正极、二次电池以及电子设备的制作方法

本发明的一个方式涉及一种物品或制造方法。此外，本发明涉及一种工序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或者组合物(composition of matter)。本发明的一个方式涉及一种半导体装置、显示装置、发光装置、蓄电装置、照明装置或电子设备及其制造方法。在本说明书中，电子设备是指具有蓄电装置的所有装置，具有蓄电装置的电光装置、具有蓄电装置的信息终端装置等都是电子设备。

背景技术：

1、近年来，对锂离子二次电池、锂离子电容器、空气电池及全固态电池等各种蓄电装置的研究开发日益火热。尤其是，对高输出、大容量的锂离子二次电池的需求随着半导体产业的发展急剧增加，作为能够进行充电的能量供应源成为现代信息化社会中不可或缺的物品。

2、在锂离子二次电池中安全性更高的全固态电池的开发已在开展。正极、电解质及/或负极利用pvd(物理蒸镀)、cvd(化学蒸镀)等形成的薄膜二次电池也是全固态电池之一种。

3、专利文献1及专利文献2公开了包括钴酸锂薄膜的正极。

4、[专利文献1]日本专利申请公开第2009-295514号公报

5、[专利文献2]日本pct专利申请公开第15-029289号公報

6、钴酸锂的晶体结构是属于空间群r-3m的层状岩盐型晶体结构，锂层与由钴及氧构成的八面体的层交替层叠。已知锂离子容易在与上述层平行的方向(即，与钴酸锂的(003)面平行的方向)上迁移。因此，在将具有结晶性的钴酸锂用作正极活性物质的情况下，不优选上述层与正极及负极平行(即，不优选钴酸锂呈现(003)取向)。这是因为如下缘故：本应成为锂离子的出入口的截面不朝向负极，而使锂离子不容易从正极活性物质脱嵌和嵌入到正极活性物质。这会导致二次电池的充放电容量的下降及倍率特性的下降。

7、另一方面，已知钴酸锂的薄膜易于呈现(003)取向。因此，在专利文献1及专利文献2中，为了控制钴酸锂的取向，使用特定面方位的单晶衬底(例如sto衬底、au衬底、pt衬底等)。但是，在使用这种单晶衬底的方法中，衬底的成本昂贵，由此不是优选的。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明的一个方式的目的之一是提供一种虽使用如玻璃衬底等廉价的衬底但不呈现(003)取向的具有层状岩盐型晶体结构的正极活性物质膜。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种生产率高的正极活性物质膜。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种充放电容量大的正极活性物质膜。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种倍率特性高的正极活性物质膜。

2、此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种虽使用廉价的衬底但不呈现(003)取向的具有层状岩盐型晶体结构的正极。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种生产率高的正极。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种充放电容量大的正极。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种倍率特性高的正极。

3、此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种生产率高的二次电池或电子设备。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种安全性高或可靠性高的二次电池或电子设备。

4、此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种新颖的物质、活性物质粒子、蓄电装置或它们的制造方法。

5、注意，这些目的的记载不妨碍其他目的的存在。注意，本发明的一个方式并不需要实现所有上述目的。此外，可以从说明书、附图、权利要求书的记载中抽取上述目的以外的目的。

6、为了达到上述目的，在本发明的一个方式中，使设置在衬底与正极活性物质膜之间的正极集流体膜具有控制正极活性物质膜的取向的功能。

7、本发明的一个方式是设置在衬底的第一面上的正极，该正极包括衬底的第一面上的正极集流体膜及正极集流体膜上的正极活性物质膜，其中正极活性物质膜具有属于空间群r-3m的层状岩盐型晶体结构，并且正极活性物质膜的(00l)面不与衬底平行。

8、此外，本发明的另一个方式是设置在衬底的第一面上的正极，该正极包括衬底的第一面上的正极集流体膜及正极集流体膜上的正极活性物质膜，其中正极活性物质膜具有属于空间群r-3m的层状岩盐型晶体结构，并且正极活性物质膜的(00l)面与衬底的第一面所形成的角度超过5°。

9、此外，在上述方式中，优选的是，在正极活性物质膜中，通过out-of-plane x射线衍射，在角度2θ为77°以上且81°以下并且角度ψ为0°以上且5°以下的情况下观察到(116)面。

10、此外，本发明的另一个方式是设置在衬底的第一面上的正极，该正极包括衬底的第一面上的正极集流体膜及正极集流体膜上的正极活性物质膜，其中在正极活性物质膜中，在广角倒易空间图中至少观察到第一斑点及第二斑点，在第一斑点的峰中，角度2θ为17°以上且21°以下并且角度ψ为45°以上且70°以下，并且在第二斑点的峰中，角度2θ为43°以上且47°以下并且角度ψ为10°以上35°以下。

11、此外，在上述方式中，优选的是，正极集流体膜与正极活性物质膜的晶体取向一致。

12、此外，在上述方式中，优选的是，衬底为玻璃衬底或树脂衬底。

13、此外，在上述方式中，优选的是，正极集流体膜为两种以上的膜的叠层。

14、此外，在上述方式中，优选的是，正极集流体膜是钛膜与氮化钛膜的叠层，并且在衬底上依次层叠有钛膜、氮化钛膜、正极活性物质膜。

15、此外，在上述方式中，优选的是，钛膜具有属于空间群p63/mmc的晶体结构并呈现(101)取向，氮化钛膜具有属于空间群fm-3m的晶体结构并呈现(311)取向，并且正极活性物质膜呈现(116)取向。

16、此外，在上述方式中，优选的是，正极活性物质膜包含钴、镍、锰中的至少一个。

17、此外，本发明的另一个方式是一种包括上述正极、固体电解质以及负极的二次电池。

18、此外，本发明的另一个方式是一种包括上述二次电池、天线以及充放电电路的电子设备。

19、根据本发明的一个方式，可以提供一种虽使用廉价的衬底但不呈现(003)取向的具有层状岩盐型晶体结构的正极活性物质膜。此外，可以提供一种生产率高的正极活性物质膜。此外，可以提供一种充放电容量大的正极活性物质膜。此外，可以提供一种倍率特性高的正极活性物质膜。

20、此外，可以提供一种虽使用廉价的衬底但不呈现(003)取向的具有层状岩盐型晶体结构的正极。此外，可以提供一种生产率高的正极。此外，可以提供一种充放电容量大的正极。此外，可以提供一种倍率特性高的正极。

21、此外，可以提供一种生产率高的二次电池或电子设备。此外，可以提供一种安全性高或可靠性高的二次电池或电子设备。

22、此外，可以提供一种新颖的物质、活性物质粒子、蓄电装置或它们的制造方法。

23、注意，这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。注意，本发明的一个方式并不需要具有所有上述效果。此外，可以从说明书、附图、权利要求书等的记载中明显知道并抽取上述效果以外的效果。