전지 document_id A220623107176

근래에, 비수 전해질 이차전지의 전극 재료로서 고용량의 원소를 포함한 재료가 주목받고 있다. 예를 들면, 규소(Si)나 주석(Sn)을 포함한 재료는, 고용량의 음극 활물질로서 주목받고 있다. Si의 이론 방전 용량은, 약 4199㎃h/g이며, 흑연의 이론 방전 용량의 약 11배에 해당한다. 그러나, 이들 활물질은, 리튬 이온을 흡장할 때에 구조가 크게 변화하여, 팽창한다. 그 결과, 활물질입자가 갈라지거나, 집전체로부터 활물질이 벗겨지거나 한다. 따라서, 활물질과 집전체의 사이의 전자 전도성이 저하하여, 전지 특성(특히 사이클 특성)이 저하하는 경우가 있다. 따라서, Si나 Sn를 포함한 산화물, 질화물, 산질화물 등을 이용하는 것이 제안되어 있다. 이들을 포함한 활물질은, 방전 용량은 약간 저하하지만, 팽창 수축이 경감된다. 또한, 활물질층에, 리튬 이온 흡장시의 팽창을 완화하는 공간을 형성하는 것이 제안되어 있다(특허 문헌 1∼3). 특허 문헌 1은, 집전체상에, 소정의 패턴으로 기둥형상 입자를 포함한 활물질층을 형성하는 것을 제안하고 있다. 음활물질층의 형성에는, 포토레지스트법이나 도금 기술이 이용되고 있다. 활물질을 기둥형상으로 함으로써, 활물질층에 공극이 형성되고, 활물질의 팽창 및 수축에 의한 응력이 완화되어, 활물질의 파괴가 회피된다. 특허 문헌 2는, 집전체의 법선 방향에 대해서 경사진 활물질입자를 포함한 전극을 개시하고 있다. 활물질입자를 집전체의 법선 방향에 대해서 경사시킴으로써, 활물질의 팽창 및 수축에 의한 응력이 완화되어, 활물질층의 붕괴나 집전체로부터의 박리를 억제할 수 있다. 따라서, 사이클 특성 등, 전지 특성이 향상한다. 특허 문헌 3은, 기다란 집전체의 법선 방향에 대해서 경사진 활물질입자를 성장시키는 방법을 개시하고 있다. 기다란 집전체는, 권출 롤로부터 성막 롤로 반송된다. 타깃으로부터 성막 롤상의 집전체에, 리튬을 흡장 및 방출할 수 있는 원소(활물질원)가 입사된다. 집전체와 타깃의 사이에는, 활물질원이 집전체의 표면에 수직 방향으로부터 입사하지 않도록, 활물질원을 차폐하는 마스크가 배치된다. 특허 문헌 1 : 일본 특허공개공보 2004-127561호 특허 문헌 2 : 일본 특허공개공보 2006-155958호 특허 문헌 3 : 일본 특허공개공보 2005-196970호