TWI527294B - 蓄電裝置的製造方法 - Google Patents

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Description

蓄電裝置的製造方法
所公開的發明的技術領域關於蓄電裝置及其製造方法。
另外，蓄電裝置是指具有蓄電功能的所有元件及裝置。
近年來，對鋰離子二次電池、鋰離子電容器、空氣電池等蓄電裝置已在進行研究開發。
用於蓄電裝置的電極是藉由在集電體的表面形成活性物質來製造的。作為活性物質，例如使用能夠吸藏並釋放用作載子的離子的材料(碳、矽等)。尤其是，矽、摻雜有磷的矽的理論容量比碳大，在蓄電裝置的大容量化這一點上佔優勢(例如，參照專利文獻1)。
[專利文獻1]日本專利申請公開第2001-210315號公報
但是，即使將矽用於負極活性物質等活性物質，也難以得到像理論容量那樣高的放電容量。
鑒於上述問題，所公開的發明的一個方式的目的之一在於提供一種具有如下結構的蓄電裝置及其製造方法，該結構為如下：藉由增大放電容量等，可以提高性能。
或者，所公開的發明的一個方式的目的之一在於提供 一種具有如下結構的蓄電裝置及其製造方法，該結構為如下：藉由抑制由於反復進行充放電而導致的電極的退化等，可以提高性能。
所公開的發明的一個方式是一種蓄電裝置的製造方法，包括如下步驟：在集電體上，作為活性物質層，利用使用包含矽的氣體和氮的減壓化學氣相沉積(LPCVD：Low Pressure Chemical Vapor Deposition)法形成包含晶鬚群的結晶矽層。
在上述蓄電裝置的製造方法中，較佳的是，包含矽的氣體的流量為100sccm以上3000sccm以下，而氮的流量為100sccm以上1000sccm以下。
在上述蓄電裝置的製造方法中，在結晶矽層的表面一側具有多個鬍鬚狀的突起(以下也稱為晶鬚)。另外，多個晶鬚聚集在一起，而構成晶鬚群。
或者，所公開的發明的一個方式是一種蓄電裝置的製造方法，包括如下步驟：在集電體上，作為活性物質層，利用使用包含矽的氣體和氦的LPCVD法形成包含晶鬚群的結晶矽層。
在上述蓄電裝置的製造方法中，較佳的是，包含矽的氣體的流量為100sccm以上3000sccm以下，而氦的流量為100sccm以上1000sccm以下。
在上述蓄電裝置的製造方法中，在結晶矽層的表面一側具有包含鬍鬚狀的突起(以下也稱為晶鬚)的多個突起。另外，多個晶鬚聚集在一起，而構成晶鬚群。
在上述蓄電裝置的製造方法中，較佳的是，包含矽的氣體包括氫化矽、氟化矽或氯化矽。
在上述蓄電裝置的製造方法中，較佳的是，LPCVD法中的加熱溫度為595℃以上且低於650℃。
在上述蓄電裝置的製造方法中，較佳的是，LPCVD法中的壓力為10Pa以上100Pa以下。
根據所公開的發明的一個方式，可以提供放電容量高的蓄電裝置。或者，根據所公開的發明的一個方式，可以提供放電容量高的蓄電裝置的製造方法。
或者，根據所公開的發明的一個方式，可以提供由於反復進行充放電而導致的電極的退化被抑制的蓄電裝置。或者，根據所公開的發明的一個方式，可以提供由於反復進行充放電而導致的電極的退化被抑制的蓄電裝置的製造方法。
或者，根據所公開的發明的一個方式，可以提供性能高的蓄電裝置。或者，根據所公開的發明的一個方式，可以提供性能高的蓄電裝置的製造方法。
以下，參照圖式說明所公開的發明的實施方式的一個例子。但是，所公開的發明不侷限於以下的說明，所屬技術領域的普通技術人員可以很容易地理解一個事實就是其方式及詳細內容在不脫離所公開的發明的宗旨及其範圍的情況下可以被變換為各種各樣的形式。因此，所公開的發 明不應該被解釋為僅限定在下述實施方式所記載的內容中。另外，在參照圖式進行說明時，有時在不同的圖式中也共同使用相同的圖式標記來表示相同的部分。另外，當表示相同的部分時有時使用同樣的陰影線，而不特別附加圖式標記。
實施方式1
在本實施方式中，參照圖1A至圖2和圖10說明蓄電裝置的電極的結構及其製造方法。
首先，準備集電體101(參照圖1A)。集電體101用作電極的集電體。
作為集電體101，可以使用箔狀、板狀或網狀的導電部件。對集電體101的材料沒有特別的限制，但是，可以使用以鉑、鋁、銅、鈦等為代表的導電性高的金屬元素。另外，作為集電體101，也可以使用添加有矽、鈦、釹、鈧、鉬等提高耐熱性的元素的鋁合金。
另外，作為集電體101，也可以使用與矽起反應而形成矽化物的金屬元素。作為與矽起反應而形成矽化物的金屬元素，有鋯、鈦、鉿、釩、鈮、鉭、鉻、鉬、鎢、鈷、鎳等。
或者，如圖2所示，作為電極的集電體，也可以使用利用濺射法、蒸鍍法、印刷法、噴墨法、化學氣相沉積(CVD：Chemical Vapor Deposition)法等形成在基板115上的集電體111。作為基板115，例如，可以使用玻璃基 板。
接著，在集電體101上，作為活性物質層103，利用熱CVD法，較佳利用LPCVD法形成結晶矽層(參照圖1A)。由集電體101和用作活性物質層103的結晶矽層構成蓄電裝置的電極。
在本實施方式中，說明作為活性物質層103利用LPCVD法形成結晶矽層的情況。另外，雖然在圖1A中示出在集電體101的一個表面形成活性物質層103的實例，但是也可以將作為活性物質層的結晶矽層形成在集電體的雙面。
藉由使用包含矽的氣體作為材料氣體並混合作為稀釋氣體的氮，利用LPCVD法形成結晶矽層。作為包含矽的氣體，有氫化矽、氟化矽、氯化矽等氣體，典型地說，可以使用矽烷(SiH4)、乙矽烷(Si2H6)、四氟化矽(SiF4)、四氯化矽(SiCl4)、六氯化二矽(Si2Cl6)等。
另外，也可以對結晶矽層添加磷、硼等賦予一導電型的雜質元素。藉由添加磷、硼等賦予一導電型的雜質元素，結晶矽層中的導電性得到提高，而可以提高電極的導電率。由此，可以提高蓄電裝置的放電容量或充電容量。
在利用LPCVD法形成結晶矽層時，加熱溫度為高於550℃且LPCVD設備和集電體101能夠耐受的溫度以下，較佳為595℃以上且低於650℃。
另外，包含矽的氣體的流量為100sccm以上3000sccm 以下，而氮的流量為100sccm以上1000sccm以下。
另外，在10Pa以上100Pa以下的壓力下，利用LPCVD法形成結晶矽層。
另外，藉由使用利用LPCVD法而形成的結晶矽層作為活性物質層103，可以在集電體101與活性物質層103之間的介面使電子容易移動，並且，可以提高貼緊性。這是因為如下緣故：在結晶矽層的沉積步驟中，材料氣體的活性種一直被供應到在沉積的結晶矽層，而在結晶矽層中不容易形成低密度區域。另外，因為利用氣相沉積法在集電體101上形成結晶矽層，所以可以提高蓄電裝置的生產率。
另外，藉由使用LPCVD法，可以以一次的沉積步驟在集電體101的表面及背面形成結晶矽層。因此，在使用集電體101及作為形成在其雙面的活性物質層的結晶矽層構成蓄電裝置的電極時，可以減少步驟數。例如，在製造疊層型蓄電裝置時有效。
圖1B示出由圖1A的虛線圍繞的區域105中的集電體101和活性物質層103的放大圖。
藉由將氮混合在包含矽的氣體中並利用LPCVD法形成結晶矽層，可以如圖1B所示那樣在活性物質層103中形成晶鬚群。
活性物質層103具有結晶矽區域103a、形成在結晶矽區域103a上的由晶鬚群構成的結晶矽區域103b。
另外，結晶矽區域103a與結晶矽區域103b之間的界限不明確。因此，在本實施方式中，以經由形成在結晶矽區 域103b的多個突起之間的谷中的最深的谷底且與集電體101的表面平行的平面為結晶矽區域103a與結晶矽區域103b之間的界限。
以覆蓋集電體101的方式設置有結晶矽區域103a。
在結晶矽區域103b中，多個鬍鬚狀的突起(也稱為晶鬚)聚集在一起，而構成晶鬚群。
構成晶鬚群的多個晶鬚的大部分為針狀的突起(包括圓錐狀的突起或角錐狀的突起)，而且其頂部尖銳。
在構成晶鬚群的多個晶鬚的大部分為針狀的突起時，可以增大活性物質層103中的單位質量的表面積。
藉由增大表面積，使單位質量的如下速度增快：蓄電裝置的反應物質(鋰離子等)被結晶矽吸藏的速度；或者從結晶矽釋放反應物質的速度。因為藉由增快反應物質的吸藏或釋放的速度而使高電流密度下的反應物質的吸藏量或釋放量增大，所以可以提高蓄電裝置的放電容量或充電容量。
像這樣，藉由活性物質層具有由晶鬚群構成的結晶矽層且晶鬚群包含多個針狀的突起，可以提高蓄電裝置的性能。
另外，在多個晶鬚聚集在一起而構成的晶鬚群中，多個晶鬚密集(構成晶鬚群的晶鬚的個數多)，而且佔有晶鬚群的大部分的針狀的突起的形狀為細長的，從而可以使突起彼此纏在一起。因此，可以防止蓄電裝置的充放電時的突起的脫離。因此，可以抑制由於反復進行充放電而導 致的電極的退化，而可以長期使用蓄電裝置。
另外，在多個晶鬚聚集在一起而構成的晶鬚群中，多個晶鬚密集，從而即使晶鬚的形狀為細長的，也不容易折斷。因此，可以提高厚度方向上的活性物質層的強度。藉由提高活性物質層的強度，可以降低由於反復進行充放電而導致的電極的退化。另外，藉由提高活性物質層的強度，可以降低由振動等導致的電極的退化。因此，可以提高蓄電裝置的耐久性等的性能。
另外，多個突起也可以包含柱狀的突起(包括圓柱狀的突起或角柱狀的突起)。另外，也可以包含具有分枝部的突起或具有彎曲部的突起。
針狀的突起的徑為5μm以下。另外，針狀的突起的軸的長度為5μm以上30μm以下。另外，“針狀的突起的軸的長度”是指如下距離：在經由突起的頂點的軸上，突起的頂點與結晶矽區域103a之間的距離。
另外，晶鬚狀的結晶矽區域103b的厚度為5μm以上20μm以下。另外，“結晶矽區域103b的厚度”是指如下長度：從突起的頂點到結晶矽區域103a表面的垂直線的長度。
在圖1B中，構成晶鬚群的多個突起在長邊方向上不整齊。因此，在圖1B中，以圓形的區域103d示出如下狀態：除了突起的長邊剖面形狀以外，突起的圓片剖面形狀還混在一起的狀態。這裏，“長邊方向”是指標狀的突起從結晶矽區域103a延伸的方向，而“長邊剖面形狀”是指沿長邊方 向的剖面形狀。另外，“圓片剖面形狀”是指沿垂直於長邊方向的方向的剖面形狀。
如圖1B所示，在多個突起的長邊方向不整齊時，突起彼此容易纏在一起，而不容易發生蓄電裝置的充放電時的突起的脫離，從而可以使充放電特性穩定。
另外，如圖1B所示，也可以在集電體101與活性物質層103之間形成層107(也稱為物質層)。
藉由設置層107，可以降低集電體101與活性物質層103之間的介面的電阻，而可以提高蓄電裝置的放電容量或充電容量。另外，因為可以利用層107提高集電體101與活性物質層103之間的貼緊性，而可以降低蓄電裝置的退化。
例如，層107也可以為構成集電體101的金屬元素和構成活性物質層103的矽的混合層。在此情況下，藉由利用LPCVD法形成結晶矽層作為活性物質層103時的加熱，使結晶矽層所包含的矽擴散到集電體101，而可以形成層107。
例如，層107也可以為包含構成集電體101的金屬元素和構成活性物質層103的矽的化合物層(具有矽化物的層)。在此情況下，構成集電體101的金屬元素為與矽起反應而形成矽化物的金屬元素。作為矽化物，有鋯矽化物、鈦矽化物、鉿矽化物、釩矽化物、鈮矽化物、鉭矽化物、鉻矽化物、鉬矽化物、鎢矽化物、鈷矽化物、鎳矽化物等。
另外，如圖1B所示，也可以在集電體101與活性物質層103之間形成金屬氧化物層109。金屬氧化物層109為構成集電體101的金屬元素的氧化物層。另外，在具有層107的情況下，金屬氧化物層109設置在層107上。
藉由設置金屬氧化物層109，可以降低集電體101與活性物質層103之間的電阻，而可以提高電極的導電率。因此，可以增快反應物質的吸藏或釋放的速度，而可以提高蓄電裝置的放電容量或充電容量。
金屬氧化物層109藉由從LPCVD設備的由石英構成的處理室脫離的氧使集電體101氧化而形成。另外，如果在利用LPCVD法形成結晶矽層時將氦、氖、氬、氙等的稀有氣體填充在處理室內，則不形成金屬氧化物層109。
例如，在集電體101由鈦、鋯、鈮、鎢等形成的情況下，金屬氧化物層109由氧化鈦、氧化鋯、氧化鈮、氧化鎢等氧化物半導體形成。
另外，在使用結晶矽層作為活性物質層103的情況下，導電性低的自然氧化膜等氧化膜有時會形成在該結晶矽層的表面。如果在進行充放電時過剩的負載被施加到上述自然氧化膜等氧化膜，則有電極的功能降低而阻礙蓄電裝置的迴圈特性的提高的可能性。
在此情況下，較佳的是，去除形成在活性物質層103表面的自然氧化膜等氧化膜，而在未設置有該自然氧化膜等氧化膜的活性物質層103的表面形成具有導電性的層1000(參照圖10)。
藉由進行以包含氫氟酸的溶液或包含氫氟酸的水溶液為蝕刻劑的濕蝕刻處理，可以去除自然氧化膜等氧化膜。另外，只要能夠去除自然氧化膜等氧化膜，就可以使用乾蝕刻處理。另外，也可以組合濕蝕刻處理和乾蝕刻處理。作為乾蝕刻處理，可以使用平行平板RIE(反應離子蝕刻)方法或ICP(感應耦合電漿)蝕刻方法等。
作為具有導電性的層1000，使用其導電性高於自然氧化膜等氧化膜的層。由此，與活性物質層103的表面被自然氧化膜等氧化膜覆蓋的情況相比，可以提高蓄電裝置的電極表面的導電性。因此，因為可以防止由於在進行充放電時過剩的負載被施加到上述自然氧化膜等氧化膜而導致的電極功能的降低，所以可以提高蓄電裝置的迴圈特性。
具有導電性的層1000可以使用以銅、鎳、鈦、錳、鈷、鐵等為代表的導電性高的金屬元素而形成。尤其是，較佳使用銅或鎳形成具有導電性的層1000。只要具有導電性的層1000包含上述金屬元素中的一種以上，即可，既可為金屬層，又可為化合物層，或者，可以與活性物質層103的矽起反應而形成矽化物。例如，作為具有導電性的層1000，也可以使用磷酸鐵等化合物。
另外，作為具有導電性的層1000，較佳使用銅或鎳等與鋰的反應性低的元素。藉由利用使用銅或鎳等的具有導電性的層1000覆蓋活性物質層103，可以將由於因鋰離子的吸收釋放而導致的體積變化而剝離的矽固定在活性物質層103中。因此，即使反復進行充放電，也可以防止活性 物質層103的破壞，而可以提高蓄電裝置的迴圈特性。
另外，具有導電性的層1000可以使用CVD法或濺射法而形成。尤其是，較佳使用有機金屬氣相沉積(MOCVD：Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法。
藉由上述步驟，可以製造蓄電裝置的電極。
本實施方式可以與其他實施方式或實施例適當地組合而實施。
實施方式2
在本實施方式中，參照圖11A至圖12說明蓄電裝置的電極的結構及其製造方法。
首先，準備集電體1101(參照圖11A)。集電體1101用作電極的集電體。
作為集電體1101，可以使用與實施方式1所述的集電體101同樣的材料。
或者，如實施方式1中的圖2所示，作為電極的集電體，也可以使用利用濺射法、蒸鍍法、印刷法、噴墨法、CVD法等形成在基板上的集電體。作為基板，例如，可以使用玻璃基板。
接著，在集電體1101上，作為活性物質層1103，利用熱CVD法，較佳利用LPCVD法形成結晶矽層(參照圖11A)。由集電體1101和用作活性物質層1103的結晶矽層構成蓄電裝置的電極。
在本實施方式中，說明作為活性物質層1103利用LPCVD法形成結晶矽層的情況。另外，雖然在圖11A中示出在集電體1101的一個表面形成活性物質層1103的實例，但是也可以將作為活性物質層的結晶矽層形成在集電體的雙面。
藉由使用包含矽的氣體作為材料氣體並混合作為稀釋氣體的氦，利用LPCVD法形成結晶矽層。作為包含矽的氣體，可以使用實施方式1所述的材料氣體。另外，作為稀釋氣體，也可以使用氦以外的稀有氣體(例如，氬)。
另外，也可以對結晶矽層添加磷、硼等賦予一導電型的雜質元素。藉由添加磷、硼等賦予一導電型的雜質元素，結晶矽層中的導電性得到提高，而可以提高電極的導電率。由此，可以提高蓄電裝置的放電容量或充電容量。
在利用LPCVD法形成結晶矽層時，加熱溫度為高於550℃且LPCVD設備和集電體1101能夠耐受的溫度以下，較佳為595℃以上且低於650℃。
另外，包含矽的氣體的流量為100sccm以上3000sccm以下，而氦的流量為100sccm以上1000sccm以下。
另外，在10Pa以上100Pa以下的壓力下，利用LPCVD法形成結晶矽層。
另外，藉由使用利用LPCVD法而形成的結晶矽層作為活性物質層1103，可以在集電體1101與活性物質層1103之間的介面使電子容易移動，並且，可以提高貼緊性。這是因為如下緣故：在結晶矽層的沉積步驟中，材料氣體的活 性種一直被供應到在沉積的結晶矽層，而在結晶矽層中不容易形成低密度區域。另外，因為利用氣相沉積法在集電體1101上形成結晶矽層，所以可以提高蓄電裝置的生產率。
另外，藉由使用LPCVD法，可以以一次的沉積步驟在集電體1101的表面及背面形成結晶矽層。因此，在使用集電體1101及作為形成在其雙面的活性物質層的結晶矽層構成蓄電裝置的電極時，可以減少步驟數。例如，在製造疊層型蓄電裝置時有效。
圖11B示出由圖11A的虛線圍繞的區域1105中的集電體1101和活性物質層1103的放大圖。
藉由將氦混合在包含矽的氣體中並利用LPCVD法形成結晶矽層，可以如圖11B所示那樣在活性物質層1103中形成晶鬚群。
活性物質層1103具有結晶矽區域1103a、形成在結晶矽區域1103a上的由晶鬚群構成的結晶矽區域1103b。
另外，結晶矽區域1103a與結晶矽區域1103b之間的界限不明確。因此，在本實施方式中，以經由形成在結晶矽區域1103b的多個突起之間的穀中的最深的谷底且與集電體1101的表面平行的平面為結晶矽區域1103a與結晶矽區域1103b之間的界限。
以覆蓋集電體1101的方式設置有結晶矽區域1103a。
在結晶矽區域1103b中，多個鬍鬚狀的突起(也稱為晶鬚)聚集在一起，而構成晶鬚群。
構成晶鬚群的多個晶鬚的大部分為針狀的突起(包括圓錐狀的突起或角錐狀的突起)，而且其頂部尖銳。另外，晶鬚群除了包含針狀的突起之外還可以包含柱狀的突起(包括圓柱狀的突起或角柱狀的突起)。
因為構成晶鬚群的多個晶鬚的大部分為針狀的突起，所以可以增大活性物質層1103中的單位質量的表面積。
藉由增大表面積，使單位質量的如下速度增快：蓄電裝置的反應物質(鋰離子等)被結晶矽吸藏的速度；或者從結晶矽釋放反應物質的速度。因為藉由增快反應物質的吸藏或釋放的速度而使高電流密度下的反應物質的吸藏量或釋放量增大，所以可以提高蓄電裝置的放電容量或充電容量。
像這樣，活性物質層具有由晶鬚群構成的結晶矽層。而且，藉由使晶鬚群包含多個針狀的突起，可以提高蓄電裝置的性能。
另外，在多個晶鬚聚集在一起而構成的晶鬚群中，多個晶鬚密集(構成晶鬚群的晶鬚的個數多)，而且佔有晶鬚群的大部分的針狀的突起的形狀為細長的，從而可以使突起彼此纏在一起。因此，可以防止蓄電裝置的充放電時的突起的脫離。因此，可以抑制由於反復進行充放電而導致的電極的退化，而可以長期使用蓄電裝置。
另外，在多個晶鬚聚集在一起而構成的晶鬚群中，多個晶鬚密集，從而即使晶鬚的形狀為細長的，也不容易折斷。因此，可以提高厚度方向上的活性物質層的強度。藉 由提高活性物質層的強度，可以降低由於反復進行充放電而導致的電極的退化。另外，藉由提高活性物質層的強度，可以降低由振動等導致的電極的退化。因此，可以提高蓄電裝置的耐久性等的性能。
另外，多個突起也可以包含具有分枝部的突起或具有彎曲部的突起。
針狀的突起的徑為5μm以下。另外，突起的軸的長度為5μm以上30μm以下。另外，“針狀的突起的軸的長度”是指如下距離：在經由突起的頂點的軸上，突起的頂點與結晶矽區域1103a之間的距離。
另外，晶鬚狀的結晶矽區域1103b的厚度為5μm以上20μm以下。另外，“結晶矽區域1103b的厚度”是指如下長度：從突起的頂點到結晶矽區域1103a表面的垂直線的長度。
在圖11B中，構成晶鬚群的多個突起在長邊方向上不整齊。因此，在圖11B中，以圓形的區域1103d示出如下狀態：除了突起的長邊剖面形狀以外，突起的圓片剖面形狀還混在一起的狀態。這裏，“長邊方向”是指標狀的突起從結晶矽區域1103a延伸的方向，而“長邊剖面形狀”是指沿長邊方向的剖面形狀。另外，“圓片剖面形狀”是指沿垂直於長邊方向的方向的剖面形狀。
如圖11B所示，在多個突起的長邊方向不整齊時，突起彼此容易纏在一起，而不容易發生蓄電裝置的充放電時的突起的脫離，從而可以使充放電特性穩定。
另外，如圖11B所示，也可以在集電體1101與活性物質層1103之間形成層1107(也稱為物質層)。
藉由設置層1107，可以降低集電體1101與活性物質層1103之間的介面的電阻，而可以提高蓄電裝置的放電容量或充電容量。另外，因為可以利用層1107提高集電體1101與活性物質層1103之間的貼緊性，而可以降低蓄電裝置的退化。
作為層1107，可以使用與實施方式1所述的層107同樣的材料。另外，層1107可以藉由使用與實施方式1所述的層107同樣的方法而形成。
另外，在使用結晶矽層作為活性物質層1103的情況下，導電性低的自然氧化膜等氧化膜有時會形成在該結晶矽層的表面。如果在進行充放電時過剩的負載被施加到上述自然氧化膜等氧化膜，則有電極的功能降低而阻礙蓄電裝置的迴圈特性的提高的可能性。
在此情況下，較佳的是，去除形成在活性物質層1103表面的自然氧化膜等氧化膜，而在未設置有該自然氧化膜等氧化膜的活性物質層1103的表面形成具有導電性的層2000(參照圖12)。
藉由進行以包含氫氟酸的溶液或包含氫氟酸的水溶液為蝕刻劑的濕蝕刻處理，可以去除自然氧化膜等氧化膜。另外，只要能夠去除自然氧化膜等氧化膜，就可以使用乾蝕刻處理。另外，也可以組合濕蝕刻處理和乾蝕刻處理。作為乾蝕刻處理，可以使用平行平板RIE方法或ICP蝕刻方 法等。
作為具有導電性的層2000，可以使用與實施方式1所述的具有導電性的層1000同樣的材料。另外，具有導電性的層2000可以藉由使用與實施方式1所述的具有導電性的層1000同樣的方法而形成。
藉由上述步驟，可以製造蓄電裝置的電極。
本實施方式可以與其他實施方式或實施例適當地組合而實施。
實施方式3
在本實施方式中，參照圖3A和3B對蓄電裝置的結構進行說明。
首先，下面，作為蓄電裝置的一個例子，對二次電池的結構進行說明。
在二次電池中，使用LiCoO2等的含鋰金屬氧化物的鋰離子電池具有高放電容量和高安全性。在此，對作為二次電池的典型例子的鋰離子電池的結構進行說明。
圖3A是蓄電裝置151的平面圖，而圖3B示出沿著圖3A的鏈式線A-B的剖面圖。
圖3A所示的蓄電裝置151在外裝部件153的內部具有蓄電元件(storage cell)155。另外，蓄電裝置151還具有與蓄電元件155連接的端子部157、端子部159。外裝部件153可以使用層壓薄膜、高分子薄膜、金屬薄膜、金屬殼、塑膠殼等。
如圖3B所示，蓄電元件155包括負極163、正極165、設置在負極163與正極165之間的分離器167、填充在外裝部件153中的電解質169。
負極163包括負極集電體171及負極活性物質層173。作為負極163，可以使用實施方式1所示的電極或實施方式2所示的電極。
作為負極活性物質層173，可以使用實施方式1所示的由結晶矽層形成的活性物質層103或實施方式2所示的由結晶矽層形成的活性物質層1103。
另外，也可以對結晶矽層進行鋰的預摻雜。另外，因為當在LPCVD設備中使用負極集電體171的雙面構成電極時，藉由一邊利用框狀的基座(susceptor)支撐負極集電體171一邊形成由結晶矽層形成的負極活性物質層173，可以在負極集電體171的雙面上同時形成負極活性物質層173，所以可以縮減步驟數。
正極165包括正極集電體175及正極活性物質層177。負極活性物質層173形成在負極集電體171的一方或兩者的面上。正極活性物質層177形成在正極集電體175的一方的面上。
另外，負極集電體171與端子部159連接。另外，正極集電體175與端子部157連接。另外，端子部157、端子部159的一部分分別導出到外裝部件153的外側。
另外，在本實施方式中，雖然作為蓄電裝置151示出被密封的薄型蓄電裝置，但是可以使用扣型蓄電裝置、圓 筒型蓄電裝置、方型蓄電裝置等的各種形狀的蓄電裝置。另外，在本實施方式中，雖然示出層疊有正極、負極和分離器的結構，但是也可以採用捲繞有正極、負極和分離器的結構。
作為正極集電體175，使用鋁、不鏽鋼等。作為正極集電體175，可以適當地採用箔狀、板狀、網狀等的形狀。
作為正極活性物質層177的材料，可以使用LiFeO2、LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、LiFePO4、LiCoPO4、LiNiPO4、LiMn2PO4、V2O5、Cr2O5、MnO2等的鋰化合物。另外，當載子離子是鋰以外的鹼金屬離子、鹼土金屬離子等時，也可以在上述鋰化合物中使用鹼金屬(例如，鈉、鉀等)或鹼土金屬(例如，鈣、鍶、鋇等)、鈹、鎂代替鋰作為正極活性物質層177。
作為電解質169的溶質，使用能夠轉移作為載子離子的鋰離子且可以使鋰離子穩定地存在的材料。作為電解質169的溶質的典型例子，有LiClO4、LiAsF6、LiBF4、LiPF6、Li(C2F5SO2)2N等的鋰鹽。另外，當載子離子是鋰以外的鹼金屬離子或鹼土金屬離子時，作為電解質169的溶質，可以適當地使用鈉鹽、鉀鹽等的鹼金屬鹽或鈣鹽、鍶鹽、鋇鹽等的鹼土金屬鹽或鈹鹽、鎂鹽等。
另外，作為電解質169的溶劑，使用能夠轉移鋰離子的材料。作為電解質169的溶劑，較佳使用非質子有機溶劑。作為非質子有機溶劑的典型例子，有碳酸乙烯酯、碳 酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、γ-丁內酯、乙腈、二甲氧基乙烷、四氫呋喃等，可以使用它們中的一種或多種。另外，藉由作為電解質169的溶劑使用被膠凝化的高分子材料，包括漏液性的安全性得到提高。另外，可以實現蓄電裝置151的薄型化及輕量化。作為被膠凝化的高分子材料的典型例子，有矽凝膠、丙烯酸樹脂凝膠、丙烯腈凝膠、聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、氟類聚合物等。
另外，作為電解質169，可以使用Li3PO4等的固體電解質。
分離器167使用絕緣多孔體。作為分離器167的典型例子，有纖維素(紙)、聚乙烯、聚丙烯等。
鋰離子電池的記憶效應小，能量密度高且放電容量大。另外，鋰離子電池的工作電壓高。由此，可以實現小型化及輕量化。另外，因重複充放電而導致的劣化少，因此可以長時間地使用而可以縮減成本。
接著，作為蓄電裝置的其他一個例子，以下對電容器進行說明。作為電容器的典型例子，有雙電層電容器、鋰離子電容器等。
當蓄電裝置是電容器時，使用能夠可逆地吸藏鋰離子及/或負離子的材料代替圖3A所示的二次電池的正極活性物質層177，即可。作為該材料的典型例子，有活性炭、導電高分子、多並苯有機半導體(PAS)。
鋰離子電容器的充放電的效率高，能夠進行快速充放電且重複利用的使用壽命也長。
藉由作為負極163使用實施方式1所示的負極，可以製造放電容量高且降低了因重複充放電而導致的電極劣化的蓄電裝置。或者，藉由作為負極163使用實施方式2所示的負極，可以製造放電容量高且降低了因重複充放電而導致的電極劣化的蓄電裝置。
另外，藉由將實施方式1所示的集電體及活性物質層用於蓄電裝置的一個方式的空氣電池的負極，可以製造放電容量高且降低了因重複充放電而導致的電極劣化的蓄電裝置。或者，藉由將實施方式2所示的集電體及活性物質層用於蓄電裝置的一個方式的空氣電池的負極，可以製造放電容量高且降低了因重複充放電而導致的電極劣化的蓄電裝置。
實施方式4
在本實施方式中，使用圖4A及4B和圖5對在實施方式3中說明的蓄電裝置的應用方式進行說明。
可以將實施方式3所示的蓄電裝置用於數位相機、數碼攝像機等影像拍攝裝置、數碼相框、行動電話機(也稱為行動電話、行動電話裝置)、可攜式遊戲機、移動資訊終端、聲音再現裝置等的電子裝置。另外，還可以將實施方式3所示的蓄電裝置用於電動汽車、混合動力汽車、鐵路用電動車廂、工作車、卡丁車、輪椅等的電力牽引車輛。在此，對作為移動資訊終端的例子的電子詞典和作為電力牽引車輛的例子的輪椅進行說明。
圖4A和4B是電子詞典的立體圖。另外，圖4B示出圖4A的背面。
電子詞典的主體420包括外殼400、顯示部402、顯示部404、記錄媒體插入部406、外部連接用端子部408、揚聲器410、操作鍵412、電池安裝部418。另外，還可以在主體420中設置有用來安裝耳機416的端子部、用來與主體420一起搬運觸屏筆414的收納部等。
在主體420的電池安裝部418中，作為電子詞典的電源，安裝能夠進行充電的電池(或電池組)。因為該電池可以重複充電而使用，所以該電池與乾電池不一樣，不是一次性電池，因此經濟合算。
可以在主體420中安裝有電池的狀態下給電池充電。在此情況下，可以將用來與外部的電源裝置連接的連接器插進外部連接用端子部408，並且利用外部的電源裝置藉由外部連接用端子部408給電池充電。或者，也可以採用藉由從主體420拆開電池並將該電池安裝到充電器來給電池充電的結構。
也可以在顯示部402或顯示部404上顯示電池餘量。或者，也可以在主體420中設置燈，並且根據電池餘量使燈的狀態處於發光/非發光。使用者可以確認電池餘量來判斷給電池充電的時機。
可以將在實施方式3中說明的蓄電裝置用於電池(或電池組)。
圖5示出電動輪椅501的立體圖。
電動輪椅501包括使用者坐下的座位503、設置在座位503的後方的靠背505、設置在座位503的前下方的擱腳架507、設置在座位503的左右的扶手509、設置在靠背505的上部後方的把手511。
扶手509的一方設置有控制輪椅501的工作的控制器513。藉由座位503下方的構架515在座位503的前下方設置有一對前輪517，並且在座位503的後下部設置有一對後輪519。後輪519連接到具有電動機、制動器、變速器等的驅動部521。在座位503的下方設置有具有電池、電力控制部、控制單元等的控制部523。控制部523與控制器513及驅動部521連接，並且藉由使用者操作控制器513，藉由控制部523驅動驅動部521，從而控制電動輪椅501的前進、後退、旋轉等的工作及速度。
可以將在實施方式3中說明的蓄電裝置用於控制部523的電池。
藉由利用插件技術或非接觸供電從外部供給電力來可以給控制部523的電池充電。
另外，當電力牽引車輛為鐵路用電動車廂時，可以從輸電線或鐵軌供給電力來進行電池的充電。
實施方式5
在本實施方式中，使用圖6及圖7的方塊圖對將作為根據所公開的發明的一個方式的蓄電裝置的一個例子的二次電池用於無線供電系統(以下，也稱為RF供電系統)時的 一個例子進行說明。注意，雖然在各方塊圖中根據功能將受電裝置及供電裝置內的構成要素分類並作為彼此獨立的方塊圖而示出，但是實際上難以根據功能將構成要素完全分類，一個構成要素有時與多個功能有關。
首先，使用圖6對RF供電系統的一個例子進行說明。
受電裝置600應用於利用從供電裝置700供給的電力驅動的電子裝置或電力牽引車輛。另外，還可以將受電裝置600適當地應用於其他的利用電力驅動的裝置。作為電子裝置的典型例子，有數位相機、數碼攝像機等影像拍攝裝置、數碼相框、行動電話機(也稱為行動電話、行動電話裝置)、可攜式遊戲機、移動資訊終端、聲音再現裝置、顯示裝置、電腦等。另外，作為電力牽引車輛的典型例子，有電動汽車、混合動力汽車、鐵路用電動車廂、工作車、卡丁車、輪椅等。另外，供電裝置700具有向受電裝置600供給電力的功能。
在圖6中，受電裝置600具有受電裝置部601和電源負荷部610。受電裝置部601至少具有受電裝置用天線電路602、信號處理電路603、二次電池604。另外，供電裝置700至少具有供電裝置用天線電路701和信號處理電路702。
受電裝置用天線電路602具有接收供電裝置用天線電路701所發送的信號或對供電裝置用天線電路701發送信號的功能。信號處理電路603具有處理受電裝置用天線電路602所接收的信號，並控制二次電池604的充電以及從二次 電池604供給到電源負荷部610的電力的功能。另外，信號處理電路603具有控制受電裝置用天線電路602的工作的功能。如此，可以控制受電裝置用天線電路602所發送的信號的強度、頻率等。
電源負荷部610是從二次電池604接收電力並驅動受電裝置600的驅動部。作為電源負荷部610的典型例子有電動機、驅動電路等。另外，作為電源負荷部610，還可以適當地使用其他的接收電力來驅動受電裝置600的裝置。
另外，供電裝置用天線電路701具有對受電裝置用天線電路602發送信號或從受電裝置用天線電路602接收信號的功能。信號處理電路702具有處理供電裝置用天線電路701所接收的信號的功能。另外，信號處理電路702具有控制供電裝置用天線電路701的工作的功能。如此，可以控制從供電裝置用天線電路701發送的信號的強度、頻率等。
根據所公開的發明的一個方式的二次電池被用作在圖6中說明的RF供電系統中的受電裝置600所具有的二次電池604。
藉由將根據所公開的發明的一個方式的二次電池用於RF供電系統，與現有的二次電池相比，可以增加蓄電量。因此，可以延長無線供電的時間間隔，從而可以省去多次供電的步驟。
另外，藉由將根據所公開的發明的一個方式的二次電池用於RF供電系統，如果用來驅動電源負荷部610的蓄電 量與現有的相同，則可以實現受電裝置600的小型化及輕量化。因此，可以縮減總成本。
接著，使用圖7對RF供電系統的其他例子進行說明。
在圖7中，受電裝置600具有受電裝置部601和電源負荷部610。受電裝置部601至少具有受電裝置用天線電路602、信號處理電路603、二次電池604、整流電路605、調變電路606、電源電路607。另外，供電裝置700至少具有供電裝置用天線電路701、信號處理電路702、整流電路703、調變電路704、解調電路705、振盪電路706。
受電裝置用天線電路602具有接收供電裝置用天線電路701所發送的信號或對供電裝置用天線電路701發送信號的功能。當受電裝置用天線電路602接收供電裝置用天線電路701所發送的信號時，整流電路605具有利用受電裝置用天線電路602所接收的信號產生直流電壓的功能。信號處理電路603具有處理受電裝置用天線電路602所接收的信號，並控制二次電池604的充電以及從二次電池604供給到電源電路607的電力的功能。電源電路607具有將二次電池604所儲蓄的電壓轉換為電源負荷部610所需的電壓的功能。當從受電裝置600將信號發送(進行某種應答)到供電裝置700時使用調變電路606。
藉由具有電源電路607，可以控制供給到電源負荷部610的電力。由此，可以降低施加到電源負荷部610的過電壓，從而可以降低受電裝置600的劣化或損壞。
另外，藉由具有調變電路606，可以從受電裝置600將 信號發送到供電裝置700。由此，可以判斷受電裝置600的充電量，當進行了一定量的充電時從受電裝置600將信號發送到供電裝置700，停止從供電裝置700對受電裝置600供電。其結果，藉由不使二次電池604的充電量為100%，可以增加二次電池604的充電次數。
另外，供電裝置用天線電路701具有對受電裝置用天線電路602發送信號或從受電裝置用天線電路602接收信號的功能。當對受電裝置用天線電路602發送信號時，信號處理電路702具有產生發送到受電裝置600的信號的功能。振盪電路706具有產生一定頻率的信號的功能。調變電路704具有根據信號處理電路702所產生的信號和振盪電路706所產生的一定頻率的信號對供電裝置用天線電路701施加電壓的功能。由此，從供電裝置用天線電路701輸出信號。另一方面，當從受電裝置用天線電路602接收信號時，整流電路703具有對所接收的信號進行整流的功能。解調電路705具有從由整流電路703進行了整流的信號抽出受電裝置600對供電裝置700發送的信號的功能。信號處理電路702具有對由解調電路705抽出的信號進行分析的功能。
另外，只要能夠進行RF供電，就可以在各電路之間設置有其他電路。例如，也可以在受電裝置600接收信號且在整流電路605中產生直流電壓之後利用設置在後級的DC-DC轉換器或調整器等的電路產生恒壓。由此，可以抑制受電裝置600內部被施加過電壓。
根據所公開的發明的一個方式的二次電池被用作在圖7中說明的RF供電系統中的受電裝置600所具有的二次電池604。
藉由將根據所公開的發明的一個方式的二次電池用於RF供電系統，與現有的二次電池相比，可以增加蓄電量。因此，可以延長無線供電的時間間隔，從而可以省去多次供電的步驟。
另外，藉由將根據所公開的發明的一個方式的二次電池用於RF供電系統，如果用來驅動電源負荷部610的蓄電量與現有的相同，則可以實現受電裝置600的小型化及輕量化。因此，可以縮減總成本。
另外，當將根據所公開的發明的一個方式的二次電池用於RF供電系統並將受電裝置用天線電路602和二次電池604重疊時，較佳不使如下情況發生：因二次電池604的充放電而導致二次電池604的形狀變化；並且由於因該變形導致的天線變形而使受電裝置用天線電路602的阻抗變化。這是因為如果天線的阻抗發生變化則有可能不能實現充分的電力供給的緣故。為了防止這種現象，例如，將二次電池604裝在金屬或陶瓷的電池組即可。另外，此時較佳受電裝置用天線電路602和電池組離開幾十μm以上。
另外，在本實施方式中，對充電用信號的頻率沒有特別的限制，只要是能夠傳送電力的頻率，就可以是任何帶域的頻率。充電用信號的頻率例如可以是135kHz的LF帶(長波)、13.56MHz的HF帶、900MHz至1GHz的UHF帶、 2.45GHz的微波帶。
另外，作為信號的傳送方式，有電磁耦合方式、電磁感應方式、共振方式、微波方式等的各種種類，適當地選擇即可。然而，為了抑制雨、泥等的含水的異物所引起的能量損失，較佳使用電磁感應方式、共振方式，這些方式利用了頻率低的頻帶，明確而言，短波的3MHz至30MHz、中波的300kHz至3MHz、長波的30kHz至300kHz及超長波的3kHz至30kHz的頻率。
本實施方式可以與上述實施方式組合而實施。
實施例1
在本實施例中，使用圖8A至圖9B對如下情況下的晶鬚群的形狀進行說明，該情況是將包含矽的氣體用作材料氣體藉由LPCVD法來形成結晶矽層的情況。
<結晶矽層的形成步驟>
首先，對所公開的發明的一個方式的結晶矽層的形成步驟進行說明。當將包含矽的氣體用作材料氣體藉由LPCVD法來形成該結晶矽層時，作為稀釋氣體混合氮。
藉由濺射法在玻璃基板上形成厚度為500nm的鈦膜。接著，藉由光刻法對鈦膜選擇性地進行蝕刻來形成島狀鈦膜，並且將其用作電極的集電體。
使包含矽的氣體混合有氮藉由LPCVD法在作為集電體的島狀鈦膜上形成作為活性物質層的結晶矽層。
作為包含矽的氣體使用矽烷(SiH4)。將矽烷流量設定為300sccm，將氮流量設定為300sccm，並將其導入到反應室內，將反應室內的壓力設定為20Pa，將反應室內的溫度設定為600℃，而形成結晶矽層。將成膜時間設定為2小時15分鐘。
圖8A和圖8B示出所形成的所公開的發明的一個方式的結晶矽層的SEM(Scanning Electron Microscope：掃描電子顯微鏡)影像。圖8A是將倍率設定為1000倍而觀察時的影像，而圖8B是將倍率設定為10000倍而觀察時的影像。
如圖8A和圖8B所示，關於所公開的發明的一個方式的結晶矽層所具有的突起的徑，最大部分(根部分)為大概1.1μm以下，並且大多數的突起具有尖銳的頂部。另外，確認到多個晶鬚密集而形成晶鬚群。另外，大晶鬚的軸的長度為大約19μm。另外，根據圖8B可知每100μm2的晶鬚數為30個左右。
<比較用結晶矽層的形成步驟>
接著，對比較用結晶矽層的形成步驟進行說明。所公開的發明的一個方式的結晶矽層與比較用結晶矽層的不同之處為藉由LPCVD法形成時的氣圍氣體，當形成比較用結晶矽層時氣圍氣體不包含氮。其他結構彼此相同，所以省略集電體結構的說明。
將包含矽的氣體用作材料氣體藉由LPCVD法來在作為集電體的島狀鈦膜上形成作為活性物質層的結晶矽層。
作為包含矽的氣體使用矽烷(SiH4)。將矽烷流量設定為300sccm並將其導入到反應室內，將反應室內的壓力設定為20Pa，將反應室內的溫度設定為600℃，而形成結晶矽層。將成膜時間設定為2小時15分鐘。
圖9A和圖9B示出所形成的比較用結晶矽層的SEM影像。圖9A是將倍率設定為1000倍而觀察時的影像，而圖9B是將倍率設定為10000倍而觀察時的影像。
如圖9A和圖9B所示，關於比較用結晶矽層所具有的突起的徑，最大部分(根部分)的徑為大概1.5μm以下，並且在比較用結晶矽層的突起中，與所公開的發明的一個方式的結晶矽層的突起相比，頭端圓的突起多。另外，確認到在比較用結晶矽層中，與所公開的發明的一個方式的結晶矽層相比，整體上晶鬚數少，且晶鬚的軸的長度短。
根據圖8A至圖9B可知所公開的發明的一個方式的結晶矽層與比較用結晶矽層所具有的晶鬚相比具有多個細長的晶鬚。
另外，觀察了多個所公開的發明的一個方式的結晶矽層所具有的突起，在該突起中，與比較用結晶矽層所具有的突起相比，徑小，頭端尖銳，形狀細長。
另外，確認到所公開的發明的一個方式的結晶矽層所具有的構成晶鬚群的多個晶鬚與比較用結晶矽層的晶鬚相比密集。
如上所述，當將包含矽的氣體用作材料氣體藉由LPCVD法來形成結晶矽層時，藉由作為稀釋氣體混合氮， 可以在結晶矽層中設置多個晶鬚密集而構成的晶鬚群。
實施例2
在本實施例中，使用圖13A至圖14B對如下情況下的晶鬚群的形狀進行說明，該情況是將包含矽的氣體用作材料氣體藉由LPCVD法來形成結晶矽層的情況。
<結晶矽層的形成步驟>
首先，對所公開的發明的一個方式的結晶矽層的形成步驟進行說明。當將包含矽的氣體用作材料氣體藉由LPCVD法來形成該結晶矽層時，作為稀釋氣體混合氦。
藉由濺射法在玻璃基板上形成厚度為500nm的鈦膜。接著，藉由光刻法對鈦膜選擇性地進行蝕刻來形成島狀鈦膜，並且將其用作電極的集電體。
使包含矽的氣體混合有氦藉由LPCVD法在作為集電體的島狀鈦膜上形成作為活性物質層的結晶矽層。
作為包含矽的氣體使用矽烷(SiH4)。將矽烷流量設定為300sccm，將氦流量設定為300sccm，並將其導入到反應室內，將反應室內的壓力設定為20Pa，將反應室內的溫度設定為600℃，而形成結晶矽層。將成膜時間設定為2小時15分鐘。
圖13A和圖13B示出所形成的所公開的發明的一個方式的結晶矽層的SEM影像。圖13A是將倍率設定為1000倍而觀察時的影像，而圖13B是將倍率設定為3000倍而觀察時 的影像。
如圖13A和圖13B所示，關於所公開的發明的一個方式的結晶矽層所具有的突起的徑，最大部分(根部分)為大概1.4μm以下。另外，確認到多個晶鬚密集而形成晶鬚群。另外，大晶鬚的軸的長度為大約19μm。另外，根據圖13B可知每100μm2的突起數為40個左右。
<比較用結晶矽層的形成步驟>
比較用結晶矽層使用與實施例1中說明的比較用結晶矽層相同的方法而形成。
圖14A和圖14B示出所形成的比較用結晶矽層的SEM影像。圖14A是將倍率設定為1000倍而觀察時的影像，而圖14B是將倍率設定為3000倍而觀察時的影像。
如圖14A和圖14B所示，關於比較用結晶矽層所具有的突起的徑，最大部分(根部分)的徑為大概1.5μm以下。另外，確認到在比較用結晶矽層中，與所公開的發明的一個方式的結晶矽層相比，整體上晶鬚數少，且晶鬚的軸的長度短。
根據圖13A至圖14B可知所公開的發明的一個方式的結晶矽層與比較用結晶矽層所具有的晶鬚相比具有多個細長的晶鬚。
另外，觀察了多個所公開的發明的一個方式的結晶矽層所具有的突起，在該突起中，與比較用結晶矽層所具有的突起相比形狀細長。
另外，確認到所公開的發明的一個方式的結晶矽層所具有的構成晶鬚群的多個晶鬚與比較用結晶矽層的晶鬚相比密集。
如上所述，當將包含矽的氣體用作材料氣體藉由LPCVD法來形成結晶矽層時，藉由作為稀釋氣體混合氦，可以在結晶矽層中設置多個晶鬚密集而構成的晶鬚群。
101‧‧‧集電體
103‧‧‧活性物質層
103a‧‧‧結晶矽區域
103b‧‧‧結晶矽區域
103d‧‧‧區域
105‧‧‧區域
107‧‧‧層
109‧‧‧金屬氧化物層
111‧‧‧集電體
115‧‧‧基板
151‧‧‧蓄電裝置
153‧‧‧外裝部件
155‧‧‧蓄電元件
157‧‧‧端子部
159‧‧‧端子部
163‧‧‧負極
165‧‧‧正極
167‧‧‧分離器
169‧‧‧電解質
171‧‧‧負極集電體
173‧‧‧負極活性物質層
175‧‧‧正極集電體
177‧‧‧正極活性物質層
400‧‧‧外殼
402‧‧‧顯示部
404‧‧‧顯示部
406‧‧‧記錄媒體插入部
408‧‧‧外部連接用端子部
410‧‧‧揚聲器
412‧‧‧操作鍵
414‧‧‧觸屏筆
416‧‧‧耳機
418‧‧‧電池安裝部
420‧‧‧主體
501‧‧‧輪椅
503‧‧‧座位
507‧‧‧擱腳物
509‧‧‧扶手
511‧‧‧把手
513‧‧‧控制器
515‧‧‧構架
517‧‧‧前輪
519‧‧‧後輪
521‧‧‧驅動部
523‧‧‧控制部
600‧‧‧受電裝置
601‧‧‧受電裝置部
602‧‧‧受電裝置用天線電路
603‧‧‧信號處理電路
604‧‧‧二次電池
605‧‧‧整流電路
606‧‧‧調變電路
607‧‧‧電源電路
610‧‧‧電源負荷部
700‧‧‧供電裝置
701‧‧‧供電裝置用天線電路
702‧‧‧信號處理電路
703‧‧‧整流電路
704‧‧‧調變電路
705‧‧‧解調電路
706‧‧‧振盪電路
1000‧‧‧具有導電性的層
1101‧‧‧集電體
1103‧‧‧活性物質層
1103a‧‧‧結晶矽區域
1103b‧‧‧結晶矽區域
1103d‧‧‧區域
1105‧‧‧區域
1107‧‧‧層
2000‧‧‧具有導電性的層
在附圖中：圖1A和1B是用來說明蓄電裝置的電極的結構及其製造方法的剖面圖；圖2是用來說明蓄電裝置的電極的製造方法的剖面圖；圖3A和3B是用來說明蓄電裝置的結構的平面圖及剖面圖；圖4A和4B是用來說明蓄電裝置的應用方式的立體圖；圖5是用來說明蓄電裝置的應用方式的立體圖；圖6是示出RF供電系統的結構的方塊圖；圖7是示出RF供電系統的結構的方塊圖；圖8A和8B是結晶矽層的SEM影像；圖9A和9B是結晶矽層的SEM影像；圖10是用來說明蓄電裝置的電極的結構及其製造方法的剖面圖；圖11A和11B是用來說明蓄電裝置的電極的結構及其製 造方法的剖面圖；圖12是用來說明蓄電裝置的電極的結構及其製造方法的剖面圖；圖13A和13B是結晶矽層的SEM影像；圖14A和14B是結晶矽層的SEM影像。
101‧‧‧集電體
103‧‧‧活性物質層
103a‧‧‧晶體矽區域
103b‧‧‧晶體矽區域
103d‧‧‧區域
107‧‧‧層
109‧‧‧金屬氧化物層

Claims (13)

  1. 一種蓄電裝置的電極的製造方法，包括如下步驟：在集電體上，利用使用包含矽的氣體和氮的減壓化學氣相沉積法形成包含晶鬚群的結晶矽層。
  2. 根據申請專利範圍第1項之蓄電裝置的電極的製造方法，其中，該包含矽的氣體的流量為100sccm以上3000sccm以下，並且，該氮的流量為100sccm以上1000sccm以下。
  3. 一種蓄電裝置的電極的製造方法，包括如下步驟：在集電體上，利用使用包含矽的氣體和氦的減壓化學氣相沉積法形成包含晶鬚群的結晶矽層。
  4. 根據申請專利範圍第3項之蓄電裝置的電極的製造方法，其中，該包含矽的氣體的流量為100sccm以上3000sccm以下，並且，該氦的流量為100sccm以上1000sccm以下。
  5. 根據申請專利範圍第1或3項之蓄電裝置的電極的製造方法，其中，該包含矽的氣體包括氫化矽、氟化矽或氯化矽。
  6. 根據申請專利範圍第1或3項之蓄電裝置的電極的製造方法，其中，該減壓化學氣相沉積法中的加熱溫度為595℃ 以上且低於650℃。
  7. 根據申請專利範圍第1或3項之蓄電裝置的電極的製造方法，其中，該減壓化學氣相沉積法中的壓力為10Pa以上100Pa以下。
  8. 根據申請專利範圍第1或3項之蓄電裝置的電極的製造方法，其中，該晶鬚群包含多個針狀的突起。
  9. 根據申請專利範圍第1或3項之蓄電裝置的電極的製造方法，其中，該集電體藉由利用濺射法、蒸鍍法、印刷法、噴墨法或化學氣相沉積法而形成。
  10. 根據申請專利範圍第1或3項之蓄電裝置的電極的製造方法，其中，作為該集電體，使用鈦。
  11. 根據申請專利範圍第1或3項之蓄電裝置的電極的製造方法，還包括如下步驟：設置與該結晶矽層相對的正極。
  12. 根據申請專利範圍第11項之蓄電裝置的電極的製造方法，其中，將分離器設置在該結晶矽層與該正極之間。
  13. 根據申請專利範圍第1或3項之蓄電裝置的電極的製造方法，其中，該結晶矽層用作活性物質層。
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