(57)【要約】      （修正有）【解決手段】多孔性導電層とその側に設けられるリチウム金属層で構成され、前記多孔性導電層はコレクタ層とキャリア層で構成され、キャリア層には若干の第１ホールを有し、前記第１ホールの一部がキャリア層を突き通って、リチウム金属層と多孔性導電層を隣接して設けられる陰極板。【効果】前記陰極板は前記ホールによってリチウムイオンにもっと大きい沈積表面積をつくるとともに、不活化層が陰極板で形成されるよう陰極板表面のイオン導電率を一致させることができる。なお、同一電子電導性はキャリア層にリチウムデンドライトの発生を減少させることもできる。【選択図】図３Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔性導電層であって、当該多孔性導電層は、キャリア層であって、複数の第１孔を有し、当該第１孔の少なくとも一部がキャリア層を貫通するキャリア層と、コレクタ層であって、当該キャリア層に隣接して設けられ、複数の第２孔を有し、当該第２孔の少なくとも一部が当該コレクタ層を貫通するコレクタ層と、を有する多孔性導電層と、
多孔性導電層に隣接して設けられるリチウム金属層と、を有する、
陰極板。
【請求項２】
リチウム金属層が多孔性導電層のコレクタ層に隣接して設けられる請求項１記載の陰極板。
【請求項３】
リチウム金属層が多孔性導電層のキャリア層に隣接して設けられる請求項１記載の陰極板。
【請求項４】
多孔性導電層とリチウム金属層が隣接して設けられない側の表面には少なくとも一つの絶縁区域があり、当該絶縁区域が導電性絶縁層、或いは表面処理をした導電性絶縁の表面である請求項１記載の陰極板。
【請求項５】
当該多孔性導電層と当該リチウム金属層の間に位置するイオン導電層を有し、当該イオン導電層と当該リチウム金属層は化学不活化層である請求項１に記載した陰極板。
【請求項６】
当該イオン導通層は電子導電性がもっと強い請求項５記載の陰極板。
【請求項７】
当該イオン導通層の構造形態が多孔層状構造、網状構造、針柱状構造或いは上記構造の組合である請求項５記載の陰極板。
【請求項８】
当該イオン導通層は陶磁器絶縁材料、高分子素材、導電性材料または上記材料の組合を含有する請求項５記載の陰極板。
【請求項９】
当該コレクタ層の材料は銅、ニッケル、鉄、金、亜鉛、銀またはチタン或いはリチウムとの反応による不活化材料を含有する請求項１記載の陰極板。
【請求項１０】
キャリア層とコレクタ層が単一構造である請求項１記載の陰極板。
【請求項１１】
当該キャリア層が多孔性金属層である請求項１記載の陰極板。
【請求項１２】
多孔性金属層の材料は銅、ニッケル、鉄、金、亜鉛、銀またはチタン或いはリチウムとの反応による不活化材料を含有する請求項１１記載の陰極板。
【請求項１３】
当該キャリア層が導電性薄膜である請求項１記載の陰極板。
【請求項１４】
当該導電性材料は石墨、グラフェン、炭粒、炭管、金属微粒またはその他導電体を含有する請求項１３記載の陰極板。
【請求項１５】
当該キャリア層の外表面を覆う金属薄膜を有する請求項１に記載した陰極板。
【請求項１６】
金属薄膜は銅、ニッケル、鉄、金、亜鉛、銀またはチタン或いはリチウムとの反応による不活化材料を含有する請求項１５記載の陰極板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は陰極板、特にキャリア層付き陰極板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、モバイル知能型マルチタスク電子製品が次々と登場するに従って、激しい競争市場で生存し続けるために絶えず製品の性能を向上させることが唯一の方法になった。電子製品に充分なエネルギーを提供するには、エネルギー密度が高くて、耐用期間が長い電池が不可欠であり、従って、これらの特性を有するリチウム二次電池は最も広く利用される電池システムになった。
しかし、リチウム二次電池も安全面において解決しなければならない課題を有する。それは充電または放電を行う際に、電池システム内部のイオン導電性と電子導電性が均一でないことにより厳しい偏極現象が発生し、リチウムデンドライト（ｌｉｔｈｉｕｍ  Ｄｅｎｄｒｉｔｅ）が短い時間内に陰極板で形成され、充電または放電の回数が上がるに従ってリチウムデンドライトが長くなり、これが分離膜を刺し通すと、正極と負極間の導通により大量の熱が発生して、電池の爆発の原因となり、大電流の充電放電操作環境下ではこの現象がより厳しくなることがある。
【０００３】
上記の問題を解決するための一般的な方法は電解質変性であり、例えば、優れたイオン導電性によって極板内部の導電性不均一の問題を解決するために純有機液体電解質でイオン導電性を向上させる方法、並びに極板の表面にリチウムイオン導電性の優れた酸化物層が形成されるよう液体電解質に添加物を加えて、極板と電解液間の結合部を安定させて、リチウムデンドライトの発生をコントロールする方法がある。しかし、上記２種類の方法では、液体電解質はリチウムデンドライトの発生をコントロールすることができるが、電池本体が漏液するという問題点がある。
【０００４】
本発明は上記技術の欠点に鑑みて、当該問題を解決するためのキャリア層付き陰極板を提供することに関するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、ホールによってリチウムイオンに大きな沈積表面積をつくり、不活化層が陰極板で形成されるようリチウムデンドライトの発生を減少させるとともに、可逆反応を向上させることを目的とする。
【０００６】
本発明はキャリア層の表面に金属フィルムの特性を加え、陰極板に均一的な電子導電性を形成し、リチウムデンドライトの発生を減少させることができる陰極板を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明はリチウムデンドライトが構造を刺し通さないようリチウムデンドライトの発生位置をリチウム金属層に近くし、或いは、直接リチウム金属層に設けるとともに、リチウムデンドライトによって多孔性導電層とリチウム金属層間の導電性結合部を増加して電池内抵抗の効果を降下させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、多孔性導電層とその側に設けられるリチウム金属層で構成され、前記多孔性導電層はコレクタ層とキャリア層で構成され、キャリア層には若干の第１ホールを有し、前記第１ホールの一部がキャリア層を突き通って、リチウム金属層と多孔性導電層を隣接して設ける陰極板を提供する。
本発明の陰極板は前記ホールによってリチウムイオンにもっと大きい沈積表面積をつくるとともに、不活化層が陰極板で形成されるよう陰極板表面のイオン導電率を一致させることができる。なお、同一電子電導性はキャリア層にリチウムデンドライトの発生を減少させることもできる。
【０００９】
本発明は、各請求項に記載した構成とすることにより実施できるものであるが、その実施を更に容易にするために目的、技術内容、特性に加えて作用効果を併記することとする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】本発明に記載した陰極板の実施形態の構造図である。
【図１Ｂ】本発明に記載した陰極板の絶縁区域の実施形態における構造を示す説明図である。
【図１Ｃ】本発明に記載した陰極板のもう一つの絶縁区域の実施形態における構造を示す説明図である。
【図１Ｄ】本発明に記載した陰極板のイオン伝導層の実施形態における構造を示す説明図である。
【図１Ｅ】本発明に記載した陰極板の実施形態における構造を示す説明図である。
【図２Ａ】本発明に記載した陰極板のもう一つの実施形態における構造を示す説明図である。
【図２Ｂ】本発明に記載した陰極板の絶縁区域の実施形態における構造を示す説明図である。
【図２Ｃ】本発明に記載した陰極板のもう一つの絶縁区域の実施形態における構造を示す説明図である。
【図２Ｄ】本発明に記載した陰極板のイオン伝導層の実施形態における構造を示す説明図である。
【図２Ｅ】本発明に記載した陰極板のもう一つの実施形態における構造を示す説明図である。
【図３Ａ】本発明に記載した陰極板のもう一つの実施形態における構造を示す説明図である。
【図３Ｂ】本発明に記載した陰極板の実施形態における構造を示す説明図である。
【図３Ｃ】本発明に記載した陰極板の絶縁区域の実施形態における構造を示す説明図である。
【図３Ｄ】本発明に記載した陰極板のもう一つの絶縁区域の実施形態における構造を示す説明図である。
【図３Ｅ】本発明に記載した陰極板のイオン伝導層の実施形態における構造を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は多孔性導電層とその側に設けられるリチウム金属層で構成され、前記多孔性導電層はコレクタ層とキャリア層で構成され、キャリア層には若干の第１ホールを有し、前記第１ホールの一部がコレクタ層を突き通って、コレクタ層には若干の第２ホールを有し、前記第２ホールの一部がコレクタ層を突き通って、リチウム金属層と多孔性導電層を隣接して設ける陰極板を提供する。
【００１２】
本発明の陰極板は前記ホールによってリチウムイオンにもっと大きい沈積表面積をつくるため、陰極板で構造が安定化した不活化層を形成することができる。沈積表面積が大きくて、電気化学反応を複数回を経ても反応が発生しない反応沈積表面積を提供して構造が安定した不活化層を形成し、リチウムデンドライトの発生を減少させるとともに、可逆反応を向上させることもできる。なお、本発明は多孔性導電層によってリチウムデンドライトを多孔性導電層とリチウム金属層との結合部に発生させ、リチウムデンドライトの位置がリチウム金属層に近いため、デンドライトの発生による内部短絡を効果的に防止することができ、多孔性導電層とリチウム金属層との結合部をリチウムデンドライトの発生に従って多くすることもできる。よって、多孔性導電層とリチウム金属層との結合部における抵抗値を低減することに役立つ。
本願発明の詳細な説明について、以下、実施形態を詳しく説明するが、これらの実施形態は主要な実施例として説明するものであり、本発明の請求項に含まれるが、その限りでない。
【００１３】
図１Ａ〜図１Ｅは本発明に記載した陰極板の実施形態における構造を示す説明図である。
【００１４】
まず、図１Ａに示すように、本実施形態に記載した陰極板１０は多孔性導電層１２とリチウム金属層１４で構成され、前記多孔性導電層１２はコレクタ層１２２とキャリア層１２１で構成され、前記リチウム金属層１４が前記多孔性導電層１２のコレクタ層１２２に隣接して設けられる。即ち、本実施形態における陰極板１０は構造がキャリア層１２１、コレクタ層１２２、リチウム金属層１４の順序により配分されている。
コレクタ層１２２に若干の第２ホールＨ２を有し、キャリア層１２１に第１ホールＨ１を有し、前記第２ホールＨ２、第１ホールＨ１の一部が貫通孔で、即ち本実施形態における第１ホールＨ１、第２ホールＨ２が透過孔の形態で表示されることを示す。しかし、実際は第１ホールＨ１と第２ホールＨ２の形態は一部透過形態である。例えば、第２ホールＨ２の一部がコレクタ層１２２を、第１ホールＨ１の一部がキャリア層１２１を突き通って、そのうち前記第２ホールＨ２と第１ホールＨ１は貫通形態を問わず対応設置に限るものではない。例えば、図１Ａは第２ホールＨ２の開口部はキャリア層１２１の第１ホールＨ１に対応する形態を示し、もちろん第２ホールＨ２の開口はキャリア層１２１の第１ホールＨ１区域に対応しなくても構わない。
【００１５】
本発明は多孔性導電層１２とリチウム金属層１４の隣接する側の表面に絶縁区域２０を有する。図１Ｂと図１Ｃに示すように、そのうち図１Ｂに示す絶縁区域２０は単一層状構造であり、図１Ｃに示す絶縁区域２０は表面処理をした絶縁表面で、導電性を不活化にすることを図る。
絶縁区域２０が設置されない場合、リチウムイオンが多孔性導電層１２の孔（Ｈ１またはＨ２）に流れる前に、過充電、過放電状態下で多孔性導電層１２側表面の電気めっき反応により大量に沈積される可能性があり、絶縁区域２０が設置された場合、リチウムイオンが多孔性導電層１２の孔に流れる前に、絶縁性により表面に沈積されることを防止することができるとともに、多孔性導電層１２に露出した外表面は過充電、過放電状態下でリチウムデンドライトを発生することを防止することもできる。
【００１６】
図１Ｄに示すように、本発明は多孔性導電層１２とリチウム金属層１４の間にあるイオン導通層３０を有し、それは多孔層状構造、網状構造、針状構造或いは上記構造の組合で構成される。イオン導通層３０とリチウム金属層１４は化学不活性を有し、即ちイオン導通層３０はリチウム金属層１４と合金化反応を発生しない。なお、イオン導通層３０はイオン導通を提供するほか、特定の材料または特定の反応（例えばリチウムイオンの沈積により形成されたリチウム金属のリチウムデンドライト構造）をした場合、電子導通能力も有する。
【００１７】
また、図１Ｅの実施形態に記載した多孔性導電層１２におけるキャリア層１２１とコレクタ層１２２は単一構造であり、例えば、キャリア層１２１とコレクタ層１２２は同一金属材料で構成される場合、異なるプロセスでコレクタ層１２２区域に第２ホールＨ２を、キャリア層１２１区域に第１ホールＨ１を形成させるが、第２ホールＨ２と第１ホールＨ１を対応させて設置しなくてもかまわない。
【００１８】
陰極板のもう一つの実施形態における構造を示す図２Ａを参照されたい。
【００１９】
本実施形態における陰極板１０は多孔性導電層１２とリチウム金属層１４で構成され、多孔性導電層１２はコレクタ層１２２とキャリア層１２１で構成される。この点は上記の実施形態に一致するが、その技術は図２Ａに記載したリチウム金属層１４が多孔性導電層１２のキャリア層１２１に隣接して設けられる。即ち、本実施形態における陰極板１０は構造がコレクタ層１２２、キャリア層１２１、リチウム金属層１４、の順序により配分されている。
【００２０】
なお、前記絶縁区域２０とイオン導通層３０の構造と効果は既に図２Ｂ、図２Ｃ及び図２Ｄにおいて記載したので、ここでは改めて説明しない。そのうちキャリア層１２１は導電性がある場合、或いは導電材料が添加された場合、絶縁区域２０でリチウム金属層１４から遠く離れたキャリア層１２１の表面におけるリチウムデンドライトの形成を防止することができる。
【００２１】
最後に、図２Ｅを参照されたい。本実施形態におけるコレクタ層１２２とキャリア層１２１は単一構造であり、コレクタ層１２２とキャリア層１２１の材料は完全に同じであり、リチウム金属層１４が多孔性導電層１２のキャリア層１２１に隣接して設けられている場合、コレクタ層１２２とキャリア層１２１の構造（例えば孔）は同じ、或いは同じなくでも構わない。
【００２２】
上記の実施形態の構造によると、キャリア層１２１の多孔性構造は陰極板１０の表面積を大幅に増加して、不活化層が陰極板１０で形成されるようリチウムデンドライトの発生を減少させるとともに、可逆反応を向上させることもできる。キャリア層１２１が金属材料で構成された場合、キャリア層１２１の表面に分布される電子導電性のほとんどが完全に同じであるため、陰極板１０の電子導電性は位置の差による大きな差を形成できず、リチウムデンドライトの発生を減少させることができる。なお、コレクタ層１２２とリチウム金属層１４は実際に接触するので、コレクタ層１２２の材料とリチウム金属層１４とは反応できない。よって、本実施形態におけるコレクタ層１２２は銅、ニッケル、鉄、金、亜鉛、銀またはチタンを材料とし、キャリア層１２１とコレクタ層１２２の材質が同じである場合、キャリア層１２１は必ずリチウムとの不活性化反応を発生した材料で構成されなければならない。
図面に示すように、第２ホールＨ２と第１ホールＨ１はそれぞれ垂直方向に沿ってコレクタ層１２２とキャリア層１２１を貫通して、そのうち前記第２ホールＨ２と第１ホールＨ１のすべては機械製造（例えば機械的孔あけ、エッチング等）方式で形成され、或いは多孔性材料（ｐｏｒｏｕｓ  ｍａｔｅｒｉａｌ）で構成されるため、前記第２ホールＨ２と第１ホールＨ１は貫通孔、蟻孔、通孔、ブラインドホール等の形態で構成されることができる。
リチウム金属層１４は陰極板１０の活性層である。キャリア層１２１の構造と材質は多孔性金属であり、例えば、網状金属、発泡金属等材料である。イオン導通層３０の材料について、イオン導通層３０は通常の陶磁器絶縁材料、高分子素材、液態電解質、ゴム状電解質、固体電解質または液態イオンを使用するほか、導通材料（例えば金属材料、合金材料、電気伝導炭材等）或いは上記材料とイオン導通層３０の隙間で組み合わせた材料を使用することもできる。多種材料と導通層３０の隙間の組合せは原導通材料の上に実施される電気メッキ、蒸しメッキ或いはスパッタ層のフィルム金属または合金に含まれることもできる。前記陶磁器絶縁材料は酸化金属、硫化金属、窒化金属または酸性化反応後の金属材料（例えばリン酸化金属）等がある。また、導電性炭素材料はカーボンブラック、硬質炭素、ナノカーボン、グラファイト、グラフェンまたはその他導電性炭素がある。
【００２３】
導電性薄膜付き陰極板の構造を示す図３Ａと図３Ｂを参照されたい。
【００２４】
図３Ａに記載した陰極板１０はキャリア層１２１、コレクタ層１２２とリチウム金属層１４で構成され、そのうちコレクタ層１２２はキャリア層１２１とリチウム金属層１４間に設けられ、コレクタ層１２２に若干の第２ホールＨ２を有し、キャリア層１２１に若干の第１ホールＨ１を有し、キャリア層１２１は構造の強度が弱い導電性薄膜であるため、コレクタ層１２２を集電に用いられるほか、陰極板１０の構造強度を強化させることもできる。
この実施形態では、コレクタ層１２２には少なくとも１種類の導電性材料ＣＭを含有しなければならない。前記導電性材料は金属材料（例えば金属粒）或いは非金属材料（例えば石墨、炭素微小球、炭素管等電導体）があり、また、非電導性材料ｎＣＭ（例えばポリマー材料）もある。
【００２５】
陰極板のもう一つの実施形態を示す図３Ｂを参照されたい。
【００２６】
本実施形態に記載した陰極板１０はキャリア層１２１、リチウム金属層１４とコレクタ層１２２で構成され、前記キャリア層１２１の外表面が金属薄膜１６で覆われ、当該金属薄膜１６は蒸メッキで、或いはその他方法でキャリア層１２１及びその第１ホールＨ１の外表面に形成されたものである。
【００２７】
絶縁区域２０とイオン導通層３０の実施形態を示す図３Ｃ、図３Ｄ及び図３Ｅを参考されたい。そのうち上記コレクタ層１２２の材料は銅、ニッケル、鉄、金、亜鉛、銀またはチタン、或いはリチウムとの反応による不活化なものを材料とする。キャリア層１２１が金属材料である場合、銅、ニッケル、鉄、金、亜鉛、銀またはチタン、或いはリチウムとの反応による不活化なものを材料とする。金属薄膜１６は銅、ニッケル、鉄、金、亜鉛、銀またはチタン、或いはリチウムとの反応による金属以外の銅、ニッケル、鉄、金、亜鉛、銀またはチタンまたはリチウムとの反応による不活化なものを材料とする。
【００２８】
上記の陰極板の構造によると、キャリア層１２１は陰極板の表面積を大幅に増加して、構造が安定した不活化層を陰極板１０に形成し、リチウムデンドライトの発生を減少させるとともに、陰極板１０の可逆反応を向上させることもできる。例えばコレクタ層では反応表面積は高密度孔の設計により増加されるが、キャリア層１２１では反応表面積は粒径が異なる導電性材料（ミクロン粒子、ナノ粒子）で形成され、そのうち前記反応は不活化層を形成するための反応である。
ファラデーの法則に基づき、電解質のリチウムイオンが陰極板に流れる時、キャリア層１２１の表面積が大きく、しかも反応しなかったキャリア層の表面積があることで、キャリア層１２１では、陰極板に達するリチウムイオンのほとんどが直接不活化層の表面が形成されない表面に不活化層を形成させることができる。言葉をかえて言えば、リチウムイオンの不活化層は単一層状でキャリア層の表面に形成されて、構造上の妨害、イオン導電性、電子導電性の差等による不活化層の欠点、電荷移転速度の差増大等の問題を防止することができ、反対に、キャリア層１２１の表面に構造が安定した不活化層を形成させることができる。
幾重にも連なる不活化層は構造がきめ粗い不活化層より、構造がきめ細かく、安定化した不活化層はイオン導電性が良く、成形されると、構造が破損または崩壊し難くなる。よって、ファラデーの反応はキャリア層１２１の表面に不活化層を形成するために、少量のリチウムイオンを消耗しなければならないが、不活化層は構造がきめ細かいので、かえって可逆反応が高まる。なお、本発明に記載した金属リチウム層１４はリチウムイオンの出所として可逆反応を高めることもできる。
【００２９】
構造、形態が不安定である不活化層に発生したリチウムデンドライトのほか、沈積表面積の電子導電性の差によりリチウムデンドライトを発生する場合もある。
本発明に記載した陰極板は多孔性キャリア層で反応の表面積を増加し、キャリア層の表面に分布されている電子導電性はほとんどが同じであるため、リチウムイオンに厳しい沈積を発生させないことができる。キャリア層本体は金属層で、キャリア層１２１の表面に分布されている電子導電性はほとんどが同じである。金属薄膜に覆われたキャリア層１２１では、特にキャリア層に導電性材料を含有する場合（例えばポリマー材料）、キャリア層１２１の表面は非導電性材料を含有することにより電子導電性を特定し、或いは位置の一部で０に近くなるが、逆に導電性材料では、電子導電性がとても良いことが認められる。この場合、キャリア層１２１の表面を覆う金属薄膜１６でキャリア層１２１の表面に分布される電子導電性を均一化にしなければならず、よって、キャリア層１２１に達するリチウムイオンは電子導電性の差により選択的沈積現象を発生することができない。即ちリチウムイオンは特定位置に大量の沈積を発生するのが難しく、よってリチウムデンドライトの形成がとても難しくなる。
さらに、本発明におけるリチウム金属層は多孔性導電層（或いは両者の間にイオン導通層を設ける）に隣接して設置されるため、多孔性導電層１２（及び／またはイオン導通層３０）の多孔性構造と各層の材料特性によってリチウムデンドライトが発生すると、その発生位置は多孔性導電層１２またはイオン導通層に隣接して設けられる表面に近く形成され、よって、リチウムデンドライトの端側が多孔性導電層１２、反対端側がリチウム金属層１４に接触する時、リチウムデンドライトが構造を刺し通して内部短絡を起こす心配がない。反対に、リチウム金属本体の電気性質で電子導通性が上がり、内部抵抗を降下させることができる。現在の技術では、リチウムデンドライトが形成された後、分離層に刺し通されて内部短絡を起こす可能性があり電気供給を妨害する。
【００３０】
また、リチウム金属層１４はリチウムイオンを電池本体の電化学システムに流すことができるので、リチウム金属層１４から提供されるリチウムイオン量は必ず不活化層の形成に必要なリチウムイオン量より大きくなければならず、そのため、リチウム金属層１４の体積を制限しなければならない。例を挙げて説明すると、体積の小さいすぎるリチウム金属層は十分なリチウムイオンを提供できないため、電池の電化学システムにおけるリチウムイオン含有量を有効的に維持することができない。
また、コレクタ層１２２の第２ホールＨ２とキャリア層１２１の第１ホールＨ１の間の貫通部において、リチウムイオン（例えば電解質からのリチウムイオン）が貫通部の第１ホールと第２ホールによってリチウム金属層１４に流れて、コレクタ層１２２、キャリア層１２１の電位をリチウム金属層１４に近くなるようコレクタ層１２２、キャリア層１２１とリチウム金属層１４との導電性をつなげることができる。しかし、貫通された第１ホールと第２ホールを中心とし、当該中心から遠ければ遠いほどコレクタ層１２２と多孔性導電層１２の電位は過電圧になる可能性があり、コレクタ層とキャリア層の電位はズレを発生する場合がある。よって、貫通部から遠く離れたリチウム金属の沈積速度は変化し、かつ沈積／沈積排除における可逆反応は効果を降下する場合がある。以上より分かるように、貫通された第１ホールと第２ホールとの距離は制限しなければならない。
【００３１】
上記の構造に関する説明からわかるように、電解質（液状、固状、或いはコロイド状電解質に限られない）に提供されるリチウムイオンは本発明に記載した陰極板に到達した時に、まず多孔性導電層の中のキャリア層に接触し、キャリア層では沈積の表面積が大きく、イオン導電性が良く、電子導電性が均一であり、リチウムイオンはキャリア層の表面にきめ細かい不活化層を形成させることができる。
言葉をかえて言えば、キャリア層では大量の表面積が提供できて、電解質のリチウムイオンの構造が安定的で、きめ細かい不活化層を形成させるとともに、高導電性金属によってキャリア層の表面に分布される電子導電性を変えて、それによって電解質のリチウムイオンの選択的沈積、リチウムデンドライトの発生による電池の内部短絡（例えば電池の爆発）等の安全上の問題を防止する。
【００３２】
上記は本発明の実施例についての詳細な説明であり、本発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、本発明の請求範囲に記載した特性と精神に基づく変化または修飾はすべて本発明の特許請求の範囲に属する。
【符号の説明】
【００３３】
１０    陰極板
１２    多孔性導電層
１２１  キャリア層
１２２  コレクタ層
１４    リチウム金属層
１６    金属薄膜
２０    絶縁区域
３０    イオン導通層
ＣＭ    導電材料
Ｈ１    第１孔
Ｈ２    第２孔
ｎＣＭ  非導電材料
【図１Ａ】
2016029653.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図２Ａ】
2016029653.tif 000008
【図２Ｂ】
2016029653.tif 000009
【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
2016029653.tif 000011
【図２Ｅ】
2016029653.tif 000012
【図３Ａ】
2016029653.tif 000013
【図３Ｂ】
2016029653.tif 000014
【図３Ｃ】
2016029653.tif 000015
【図３Ｄ】
2016029653.tif 000016
【図３Ｅ】
2016029653.tif 000017
【外国語明細書】
2016029653000001.pdf