(57)【要約】二次電池は一部を筺体に封入された電池セルを持つ。電池セルは、基板上にある電気的に相互に及び電解質に接合されたカソードとカソード電流コレクタ、及び電気的に電解質に接合された第一の表面と対向する第二の表面を持つ透過性アノード電流コレクタを含む。透過性アノード電流コレクタは、ｉ．約０．１μm未満の厚さ、ii．十分に薄く前記電池セルが充電されるときに、カソード材料がそれを透過して透過性アノード電流コレクタの前記第二の表面にアノードを形成することを可能にする厚さ、iii．アノード電流コレクタの対向する第二の表面には被覆層が無い、及びiv．穴を含むグリッドで、電池セルが充電されるときに、カソード材料が穴を通り抜けて第二の表面上又は穴の内部にアノードを形成することを可能にする、の一以上を有する。正及び負の電極が電池セルに電気的に結合される。
2005519425.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）筺体を具備し
（ｂ）前記筺体に少なくとも一部が封入された電池セルを具備し、
前記電池セルは
（１）基板、
（２）基板上のカソード及びカソード電流コレクタ、
（３）前記カソード又はカソードコレクタに電気的に接合された電解質、並びに、
（４）前記電解質に接合された第一の面と、対向する第二の面とを持つ透過性アノード電流コレクタ
を備え、
前記カソードは前記カソード電流コレクタに電気的に接合されており、
前記透過性アノード電流コレクタは、
（ｉ）厚さ約１０００オングストローム（０．１μm）未満、かつ十分に薄く前記電池セルが充電されるときに、カソード材料がそれを透過して透過性アノード電流コレクタの前記第二の表面にアノードを形成することを可能にし、かつアノード電流コレクタの前記対向する第二の表面には被覆層が無いことと、
（ｉｉ）穴を含むグリッドを有し、前記電池セルが充電されるときに、カソード材料が前記穴を通り抜けて前記第二の表面上又は穴の内部にアノードを形成することを可能にすることと
の少なくとも一つを含み、
（ｃ）前記電池セルに結合された正及び負の電極を具備する、
二次電池。
【請求項２】
前記透過性アノード電極コレクタと筺体の間に間隙を含み、前記間隙はガスを含む、又は真空である請求項１記載の二次電池。
【請求項３】
前記ガスがアルゴン又は乾燥空気を含む請求項２記載の二次電池。
【請求項４】
前記カソードがリチウムを含み、かつ前記透過性アノード電流コレクタが銅を含む請求項１記載の二次電池。
【請求項５】
直列又は並列配置で電気的に結合された複数の電池セルを含む請求項１記載の二次電池。
【請求項６】
前記電池セルを、前記電池セルの初期エネルギー貯蔵容量に対して約２０％を超えるエネルギー貯蔵容量の低下無しに、少なくとも約１００回、約４．２Ｖ及び約３Ｖの間でそれぞれ充電及び放電することを可能にする、十分に薄い前記アノード電極コレクタを含む請求項１記載の二次電池。
【請求項７】
前記アノード電極コレクタの膜厚が少なくとも約５０オングストローム（０．００５μm）で、かつ約５００オングストローム（０．０５μm）未満である請求項１記載の二次電池。
【請求項８】
前記グリッドアノード電極コレクタ上に被覆層の堆積が無い請求項１記載の二次電池。
【請求項９】
二次電池の形成方法であって、
（ａ）下記による電池セルの形成を含むステップ、
（１）基板を形成する第１ステップと、
（２）前記基板上にカソード及びカソード電流コレクタを形成する第２ステップであり、前記カソードが前記カソード電流コレクタに電気的に接合されるとする前記第２ステップと、
（３）前記カソード又はカソード電流コレクタに電気的に接合された電解質を形成する第３ステップと、
（４）前記電解質に電気的に接合された第一の表面及び対向する第二の表面を有する透過性アノード電流コレクタを形成する第４ステップであり、前記透過性アノード電流コレクタが、
（ｉ）約１０００オングストローム（０．１μm）未満、かつ十分に薄く前記電池セルが充電されるときに、カソード材料がそれを透過して透過性アノード電流コレクタの前記第二の表面にアノードを形成することを可能にする厚さであり、かつ前記アノード電流コレクタの対向する第二の表面には被覆層が無いことと、
（ｉv）穴を含むグリッド、前記穴は前記電池セルが充電されるときに、カソード材料が通り抜けて前記第二の表面上又は穴の内部にアノードを形成することを可能にすることと、
の少なくとも一つを含む、前記第４ステップと、
（ｂ）前記電池セルに正及び負の電極を結合するステップ、及び
（ｃ）筺体で前記電池セルの少なくとも一部を封入するステップ、
を含む方法。
【請求項１０】
（ｂ）が、前記透過性アノード電流コレクタと筺体の間に間隙を形成する様に、前記電池セルを筺体中に設置することを含む請求項９記載の方法。
【請求項１１】
（ｉ）前記間隙中に真空環境を形成する様に間隙を真空引きすること、又は（ｉｉ）前記間隙にガスを充填することを含む請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
リチウムを含むカソード及び銅を含む透過性アノード電流コレクタを形成することを含む請求項９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景】
【０００１】
本発明の態様は二次電池及びそれの製造方法に関する。
【０００２】
薄膜二次電池は、一般に、電荷の貯蔵及び放出に共働する薄膜を持つ基板を含んでいる。薄膜電池は、一般に、従来の電池の厚さの約１／１００未満の厚さを持ち、例えば厚さ約０．５ｍｍ未満である。薄膜は、例えば物理的又は化学的気相堆積（ＰＶＤ又はＣＶＤ）、酸化、窒化、電子ビーム蒸着及び電気メッキプロセス等の、従来からの製作プロセスにより基板上に形成可能である。薄膜は、一般に、カソード、電解質、アノード及び電流コレクタフィルムを包含する。二次電池が充電されると、カソード材料で形成されたイオンは、カソードから電解質を通り抜けてアノードに移動し、かつ電池が放電すると、これらのイオンはアノードから電解質を通り抜けてカソードに戻ってくる。例えば、ＬｉＣｏＯ２又はＬｉＭｎＯ２カソード等の、リチウムを含むカソードを持つ電池では、リチウム含有カソードに由来するリチウム種は、充電及び放電のサイクルの間に、それぞれカソードからアノードに、及び逆に移動する。
【０００３】
リチウムカソード電池用として、幾つかの型のアノードが普通に使用されている。第一のアノード型は、酸化錫等の、リチウムイオンを受容する物質で作られている。リチウムイオンは、電池の充電及び放電の間にアノード中に、及びアノードから、移動する。しかしながら、このようなアノード材料は、しばしば、カソードのリチウムの４０％〜６０％を不可逆的に消費してしまう。電池の充電及び放電の間におけるこのような大量のリチウムの消費は、電池のエネルギー貯蔵容量を制限するので望ましくない。
【０００４】
もう一つ別の型のアノードはリチウム層を含み、充電の間、その上にカソードからのリチウム材料が堆積して、次第に積み上がる。元のリチウムアノードはカソード由来のリチウム材料に核化部位を提供し、リチウム材料の堆積及び除去からもたらされる応力を調整する。しかしながら、一般にリチウム層は空気に暴露されると劣化するので、電池の製作を複雑にする。また、リチウムの融点は低いので（１８１℃）、半田のリフロー等の普通の金属結合プロセスを用いて、常に電池を組み立てられるわけではない。
【０００５】
通常リチウムアノード−フリー電池として知られているもう一つ別の型の電池は、電流コレクタとして金属層のみを備え、予め形成されたリチウムアノード無しで、製作されている。代わりに、電池の最初の充電サイクルの間に、電池の電流コレクタと電解質の界面にリチウムアノード性フィルムが形成される。その後、引き続く充電及び放電のサイクルの間、電池は、最初の充電サイクルで生成されたリチウムアノード性フィルムで作動する。しかしながら、その場で生成されたリチウムアノード性フィルムは、厚さが不均一で、電池に応力の発生をもたらす場合が多い。充電と放電のサイクル間の、カソード電流コレクタ／電解質界面におけるリチウムの形成と解離は、アノード電流コレクタを電解質から分離させる原因となり得る。また、その場で形成されたリチウムアノードの厚さの不均一性及びカソード電流コレクタの電解質からの分離は、充電と放電のサイクルの繰り返しにわたって、エネルギー蓄積容量の緩やかな低下及び漏洩電流の増加をもたらす。
【０００６】
数多くのサイクルにわたる、リチウムフリー電池の長期間の性能は、アノードコレクタを覆ってペリレン又はＬＩＰＯＮの被覆層を形成することで改良できる可能性がある。例えば、Ｎｅｕｄｅｃｋｅｒ等、米国特許６，１６８，８８４及びＪｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，１４７（２），５１７−５２３（２０００）に記載されている様に、被覆層は、数多くの電池サイクルにわたって、エネルギー貯蔵容量の緩やかな損失を減らすことが見いだされている。引用により両者の全体を本明細書に取り込む。この様な電池は、カソード、電解質フィルム、アノード電流コレクタ及びアノード電流コレクタ上のペリレン又はＬｉＰＯＮ被覆層から成る。各充電及び放電のサイクルの間、リチウムアノードフィルムが形成されそして緩やかに消失し、アノード電流コレクタは被覆層と共に、電解質層から持ち上げられ、あるいはその上に降ろされる。このプロセスは、アノード電流コレクタ上に被覆フィルムが堆積している場合のみ可逆的であり、被覆層が無ければ、電池はサイクルの増加に伴って容量の損失に晒される。しかしながら、この型の電池でさえ、リチウムアノードの厚さの不均一から生ずる応力を発現させ、これは、しばしば電流漏洩の経路をもたらす。また、被覆層の堆積は電池のコストを増大させ、余分な層は、電池の単位体積あたりに蓄えられるエネルギーである、電池のエネルギー密度係数を減少させる。
【０００７】
この様に、夥しい数の充電及び放電サイクルの後に優れたエネルギー貯蔵容量を維持する二次電池の提供が望ましい。二次電池に対しては、多数の充電及び放電サイクルの後で、構造の完全性を維持することが更に望ましい。数多くのサイクルにわたって、構造的完全性を失わず、かつ、なおも優れたエネルギー密度係数を持ち、その性質を維持できるリチウムアノード−フリー電池を持つことも、また望ましい。
【発明の概要】
【０００８】
二次電池は、筺体により少なくとも部分的に封入された電池セルを含む。電池セルは、その上にカソード及びカソード電流コレクタを持つ基板を含む。カソードはカソード電流コレクタに、電気的に接合されている。電解質はカソード又はカソード電流コレクタに、電気的に接合されている。透過性アノード電流コレクタは、電解質に電気的に接合された第一の表面及び対向する第二の表面を持つ。透過性アノード電流コレクタは、（ｉ）約１０００オングストローム（０．１μm）未満の厚さ、（ｉｉ）電池セルが充電されるときに、カソード材料がそれを通り抜けて透過性アノード電流コレクタの第二の表面にアノードを形成することを可能にする、十分に小さな厚さ、（ｉｉｉ）アノード電流コレクタの対向する第二の表面には被覆層が存在しない、（ｉｖ）電池セルが充電されるときに、カソード材料が通り抜けて第二の表面又は穴の中にアノードを形成することを可能にする穴を有するグリッド、の少なくとも一を含む。正及び負の電極は電池セルを電気的に結合する。二次電池の製作方法も説明する。
【０００９】
本発明のこれらの特徴、態様及び効果は、以下の詳細な説明、添付の請求の範囲、及び本発明の実施例を図解する添付の図面により、更に良く理解されるであろう。しかしながら、本発明において、特徴のそれぞれは単に特別な図面との関連においてのみではなく、一般的に使用できるものであり、また本発明はこれらの特徴の任意の組み合わせを包含することを理解すべきである。
【実施の形態】
【００１０】
図１に、本発明の特徴を有する二次電池１０の一態様を図解する。電池１０は、基板１２上に形成され、かつ少なくとも部分的に筺体３６に封入された電池セル１１を含む。筺体３６は、一個の電池セル１１（図示した様に）を、又は相互に直列又は並列に電気的に結合された多数の電池セル（図示せず）を封入することができる。それぞれ正極及び負極３４、３２は、電池セル１１に、又は複数の電池セルに電気的に結合され、また筺体３６を通り抜けて延びることができる。
【００１１】
基板１２は絶縁体、半導体又は導体であってよい。例えば、基板１２は酸化アルミニウム又は二酸化珪素等の酸化物、チタニウム又はステンレススチール等の金属、シリコン等の半導体、又はポリマーを含むことができる。一態様では、基板１２は白雲母物質である、マイカを含む。基板１２は、比較的滑らかな表面と、薄膜のプロセッシングの間、及び電池の動作温度で、薄膜を支えるために十分な機械的強度も持たねばならない。
【００１２】
第一の接着層１４を、基板１２上に、基板１２上に形成される他のフィルムの接着を向上させるため、堆積させてもよい。接着層１４は、金属、例えばチタニウム、コバルト、アルミニウム、他の金属、又はセラミック材料、例えば化学量論的ＬｉＣｏ０２を含んでもよいＬｉＣｏＯｘを含むことができる。カソード電流コレクタフィルム１６は接着層１４を覆って堆積されてもよい。カソード電流コレクタフィルム１６は、一般には、銀、金、白金又はアルミニウム等の非反応性金属を含んでよい導電性層である。カソード電流コレクタフィルム１６も、所望の電気伝導性を提供するために十分な厚さの、接着層１４と同じ金属を含んでよい。
【００１３】
電気化学的に活性な物質を含んでいるカソード１８を、カソード電流コレクタフィルム１６とカソード１８が電気的に連結される様に、カソード電流コレクタフィルム１６の上又は下に形成してよい。例えば、カソード１８は、薄膜状に堆積した、結晶性ＬｉＭｎ２０２、ＬｉＮｉ０２、ＬｉＭｎ２０４、ＬｉＭｎ０２又はＬｉＣｏ０２等の、いくつかのリチウム含有化合物の一種を含んでよい。代表的な一態様では、ＲＦ又はＤＣマグネトロンスパッタリングによって、カソード電流コレクタ１６上に結晶性ＬｉＣｏ０２フィルムが堆積され、カソード１８の役割を果たす。カソード１８は、一般には、約０．１μｍから約１０μｍ、例えば約４μｍの厚さを持つ。
【００１４】
固体無機物質を含んでいる等の電解質２０は、カソード１８を覆って形成される。電解質２０は、例えば、あるいはＬｉＰＯＮフィルムとして知られている、非晶質リチウムリンオキシナイトライドフィルムであってよい。一態様では、ＬｉＰＯＮは、ｘ：ｙ：ｚ比が約２．９：３．３：０．４６のＬｉｘＰＯｙＮｚの形状である。電解質２０は、約０．１μｍから約５μｍ、例えば約２μｍの厚さでよい。
【００１５】
透過性アノード電流コレクタ２４は電解質２０を覆って堆積される。透過性アノード電流コレクタ２４はＳｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｍｏ等の金属、又はそれらの合金を含んでよい。ある典型例では、透過性アノード電流コレクタ２４は銅を含む。透過性アノード電流コレクタ２４は、リチウム原子等の、カソード材料の原子（カソード材料の原子、イオン又は他の種であってよい）が、その厚さを通り抜けるのを可能にする十分に小さい厚さを有する。例えば、透過性アノード電流コレクタ２４の適切な厚さは約１０００オングストローム（０．１μm）未満である。カソード材料の原子は、透過性アノード電流コレクタ２４の粒子、粒界、又は又はピンホールを通り抜けると信じられる。一の態様では、透過性アノード電流コレクタ２４の厚さは約５００オングストローム（０．０５μm）未満であり、充電及び放電の繰り返しに伴うエネルギー貯蔵容量の損失を更に低減する。透過性アノード電流コレクタ２４の厚さは少なくとも約５０オングストローム（０．００５μm）でもよく、よりよいサイクル特性を立証している。
【００１６】
透過性アノード電流コレクタ２４は、電解質２０の外方を向いた、かつ被覆層が無い、露出した外面２６を含む。従来技術では、先に述べた通り、充電と放電の繰り返しにわたってエネルギー貯蔵容量の落下を最小にするため、被覆層が必要であると判断されていた。しかしながら、アノード電流コレクタ２４が十分に薄く、移動するリチウム種にとって透過性であり、なおかつ十分な電気伝導度を提供する場合は、充電及び放電サイクル間のエネルギー貯蔵容量の落下は顕著に低減することが発見されている。
【００１７】
もう一つの形態では、図３に示す様に、透過性アノード電流コレクタ２４はグリッド１０５を含む。グリッド１０５は電気伝導性であり、かつリチウムカソード材料が通り抜けることを可能にする穴１２０を有する。一つの形態では、グリッドは金属を細かいパターンにした網目１１０である。電池１０を充電する場合、カソード材料はグリードパターン１０５の穴を通り抜けることができる。例えば、透過性アノード電流コレクタ２４をリチウムが透過できるように、全グリッドパターン１０５の面積に対する穴面積の比を少なくとも９０％としてよい。一例として、グリッド１０５は、寸法が少なくとも約０．１ｍｍ、かつ約３ｍｍ未満の穴を持つことができる。
【００１８】
カソード材料はこの様に透過性アノード電流コレクタ２４を透過し、その外表面２６にアノードフィルム２８を形成する。電解質２０と透過性アノード電流コレクタ２４の間ではなく、透過性アノード電流コレクタ２４の外表面２６上にアノードフィルム２８を形成することにより、電池１０の充電と放電を繰り返しても電解質２０及び透過性アノード電流コレクタ２４にかかる応力はより小さく、かつ電解質２０及び透過性アノード電流コレクタ２４の界面に生じる損傷はより少ない。図２に見られる通り、充電後、透過性アノード電流コレクタ２４は、電解質２０に対して実質的に固定されたままである。電池１０が放電すると、カソード材料は透過性アノード電流コレクタ２４を逆方向に透過し、カソード１８に戻る。図４は、厚さ３００オングストローム（０．０３μm）の透過性電流コレクタを持つ電池、及び厚さ３０００オングストローム（０．３μm）の電流コレクタを持つ電池に関する、放電容量対サイクル数のプロットを示す。厚さ３０００オングストローム（０．３μm）の電流コレクタを持つ電池のエネルギー貯蔵容量は、４０サイクル後に約４０％失われた。これに対し、３００オングストローム（０．０３μm）の薄い電流コレクタを持つ電池では、９０サイクル後の容量低下は１０％未満であった。この様なサイクル後、厚い電流コレクタの表面は銅色であり、走査型電子顕微鏡で見えるほど表面が粗かったが、他方、薄い電流コレクタの表面は、サイクル後リチウムの色を持ち、かつずっと滑らかであった。
【００１９】
充電された状態では、図２に示す様に、アノードフィルム２８は外表面２６上に形成されている。電気的に放電された状態では、図１に示すように、アノードフィルム２８は消失する。一態様では、透過性アノード電流コレクタ２４は十分に薄く、約４．２Ｖ及び約３Ｖの間で、二次電池１０の充電容量の実質的な損失無しに、少なくとも約１００回、二次電池の充電及び放電を可能にする。
【００２０】
一般には、薄膜電池１０は、アノードフィルム２８が実質的に存在しない、放電した状態で製造される。最初のステップ、ステップ１００で、基板１２を空気中で約１０分間、約４００℃に加熱し、基板１２上に形成されているかもしれない有機物質を焼成して基板１２を清浄にする。続いて、カソード電流コレクタ１６、カソード１８、電解質２０及び透過性アノード電流コレクタ２４等の電池１０の薄膜層を、基板１２上に堆積させる。
【００２１】
一つの方法では、基板１２を、図５に示したマグネトロンＰＶＤチャンバー１５０内でスパッタリングする。チャンバー１５０は、壁１５５、ガス分配器１６０に結合されていてチャンバー１５０にプロセスガスを導入するガス供給源１５８、チャンバー１５０からガスを排出するガス排出口１６５及びチャンバー内のスパッタリングターゲット１７５に電力を供給する電源１７０を含む。プロセスガスは、例えば、アルゴン及び酸素を含んでよい。基板１２を取り付けた基板取付具１８０は、コンベヤ（図示せず）によってチャンバー１５０内に搬送され、ターゲット１７５に対面して位置決めされる。基板保持取付具１８０は、一般には電気的にアースされているチャンバー壁１５５から、電気的に絶縁されている。チャンバー１５０は、装荷チャンバー（図示せず）から、スリットバルブ（これも図示せず）によって分離されている。スパッタリングガスは、一般には約５〜２５ｍＴｏｒｒの圧力でチャンバー１５０内に保持され、Ａｒ／Ｏ２の流速比約１〜約４５で供給される。
【００２２】
マグネトロンスパッタリングエナジャイザー１８５は、プロセスガスにエネルギーを付与し、ターゲット１７５から材料をスパッタし、それによりプラズマを生成するために、設けられている。プラズマは、基板１２全体を覆うのに十分な大きさの面積にわたって形成される。一つの形態では、マグネトロンエナジャイザー１８５は、周辺及び中心磁石等の磁石１１０を更に含んで、基板１２の周辺のプラズマ分布を制御する。基板１２上にＬｉＣｏＯｘフィルムを堆積させるため、ＬｉＣｏＯ２を含むターゲット１７５をチャンバー１５０内に設置し、マグネトロンスパッタリングエナジャイザー１８５を約０．１〜約２０Ｗ／ｃｍ２の電力密度レベルで操作する。エナジャイザー１８５の操作と連動して、約０．１〜約５ｍＡ／ｃｍ２のイオン束が、ＬｉＣｏＯｘフィルムの堆積がなされている基板１２へ配送される。堆積の間、基板１２に、プラズマに対して約５〜１００Ｖの負ポテンシャルをかける。ポテンシャルは、外部電力供給源を使用して、又は基板保持取付具１８０を電気的に浮上させた状態で、かけることができる。堆積プロセスのパラメータは、フィルムが所望の厚さに到達するまで維持される。堆積プロセスの間における基板１２の温度は約１００〜約２００℃と想定される。
【００２３】
随意であるが、基板１２上に形成されたカソード１８を、カソード１８の品質を更に向上させるために、アニールしてもよい。アニール処置により電池の充電容量が１０〜２０％増大し、充電及び放電電流が５０％を超えて増大し、かつ水分に対する抵抗が改良されることが見いだされている。これらの特性は、カソード材料中の点欠陥の消去及び電気的接触抵抗の減少により生ずる。一般に、アニーリングプロセスは約１５０〜約６００℃の低温で行われる。
【００２４】
次いで、電池セル１１は、金属箔、メッキプラスチック等のガス障壁材料、又はマイカ等の薄いセラミック材料で製作された筺体内に、少なくとも一部が封じられる。一形態では、筺体と電池セル１１の間にギャップを設ける。筺体は、排気して内部に真空環境を形成するか、あるいは、水分を除いたガス、例えば窒素、アルゴン、又は乾燥空気等の非反応性ガスを充填する。単一のセル１１が筺体内にあるときは、正極３４はセル１１のカソード電流コレクタ１６に電気的に結合され、負極３２は電池セル１１のアノード電流コレクタ２４に電気的に結合される。多数のセル１１が筺体内に置かれるときは、セル１１を、直列又は並列のセル配置で電気的に結合できる。
【００２５】
本発明を、いくつかの好ましい形態に関して詳細に説明してきたが、他の形態も可能である。例えば、本発明は使い捨て、即ち一回使用の電池にも利用できるであろう。従って、添付の特許請求の範囲は、ここに包含されている好ましい形態の説明に限定すべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の薄膜二次電池の一態様における、放電状態の模式断面図である。
【図２】図１の薄膜二次電池の、充電状態の模式断面図である。
【図３】グリッドパターンを含むアノード電流コレクタの上面図である。
【図４】アノード電流コレクタの厚さが３００オングストローム（０．０３μm）の電池及びアノード電流コレクタの厚さが３０００オングストローム（０．３μm）の電池に関する、放電容量対サイクル数のプロットを示す。
【図５】カソード形成装置の構造の模式図解である。
【図１】
2005519425.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年11月2日(2004.11.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）筺体を具備し
（ｂ）前記筺体に少なくとも一部が封入された電池セルを具備し、
前記電池セルは
（１）基板、
（２）基板上のカソード及びカソード電流コレクタ、
（３）前記カソード又はカソードコレクタに電気的に接合された電解質、並びに、
（４）前記電解質に接合された第一の面と、対向する第二の面とを持つ透過性アノード電流コレクタ
を備え、
前記カソードは前記カソード電流コレクタに電気的に接合されており、
前記透過性アノード電流コレクタは、
（ｉ）厚さ約１０００オングストローム（０．１μm）未満、かつ十分に薄く前記電池セルが充電されるときに、カソード材料がそれを透過して透過性アノード電流コレクタの前記第二の表面にアノードを形成することを可能にし、かつアノード電流コレクタの前記対向する第二の表面には被覆層が無いことと、
（ｉｉ）穴を含むグリッドを有し、前記電池セルが充電されるときに、カソード材料が前記穴を通り抜けて前記第二の表面上又は穴の内部にアノードを形成することを可能にすることと
の少なくとも一つを含み、
（ｃ）前記電池セルに結合された正及び負の電極を具備する、
二次電池。
【請求項２】
前記透過性アノード電極コレクタと筺体の間に間隙を含み、前記間隙はガスを含む、又は真空である請求項１記載の二次電池。
【請求項３】
前記ガスがアルゴン又は乾燥空気を含む請求項２記載の二次電池。
【請求項４】
前記カソードがリチウムを含み、かつ前記透過性アノード電流コレクタが銅を含む請求項１記載の二次電池。
【請求項５】
直列又は並列配置で電気的に結合された複数の電池セルを含む請求項１記載の二次電池。
【請求項６】
前記電池セルを、前記電池セルの初期エネルギー貯蔵容量に対して約２０％を超えるエネルギー貯蔵容量の低下無しに、少なくとも約１００回、約４．２Ｖ及び約３Ｖの間でそれぞれ充電及び放電することを可能にする、十分に薄い前記アノード電極コレクタを含む請求項１記載の二次電池。
【請求項７】
前記アノード電極コレクタの膜厚が少なくとも約５０オングストローム（０．００５μm）で、かつ約５００オングストローム（０．０５μm）未満である請求項１記載の二次電池。
【請求項８】
前記グリッドアノード電極コレクタ上に被覆層の堆積が無い請求項１記載の二次電池。
【請求項９】
二次電池の形成方法であって、
（ａ）下記による電池セルの形成を含むステップ、
（１）基板を形成する第１ステップと、
（２）前記基板上にカソード及びカソード電流コレクタを形成する第２ステップであり、前記カソードが前記カソード電流コレクタに電気的に接合されるとする前記第２ステップと、
（３）前記カソード又はカソード電流コレクタに電気的に接合された電解質を形成する第３ステップと、
（４）前記電解質に電気的に接合された第一の表面及び対向する第二の表面を有する透過性アノード電流コレクタを形成する第４ステップであり、前記透過性アノード電流コレクタが、
（ｉ）約１０００オングストローム（０．１μm）未満、かつ十分に薄く前記電池セルが充電されるときに、カソード材料がそれを透過して透過性アノード電流コレクタの前記第二の表面にアノードを形成することを可能にする厚さであり、かつ前記アノード電流コレクタの対向する第二の表面には被覆層が無いことと、
（ｉv）穴を含むグリッド、前記穴は前記電池セルが充電されるときに、カソード材料が通り抜けて前記第二の表面上又は穴の内部にアノードを形成することを可能にすることと、
の少なくとも一つを含む、前記第４ステップと、
（ｂ）前記電池セルに正及び負の電極を結合するステップ、及び
（ｃ）筺体で前記電池セルの少なくとも一部を封入するステップ、
を含む方法。
【請求項１０】
前記（ｃ）が、前記透過性アノード電流コレクタと筺体の間に間隙を形成する様に、前記電池セルを筺体中に設置することを含む請求項９記載の方法。
【請求項１１】
（ｉ）前記間隙中に真空環境を形成する様に間隙を真空引きすること、又は（ｉｉ）前記間隙にガスを充填することを含む請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
リチウムを含むカソード及び銅を含む透過性アノード電流コレクタを形成することを含む請求項９記載の方法。
【国際調査報告】
2005519425.tif 000008
2005519425.tif 000009
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