使用了Cu-Kα射线的表面X射线衍射测定得到的镀Bi层和Bi粉末的X射线衍射谱图中，存在于37°以上且39°以下的衍射角2θ的范围的最大峰的高度强度I(2)与存在于26°以上且28°以下的衍射角2θ的范围的最大峰的高度强度I(1)的强度比I(2)/I(1)的计算结果的表。表1中示出各种厚度的镀Bi层的测定结果和Bi粉末的3次测定结果。
[表1]
如表1所示，可知，通过电镀Bi而制作的活性物质层104中，比I(2)/I(1)成为0.29以上。因此，可知，通过电镀Bi而制作的活性物质层104的表面，相对于具有作为空间群R-3m的三方晶系的晶体结构的Bi单质的(1，0，-1，2)面，(1，0，-1，4)面的比例高。即可知，活性物质层104的表面中(1，0，-1，4)面的取向性更强。另外，图3所示的X射线衍射谱图中，如果比较镀Bi层与Bi粉末，则厚度3μm以上的镀Bi层中，衍射角2θ＝40°附近的峰强度I(3)的峰强度变大。由此发现：镀Bi层中，以具有作为空间群R-3m的三方晶系的晶体结构的Bi单质的(2，-1，-1，0)面成为表面的方式进行取向。认为，对于厚度低于3μm的镀Bi层，也有作为基材的铜箔的表面粗糙度等的影响，无法充分确认基于取向的与Bi粉末的X射线衍射谱图的差异。
以下，列举第一电极101为负极、且第二电极103为正极的情况作为例子，对本实施方式的电池1000的各构成更详细地进行说明。
[第一电极]
如上述，第一电极101具有集电体100和活性物质层104。活性物质层104的构成如上述。第一电极101作为负极发挥功能。因此，活性物质层104包含具有吸储且释放锂离子的特性的负极活性物质。活性物质层104中所含的Bi作为负极活性物质发挥功能。活性物质层104例如包含Bi单质。
Bi相对于锂为0.8V，是吸储且释放锂离子的活性物质。Bi是与锂合金化的金属。充电时Bi与锂形成合金，从而吸储锂。即，第一电极101中，电池1000在充电时生成锂铋合金。生成的锂铋合金例如包含选自由LiBi和Li3Bi组成的组中的至少1者。即，电池1000在充电时，活性物质层104例如包含选自由LiBi和Li3Bi组成的组中的至少1者。电池1000在放电时，锂从锂铋合金中被释放，锂铋合金恢复至Bi。
活性物质层104可以仅包含Bi单质作为活性物质。
活性物质层104可以不含电解质。例如，活性物质层104可以为由Bi单质和/或充电时生成的锂铋合金形成的层。
活性物质层104可以与集电体100的表面直接接触而配置。
活性物质层104可以为薄膜状。
活性物质层104可以为Bi通过镀覆沉积而形成的镀层。活性物质层104可以为与集电体100的表面直接接触而设置的镀Bi层。
活性物质层104如果为与集电体100的表面直接接触而设置的镀层类，则活性物质层104与集电体100密合。由此，可以抑制活性物质层104重复膨胀和收缩时引起的第一电极101的集电特性的恶化。因此，电池1000的循环特性进一步改善。进而，活性物质层104如果为镀层，则活性物质层104中以高密度包含作为活性物质的Bi，因此，也可以实现进一步的高容量化。
活性物质层104可以包含Bi以外的其他材料。
活性物质层104可以根据需要还包含导电材料。
作为导电材料，可以举出碳材料、金属、无机化合物、和导电性高分子。作为碳材料，可以举出石墨、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳晶须、针状焦炭、和碳纤维。作为石墨，可以举出天然石墨和人造石墨。作为天然石墨，可以举出块状石墨和鳞片状石墨。作为金属，可以举出铜、镍、铝、银、和金。作为无机化合物，可以举出碳化钨、碳化钛、碳化钽、碳化钼、硼化钛、和氟化钛。这些材料可以单独使用，也可以混合多种而使用。
活性物质层104可以根据需要还包含粘结剂。
作为粘结剂，可以举出含氟树脂、热塑性树脂、乙烯丙烯二烯单体(EPDM)橡胶、磺化EPDM橡胶、和天然丁基橡胶(NBR)。作为含氟树脂，可以举出聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVdF)、和氟橡胶。作为热塑性树脂，可以举出聚丙烯和聚乙烯。这些材料可以单独使用，也可以混合多种而使用。
活性物质层104的厚度没有特别限定，例如可以为1μm以上且100μm以下。
集电体100的材料例如为单质的金属或合金。更具体而言，可以为包含选自由铜、铬、镍、钛、铂、金、铝、钨、铁、和钼组成的组中的至少1种单质金属或合金。集电体100可以为不锈钢。
集电体100可以包含铜(Cu)。
集电体100可以为板状或箔状。从容易确保高导电性的观点出发，负极集电体可以为金属箔，也可以为包含铜的金属箔。作为包含铜的金属箔，例如可以举出铜箔和铜合金箔。金属箔中的铜的含有率可以为50质量％以上，可以为80质量％以上。特别是，金属箔可以为实质上仅包含铜作为金属的铜箔。集电体100的厚度例如可以为5μm以上且20μm以下。
集电体100可以为层叠膜。
[电解质层]
电解质层102包含电解质材料。该电解质材料可以为固体电解质，也可以为电解液。需要说明的是，图1中示出电解质层102为固体电解质的构成例。
电解质材料为固体电解质的情况下，作为该固体电解质，可以使用锂二次电池中使用的公知的固体电解质。例如可以使用卤化物固体电解质、硫化物固体电解质、氧化物固体电解质、高分子固体电解质、或络合氢化物固体电解质。
卤化物固体电解质是指，含有卤素元素的固体电解质。卤化物固体电解质不仅含有卤素元素还可以含有氧。卤化物固体电解质不含硫(S)。
卤化物固体电解质例如可以为由下述组成式(1)表示的材料。
LiαMβXγ···式(1)
此处，α、β、和γ为大于0的值，M为选自由Li以外的金属元素和半金属元素组成的组中的至少1者，X为选自由F、Cl、Br、和I组成的组中的至少1者。
“半金属元素”是指，B、Si、Ge、As、Sb、和Te。
“金属元素”是指，除氢之外的元素周期表1族至12族中所含的全部元素、以及除B、Si、Ge、As、Sb、Te、C、N、P、O、S、和Se之外的全部第13族至第16族中所含的元素。即，形成卤素化合物和无机化合物时，是能成为阳离子的元素组。
组成式(1)中，M可以包含Y，X可以包含Cl和Br。
硫化物固体电解质是指，含有硫(S)的固体电解质。硫化物固体电解质不仅含有硫，还含有卤素元素。
作为硫化物固体电解质，例如可以使用Li2S-P2S5、Li2S-SiS2、Li2S-B2S3、Li2S-GeS2、Li3.25Ge0.25P0.75S4、或Li10GeP2S12等。
作为氧化物固体电解质，例如可以使用：以LiTi2(PO4)3和其元素取代物为代表的NASICON型固体电解质、(LaLi)TiO3系的钙钛矿型固体电解质、以Li14ZnGe4O16、Li4SiO4、LiGeO4和其元素取代物为代表的LISICON型固体电解质、以Li7La3Zr2O12和其元素取代物为代表的石榴石型固体电解质、Li3PO4和其N取代物、以及将LiBO2和Li3BO3等Li-B-O化合物作为基础并添加有Li2SO4、Li2CO3等的玻璃或玻璃陶瓷等。
作为高分子固体电解质，例如可以使用高分子化合物与锂盐的化合物。高分子化合物可以具有环氧乙烷结构。具有环氧乙烷结构的高分子化合物可以含有大量的锂盐。因此，可以进一步提高离子导电率。作为锂盐，可以使用LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiSO3CF3、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiN(SO2CF3)(SO2C4F9)、和LiC(SO2CF3)3等。可以单独使用选自示例的锂盐中的1种锂盐。或可以使用选自示例的锂盐中的2种以上锂盐的混合物。
作为络合氢化物固体电解质，例如可以使用LiBH4-LiI、LiBH4-P2S5等。
电解质层102为由固体电解质构成的固体电解质层的情况下，电解质层102可以还包含粘结剂。作为粘结剂，可以使用与活性物质层104中能使用的材料相同的材料。
固体电解质层可以具有1μm以上且100μm以下的厚度。固体电解质层具有1μm以上的厚度的情况下，第一电极101和第二电极103变得不易短路。固体电解质层具有100μm以下的厚度的情况下，电池可以以高功率工作。
电解质层102中所含的固体电解质的形状没有特别限定。固体电解质为粉末材料的情况下，其形状例如可以为针状、球状、椭圆球状等。例如，固体电解质的形状可以为颗粒状。
例如固体电解质的形状为颗粒状(例如球状)的情况下，固体电解质的中值粒径可以为100μm以下，可以为10μm以下。
本公开中，“中值粒径”是指，体积基准的粒度分布中的累积体积等于50％时的粒径。体积基准的粒度分布例如由激光衍射式测定装置或图像解析装置测定。
电解质层102中所含的固体电解质可以根据下述方法而制造。
以具有目标组成的方式，准备原料粉。原料粉的例子为氧化物、氢氧化物、卤化物、或酰卤化物。
作为一例，目标组成为Li3YBr4Cl2的情况下，将LiBr、YCl、和YBr以3：0.66：0.33左右的摩尔比混合。可以以抵消合成工艺中可能产生的组成变化的方式，以预先调整好的摩尔比混合原料粉。
使原料粉在行星型球磨机那样的混合装置内以机械化学的方式(即，用机械化学研磨的方法)彼此反应，得到反应物。反应物可以在真空中或非活性气氛中进行烧成。或者，可以将原料粉的混合物在真空中或非活性气氛中烧成，得到反应物。烧成例如期望以100℃以上且300℃以下进行1小时以上。为了抑制烧成中的组成变化，期望原料粉在石英管那样的密闭容器内进行烧成。
根据这些方法，得到电解质层102中使用的固体电解质。
图4为示意性示出本公开的实施方式的电池的变形例的剖视图。构成电解质层102的电解质材料为电解液的情况下，基于本公开的实施方式的电池例如可以为具有图4所示的构成的电池2000。需要说明的是，图4中，对于具有与图1所示的构件相同的功能的构件，标注相同的符号。电池2000具备：第一电极101、第二电极103、电解液201、分隔件202、和外壳203。分隔件202配置于第一电极101与第二电极103之间。隔着分隔件202，第一电极101与第二电极103彼此对置。第一电极101、第二电极103、分隔件202、和电解液201被收纳于外壳203。电解液201例如为浸渗于第一电极101、第二电极103、和分隔件202的电解液。如此，具有使用电解液作为电解质的构成的电池2000中，浸渗于分隔件202的电解液201位于第一电极101与第二电极103之间。即，如此浸渗于分隔件202的电解液201成为电解质层。电解液201可以充满外壳203的内部空间。
电解液201例如包含非水溶剂和锂盐。
非水溶剂的例子为环状碳酸酯溶剂、链状碳酸酯溶剂、环状醚溶剂、链状醚溶剂、环状酯溶剂、链状酯溶剂、或氟溶剂。环状碳酸酯溶剂的例子为碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯、或碳酸亚乙烯酯。链状碳酸酯溶剂的例子为碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、或碳酸二乙酯。环状醚溶剂的例子为四氢呋喃、1,4-二氧杂环己烷、或1,3-二氧戊环。链状醚溶剂的例子为1,2-二甲氧基乙烷、或1,2-二乙氧基乙烷。环状酯溶剂的例子为γ-丁内酯。链状酯溶剂的例子为乙酸甲酯。氟溶剂的例子为氟代碳酸亚乙酯、氟代丙酸甲酯、氟苯、氟代碳酸甲乙酯、或氟代碳酸二亚甲酯。可以单独使用选自它们中的1种非水溶剂。或者，也可以使用选自它们中的2种以上的非水溶剂的混合物。
锂盐的例子为LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiSO3CF3、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiN(SO2CF3)(SO2C4F9)、或LiC(SO2CF3)3。可以单独使用选自它们中的1种锂盐。或者，可以使用选自它们中的2种以上锂盐的混合物。
分隔件202具有锂离子传导性。只要允许锂离子的通过就对分隔件202的材料没有特别限定。分隔件202的材料可以为选自由固体电解质、凝胶电解质、锂阳离子交换树脂等离子交换树脂膜、半透膜和多孔质膜组成的组中的至少1者。如果由这些材料制成分隔件202，则可以充分确保电池2000的安全性。作为固体电解质，可以举出Li2S-P2S5等硫化物固体电解质、Li7La3Zr2O12(LLZ)等氧化物固体电解质等。作为凝胶电解质，可以举出包含PVdF等氟树脂的凝胶电解质。作为离子交换树脂膜，可以举出阳离子交换膜、阴离子交换膜等。作为多孔质膜，可以举出聚烯烃树脂制的多孔质膜、将玻璃纤维织入无纺布而得到的玻璃纸所形成的多孔质膜等。
外壳203例如以由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜等树脂薄膜层压铝箔等金属箔而得到的材料制成。外壳203可以为树脂制或金属制的容器。
[第二电极]
第二电极103作为正极发挥功能。第二电极103含有能吸储和释放锂离子那样的金属离子的材料。该材料例如为正极活性物质。
第二电极103可以具有集电体105和活性物质层106。活性物质层106包含正极活性物质。活性物质层106例如配置于集电体105与电解质层102之间。
活性物质层106可以以与集电体105直接接触的方式配置于集电体105的表面。
作为正极活性物质，例如可以使用含锂的过渡金属氧化物、过渡金属氟化物、聚阴离子材料、氟化聚阴离子材料、过渡金属硫化物、过渡金属氧硫化物、或过渡金属氮氧化物等。作为含锂的过渡金属氧化物的例子，可以举出LiNi1-x-yCoxAlyO2((x+y)<1)、LiNi1-x- yCoxMnyO2((x+y)<1)或LiCoO2等。特别是使用含锂的过渡金属氧化物作为正极活性物质的情况下，可以降低电极的制造成本，可以提高电池的平均放电电压。例如，正极活性物质可以包含Li(Ni、Co、Mn)O2。
作为集电体105的材料，例如可以举出金属材料。作为金属材料，可以举出铜、不锈钢、铁、铝等。
第二电极103可以包含固体电解质。作为固体电解质，可以使用作为构成电解质层102的电解质材料示例的固体电解质。
正极活性物质可以具有0.1μm以上且100μm以下的中值粒径。正极活性物质具有0.1μm以上的中值粒径的情况下，正极活性物质和固体电解质可以形成良好的分散状态。由此，电池的充放电特性改善。正极活性物质具有100μm以下的中值粒径的情况下，锂扩散速度改善。由此，电池可以以高功率工作。
正极活性物质可以具有大于固体电解质的中值粒径。由此，正极活性物质和固体电解质可以形成良好的分散状态。
从电池的能量密度和功率的观点出发，第二电极103中，正极活性物质的体积相对于正极活性物质的体积和固体电解质的体积的总计之比可以为0.30以上且0.95以下。
为了防止固体电解质与正极活性物质反应，可以在正极活性物质的表面形成覆盖层。由此，可以抑制电池的反应过电压的上升。覆盖层中所含的覆盖材料的例子为硫化物固体电解质、氧化物固体电解质、或卤化物固体电解质。
第二电极103的厚度可以为10μm以上且500μm以下。第二电极103的厚度为10μm以上的情况下，可以确保充分的电池的能量密度。第二电极103的厚度为500μm以下的情况下，电池可以以高功率工作。
出于提高电子导电性的目的，第二电极103可以包含导电材料。
第二电极103可以包含粘结剂。
作为导电材料和粘结剂，可以使用与活性物质层104中能使用的材料相同的材料。
出于使锂离子的授受容易、改善电池的功率特性的目的，第二电极103可以含有非水电解液、凝胶电解质、或离子液体。
非水电解液包含非水溶剂和溶解于该非水溶剂的锂盐。非水溶剂的例子为环状碳酸酯溶剂、链状碳酸酯溶剂、环状醚溶剂、链状醚溶剂、环状酯溶剂、链状酯溶剂、或氟溶剂。环状碳酸酯溶剂的例子为碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、或碳酸亚丁酯。链状碳酸酯溶剂的例子为碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、或碳酸二乙酯。环状醚溶剂的例子为四氢呋喃、1,4-二氧杂环己烷、或1,3-二氧戊环。链状醚溶剂的例子为1,2-二甲氧基乙烷、或1,2-二乙氧基乙烷。环状酯溶剂的例子为γ-丁内酯。链状酯溶剂的例子为乙酸甲酯。氟溶剂的例子为氟代碳酸亚乙酯、氟代丙酸甲酯、氟苯、氟代碳酸甲乙酯、或氟代碳酸二亚甲酯。可以单独使用选自它们中的1种非水溶剂。或者，可以使用选自它们中的2种以上非水溶剂的混合物。
锂盐的例子为LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiSO3CF3、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiN(SO2CF3)(SO2C4F9)、或LiC(SO2CF3)3。可以单独使用选自它们中的1种锂盐。或者，可以使用选自它们中的2种以上锂盐的混合物。锂盐的浓度例如处于0.5mol/升以上且2mol/升以下的范围。
作为凝胶电解质，可以使用浸渗有非水电解液的聚合物材料。聚合物材料的例子为聚环氧乙烷、聚丙烯腈、聚偏二氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、或具有环氧乙烷键的聚合物。
离子液体中所含的阳离子的例子为：
(i)四烷基铵或四烷基鏻那样的脂肪族链状季盐类、
(ii)吡咯烷鎓类、吗啉鎓类、咪唑鎓类、四氢嘧啶鎓类、哌嗪鎓类、或哌啶鎓类那样的脂肪族环状铵、或
(iii)吡啶鎓类或咪唑鎓类那样的含氮杂环芳香族阳离子。
离子液体中所含的阴离子的例子为PF6 -、BF4 -、SbF6 -、AsF6 -、SO3CF3 -、N(SO2CF3)2 -、N(SO2C2F5)2 -、N(SO2CF3)(SO2C4F9)-、或C(SO2CF3)3 -。
离子液体可以含有锂盐。
上述中，对第一电极101为负极、第二电极103为正极的构成例进行了说明，但第一电极101也可以为正极，第二电极103也可以为负极。
第一电极101为正极、第二电极103为负极的情况下，活性物质层104为正极活性物质层。即，活性物质层104中所含的Bi作为正极活性物质发挥功能。此时，作为负极的第二电极103例如由锂金属构成。
电池1000将第一电极101、电解质层102、第二电极103作为基本构成，以不混入大气、水分的方式封入密闭容器内。电池1000的形状可以举出硬币型、圆筒型、方型、片型、纽扣型、扁平型、和层叠型等。
实施例
以下，用实施例和参考例，公开本公开的详细情况。以下的实施例为一例，本公开不仅限定于以下的实施例。
(实施例1)
<第一电极的制作＞
作为预处理，利用有机溶剂将铜箔(10cm×10cm、厚度：12μm)预脱脂后，将单面掩蔽，浸渍于酸性溶剂，从而进行脱脂，使铜箔表面活化。在甲磺酸1.0mol/L中加入作为可溶性铋盐的甲磺酸铋，使得Bi3+离子成为0.18mol/L，制作镀浴。活化后的铜箔以可以施加电流的方式连接于电源后，浸渍于镀浴内。之后，将电流密度控制为2A/dm2，从而将Bi电镀在未掩蔽的铜箔表面使其成为大致1μm的厚度。电镀后，将铜箔从酸性浴回收，拆下掩蔽后，利用纯水进行清洗并干燥，冲裁成2cm×2cm的大小，从而得到第一电极。即，实施例1的第一电极具有在由铜箔形成的集电体上设有由镀Bi层形成的活性物质层的构成。实施例1的第一电极中，由镀Bi层形成的活性物质层中所含的活性物质的密度可以根据图2的图求出，为7.5g/cm3。另外，由镀Bi层形成的活性物质层的由表面X射线衍射测定得到的X射线衍射谱图如图3所示，峰强度比I(2)/I(1)如表1所示。实施例1的电池的活性物质层中，峰强度比I(2)/I(1)为0.29以上。
<试验电池单元的制作＞
使用第一电极作为工作电极。使用厚度0.34mm的Li金属作为对电极。工作电极对应于二次电池的负极。Li金属由微多孔性分隔件(旭化成株式会社、电池单元保护3401)以双重覆盖。作为电解液，准备使LiPF6以1.0摩尔/L的浓度溶解于碳酸亚乙烯酯(VC)而得到的溶液。使用这种工作电极、对电极、和电解液，组装作为试验电池单元的电池。需要说明的是，此处制作好的试验电池单元为使用工作电极和对电极的单极试验电池单元，用于试验二次电池中的电极的一个极的性能。详细地，工作电极中使用试验对象的电极，对电极中使用提供工作电极的反应所需充足量的适当的活性物质。本试验电池单元用于试验作为第一电极的负极的性能，因此，如通常使用那样使用大量过剩的Li金属作为对电极。使用这种试验电池单元试验性能的负极例如与包含上述的实施方式中说明的正极活性物质、例如含有Li的过渡金属氧化物等的正极组合，从而可以作为二次电池使用。
<充放电试验＞
对于试验电池单元，进行充放电试验。以0.6mA(0.15mA/cm2)的恒定电流值实施充电直至0V，实施放电直至2V。将其作为1次循环。需要说明的是，0.6mA(0.15mA/cm2)的恒定电流值相当于0.5IT。充放电试验在25℃下实施。图5为示出实施例1的电池的初始充放电试验的结果的图。图6为示出实施例1的电池的2次循环时的充放电试验的结果的图。由图5和图6所示的结果可知，实施例1的电池的放电平坦性非常优异。
<充放电循环试验＞
在与充放电试验中的条件同样的条件下，将充电和放电作为1次循环，重复进行充放电循环试验直至10次循环，评价循环特性。图7为示出实施例1的电池的循环数与放电容量密度的关系的图。图8为示出实施例1的电池的循环数与充放电效率的关系的图。如图8所示，实施例1的电池的初始(1次循环)的充放电效率也高，进而2次循环以及其后的充放电效率大致为100％。
(比较例1)
<第一电极的制作＞
使用Bi粉末(株式会社高纯度化学研究所制、纯度3N微粉末、粒径约1～2μm)作为活性物质材料，使用PVdF作为粘结剂。将这些Bi粉末和PVdF分散于N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)制作浆料。在该浆料中，Bi与PVdF的质量比为Bi：PVdF＝9：1。将该浆料涂布于厚度12μm的铜箔上后，成形为2×2cm的尺寸，制作第一电极。比较例1的第一电极中，由活性物质层的质量、面积和厚度求出使用Bi粉末和PVdF制作的活性物质的密度。其结果，比较例1的活性物质的密度为4.3g/cm3。另外，对于比较例1的活性物质层的表面X射线衍射测定，用与实施例1的情况同样方法、即、以从活性物质层的厚度方向用X射线衍射装置(RIGAKU制、MiNiFlex)、使用作为波长和/>的Cu-Kα射线作为X射线的θ-2θ法测定。用得到的X射线衍射谱图，求出峰强度比I(2)/I(1)，结果低于0.29。
<试验电池单元的制作＞
使用比较例1中制作的第一电极，除此之外，与实施例1同样地组装试验电池单元。
<充放电试验＞
对于试验电池单元，进行充放电试验。对于试验电池单元，以0.6mA(0.15mA/cm2)的恒定电流值实施充电直至0V，实施放电直至2V。将其作为1次循环。需要说明的是，0.6mA(0.15mA/cm2)的恒定电流值相当于0.5IT。充放电试验在25℃下实施。图9为示出比较例1的电池的初始充放电试验的结果的图。由图9所示的结果可知，活性物质层中使用了Bi粉末的比较例1的电池中，初始的充放电特性非常差。
<充放电循环试验＞
在与充放电试验中的条件同样的条件下，将充电和放电作为1次循环，重复进行充放电循环试验直至20次循环，评价循环特性。图10为示出比较例1和2的电池的循环数与放电容量密度的关系的图。由图10所示的结果可知，活性物质层中使用了Bi粉末的比较例1的电池中，循环特性非常差。
(比较例2)
<第一电极的制作＞
作为活性物质材料，使用Bi粉末(株式会社高纯度化学研究所制、纯度3N微粉末、粒径约1～2μm)，作为导电材料，使用乙炔黑(AB)(Denka株式会社制、“DENKABLACK”)，作为粘结剂，使用PVdF。将这些Bi粉末、AB、和PVdF分散于NMP制作浆料。在该浆料中，Bi与AB与PVdF的质量比为Bi：AB：PVdF＝8：1：1。将该浆料涂布于厚度12μm的铜箔上后，成形为2×2cm的尺寸，制作第一电极。比较例2的第一电极中，由活性物质层的质量、面积和厚度求出用Bi粉末、AB和PVdF制作的活性物质的密度。其结果，比较例2的活性物质的密度为4.0g/cm3。另外，对于比较例2的活性物质层的表面X射线衍射测定，以与实施例1情况同样的方法、即、从活性物质层的厚度方向用X射线衍射装置(RIGAKU制、MiNi Flex)、使用作为波长和/>的Cu-Kα射线作为X射线的θ-2θ法测定。用得到的X射线衍射谱图，求出峰强度比I(2)/I(1)，结果低于0.29。
<试验电池单元的制作＞
使用比较例2中制作的第一电极，除此之外，与实施例1同样地，组装试验电池单元。
<充放电试验＞
对于试验电池单元，进行充放电试验。对于试验电池单元，以0.6mA(0.15mA/cm2)的恒定电流值实施充电直至0V，实施放电直至2V。将其作为1次循环。需要说明的是，0.6mA(0.15mA/cm2)的恒定电流值相当于20.5IT。充放电试验在25℃下实施。图11为示出比较例2的电池的初始充放电试验的结果的图。由图11所示的结果可知，活性物质层中使用了Bi粉末的比较例2的电池中，初始的充放电特性非常差。
<充放电循环试验＞
在与充放电试验中的条件同样的条件下，将充电和放电作为1次循环，重复进行充放电循环试验直至10次循环，评价循环特性。图10为示出比较例1和2的电池的循环数与放电容量密度的关系的图。由图10所示的结果可知，活性物质层中使用了Bi粉末的比较例2的电池中，循环特性非常差。
由以上的实施例1、比较例1和比较例2的结果，具备具有活性物质的m为Bi、且活性物质的密度为6.0g/cm3以上且9.8g/cm3以下的活性物质层的电极的电池可以具有良好的循环特性。
产业上的可利用性
本公开的电池例如作为锂二次电池等利用。
附图标记说明
1000、2000 电池
100 集电体
101 第一电极
102 电解质层
103 第二电极
104 活性物质层
105 集电体
106 活性物质层
201 电解液
202 分隔件
203 外壳

Claims (11)

1.一种电池，其具备：
第一电极、
第二电极、和
位于所述第一电极与所述第二电极之间的电解质层，
所述第一电极具有：集电体、和位于所述集电体与所述电解质层之间的活性物质层，
所述活性物质层包含Bi作为活性物质的主成分，
所述活性物质的密度为6.0g/cm3以上且9.8g/cm3以下，
此处，所述第一电极为负极的情况下，所述活性物质的所述密度是指所述电池为完全放电状态时的所述活性物质的密度，所述第一电极为正极的情况下，所述活性物质的所述密度是指所述电池为充满电状态时的所述活性物质的密度。
2.根据权利要求1所述的电池，其中，
所述活性物质的密度为7.5g/cm3以上且9.8g/cm3以下。
3.根据权利要求1或2所述的电池，其中，
由使用了Cu-Kα射线的表面X射线衍射测定得到的所述活性物质层的X射线衍射谱图中，将存在于26°以上且28°以下的衍射角2θ的范围的最大峰的高度强度设为I(1)、存在于37°以上且39°以下的衍射角2θ的范围的最大峰的高度强度设为I(2)时，所述I(2)相对于所述I(1)之比即I(2)/I(1)为0.29以上。
4.根据权利要求3所述的电池，其中，
所述I(2)/I(1)为0.57以下。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的电池，其中，
所述活性物质层包含Bi单质。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的电池，其中，
所述活性物质层包含选自由LiBi和Li3Bi组成的组中的至少1者。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的电池，其中，
所述活性物质层仅包含Bi单质作为活性物质。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的电池，其中，所述活性物质层不含电解质。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的电池，其中，所述集电体包含Cu。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的电池，其中，所述活性物质层为镀层。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的电池，其中，所述第一电极为负极，
所述第二电极为正极。
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