CN103097567A - 导电层包覆铝材及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供具有能够耐受长时间使用的特性的导电层包覆铝材及其制造方法。一种导电层包覆铝材，其具备铝材(1)、第一导电层(2)、插入层(3)和第二导电层(4)。第一导电层(2)形成在铝材(1)的表面上且含有具有导电性的有机物。插入层(3)形成在铝材(1)与第一导电层(2)之间且含有铝的碳化物。第二导电层(4)形成在第一导电层(2)的表面上且含有含碳粒子(41)。使树脂附着到铝材(1)的表面上并使其干燥，使含碳物质附着到其上，然后，将铝材(1)配置到含有含烃物质的空间中并进行加热，由此，形成第一导电层(2)、插入层(3)和第二导电层(4)。

Description

导电层包覆铝材及其制造方法
技术领域
一般而言，本发明涉及用导电层包覆铝材表面而得到的导电层包覆铝材及其制造方法，特定而言，本发明涉及用于双电层电容器、电解电容器、锂电池、锂离子电池、锂离子聚合物电池、染料敏化太阳能电池、燃料电池、固体高分子燃料电池等的集流体或电极等电极结构体的导电层包覆铝材及其制造方法。
背景技术
用于将化学能直接转变成电能的装置有电池。电池利用电化学变化而发挥进行电荷放电或反复进行电荷的充电和放电的作用，因此用作各种电气电子设备的电源。此外，发挥反复进行电荷的充电和放电的作用的设备有电容器。电容器用作各种电气电子设备的电气部件。
近年来，锂离子电池、锂离子聚合物电池等作为高能量效率的二次电池而用作手机、个人电脑、相机等的电源。此外，尝试将燃料电池作为汽车的电源使用。关于太阳能电池，作为结晶类、非晶类和薄膜类太阳能电池的新一代电池，正在开发低成本普及型的染料敏化太阳能电池。
例如，就燃料电池而言，用包含碳材料的活性物质包覆由铝板形成的集流体的表面的材料用作负极材料。
就染料敏化太阳能电池而言，将以碳材料等导电性材料等包覆薄膜基材表面而得到的材料用作电极材料。
另一方面，就作为电化学电容器之一的双电层电容器而言，将以由活性炭粉末形成的活性物质包覆由铝箔形成的集流体的表面而得到的材料用作极化性电极。具体来说，例如，日本特开平10-64765号公报(专利文献1)中公开了如下技术：向活性炭粉末中添加粘结材料和导电材料等并混合，制备成浆料状，将其涂布到铝箔的表面上，然后在室温下干燥，并切割成预定尺寸，由此制造极化性电极。此外，有时也通过将活性炭粉末与树脂等的混合物热压接在铝箔的表面上来制造极化性电极。
就电解电容器而言，一直使用由通过蚀刻扩大了表面积的铝箔形成的导电体作为阴极材料。近年来，正在开发通过使碳粉末附着到铝箔表面上而扩大了电极表面的阴极材料。
上述用包含碳材料的活性物质包覆的碳包覆铝材通过仅使用粘合剂固定碳材料的方法来制造。因此，制造工序比较容易。然而，在假设将碳包覆铝材长时间用作电极材料等电子部件的构成材料的情况下，会产生碳包覆铝材的特性因电子部件产生的热而劣化的问题。
此外，为了提高电路组装线的生产率，存在使电子部件成为表面安装部件(Surface Mounted Device)的趋势。这种情况下，电子部件的安装以回流焊方式进行，因此，即使在苛刻的温度条件下，也需要维持碳包覆铝材的特性。针对这种要求，以往使用粘合剂固定碳材料的碳包覆铝材中，粘合剂本身对热通常是不稳定的，由于施加热而使碳材料与铝材表面之间的密合性随粘合剂的劣化而变弱，因此，最终会产生碳材料的脱落。此外，以前还指出过，为了提高碳材料与铝材表面之间的密合性而增加粘合剂的添加量时，可能会因粘合剂的存在而导致电阻值变高或者因热所致的粘合剂变质而使电阻值产生变化。如上所述，对于碳包覆铝材而言，为了使碳材料固定在铝材表面上而使用粘合剂的情况下，问题较多。
另一方面，例如，如国际公开第2004/087984号(专利文献2)中公开所示，正在开发具有铝材和形成在铝材的表面上的含碳层并且还具有形成在该铝材与含碳层之间且含有铝元素和碳元素的插入层的碳包覆铝材。根据该碳包覆铝材，形成在铝材与作为活性物质层的含碳层之间的插入层具有提高铝材与活性物质层之间的密合性的作用。因此，消除了因施加热而导致含碳层与铝材表面之间的密合性变弱的问题。此外，即使使用粘合剂作为含碳层的起始原料之一，由于为了形成含碳层而加热，因此粘合剂也会消失。因此，不会产生前述的由于热所致的粘合剂劣化而使密合性降低的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平10-64765号公报
专利文献2：国际公开第2004/087984号
发明内容
发明所要解决的问题
然而，上述碳包覆铝材在长时间作为电极材料等电子部件的构成材料使用时，从电子部件的外壳进入的微量水分或制造工序中残留在电子部件内的水分有时会浸入到含碳层的间隙中。这种情况下，由于插入层的水合反应而使含碳层中所含的碳粒子等活性物质脱落。由此，电子部件的可靠性可能会下降。
因此，本发明的目的在于提供具有能够耐受长时间使用的特性的导电层包覆铝材及其制造方法。
用于解决问题的方法
本发明的导电层包覆铝材具备铝材、第一导电层、插入层和第二导电层。第一导电层形成在铝材表面上且含有具有导电性的有机物。插入层形成在铝材与第一导电层之间且含有铝的碳化物。第二导电层形成在第一导电层的表面上且含有碳。
对于本发明的导电层包覆铝材而言，插入层优选包含形成在铝材表面的至少一部分区域且含有铝的碳化物的表面部分。
此外，对于本发明的导电层包覆铝材而言，第一导电层的厚度优选为0.5μm以上且10μm以下。
此外，对于本发明的导电层包覆铝材而言，第一导电层优选由不会因在含有含烃物质的气氛下在450℃以上且低于660℃的温度范围内进行1小时以上且100小时以下的加热而挥发的物质形成。
本发明的导电层包覆铝材优选用于构成电极结构体。
上述电极结构体优选为电容器的集流体和电极中的任意一种。
另外，上述电极结构体优选为电池的集流体和电极中的任意一种。
本发明的导电层包覆铝材的制造方法具备以下工序。
(A)第一工序，使树脂附着到铝材的表面上并使其干燥，从而形成第一导电前体层；
(B)第二工序，在第一工序之后，使含碳物质附着到第一导电前体层上而形成第二导电前体层；以及
(C)第三工序，在第二工序之后，将铝材配置到含有含烃物质的空间中并进行加热，由此，在铝材的表面上形成含有具有导电性的有机物的第一导电层，在铝材与第一导电层之间形成含有铝的碳化物的插入层，在第一导电层的表面上形成含碳的第二导电层。
本发明的导电层包覆铝材的制造方法中，第二工序优选包括使第二导电前体层干燥的干燥工序。
此外，本发明的导电层包覆铝材的制造方法中，第三工序优选包括：在450℃以上且低于660℃的温度范围内对铝材进行加热。
此外，本发明的导电层包覆铝材的制造方法中，树脂优选为不会因在含有含烃物质的气氛下在450℃以上且低于660℃的温度范围内进行1小时以上且100小时以下的加热而挥发的树脂。
发明效果
如上所述，根据本发明，在铝材的表面上具备含有具有导电性的有机物的第一导电层。由于以上述方式构成，在导电层包覆铝材长时间暴露于高温、高湿的气氛中的情况下，第一导电层对水分浸入起到阻挡层的作用。因此，能够抑制气氛中所含的水分浸入到铝材的表面。此外，在第一导电层的表面上形成有含碳的第二导电层。通过含碳的第二导电层的存在，能够与第一导电层一同确保导电性。结果，与以往的碳包覆铝材相比，能够抑制高湿度气氛中与水分的水合反应，并且能够确保导电性，因此，与以往的碳包覆铝材相比，能够在高温、高湿的苛刻气氛中长时间使用本发明的导电层包覆铝材。
附图说明
图1是示意性地表示作为本发明的一个实施方式的导电层包覆铝材的截面结构的截面图。
图2是利用扫描电子显微镜(SEM)对本发明实施例1的试样的截面进行观察而得到的照片。
图3是对从本发明实施例1的试样上除去铝部分而露出的插入层表面从插入层朝向第一导电层的背面侧进行观察而得到的照片。
具体实施方式
以下，基于附图说明本发明的实施方式。
[导电层包覆铝材]
如图1所示，作为本发明的一个实施方式，根据导电层包覆铝材的截面结构，在铝材1的表面上形成有含有具有导电性的有机物的第一导电层2，并进一步在第一导电层2的表面上形成有含碳的第二导电层4。
第一导电层2具有非常致密的结构。通过该致密的结构，在长时间暴露于高温、高湿的气氛中的情况下，第一导电层2能够作为阻止气氛中所含的水分到达铝材1表面的阻挡层发挥作用，从而能够抑制水分浸入到铝材的表面。第一导电层2含有例如碳前体作为具有导电性的有机物。
在铝材1与第一导电层2之间形成有含有铝元素和碳元素的插入层3。插入层3优选形成在铝材1的表面的至少一部分区域且含有铝的碳化物、例如Al4C3。第一导电层2既有直接与铝材1密合的部分，也有隔着插入层3而与铝材1密合的部分。第一导电层2通过直接与铝材1密合而具有充分的密合性，通过存在插入层3而使第一导电层2与铝材1更牢固地密合。
含碳的第二导电层4发挥增大铝材1的表面积的活性物质层的作用。含碳的第二导电层4含有多个发挥作为活性物质的作用的含碳粒子41。多个含碳粒子41分别附着在第一导电层2的表面上。此外，堆积在第一导电层2表面上的多个含碳粒子41彼此也互相附着。
如图1所示，在一个实施方式中，第一导电层2的至少一部分附着在插入层3的部分区域上。形成在铝材1的表面上的第一导电层2的一部分附着在插入层3的部分区域的表面上，第一导电层2的另一部分可以不附着在插入层3的表面上而直接附着在没有形成插入层3的铝材1的表面上。另外，如图1所示，多个插入层3在铝材1的表面上彼此留出间隔而形成为岛状，但也可以彼此邻接地形成为岛状。
图1所示的本发明的导电层包覆铝材中，首先，形成在铝材1与第一导电层2之间且含有铝的碳化物的插入层3具有提高铝材1的表面与形成在铝材1的表面上的第一导电层2的密合性的作用。作为该作用的结果，即使在高湿度的条件下，也能够抑制水分浸入到铝材1与第一导电层2之间。
另外，形成在铝材1的表面上的第一导电层2所含的碳前体优选至少含有碳元素和氢元素，并且优选含有类似于石墨的成分或类似于无定形碳的成分。另外推测，通过后述的第三工序，形成在铝材1的表面上的第一导电前体层转变为含有具有导电性的有机物的第一导电层2、即含有碳前体的第一导电层2。
此外，在第一导电层2的表面上形成有含碳的第二导电层4。通过存在含碳的第二导电层4，能够与第一导电层2一同确保导电性。
因此，对于导电层包覆铝材而言，通过具备作为化学物质层的含碳的第二导电层4和第一导电层2，能够抑制高湿度气氛中与水分的水合反应，并且能够确保导电性。
此外，对于本发明的导电层包覆铝材而言，在铝材1的至少一个面上形成第一导电层2即可，其厚度优选在0.5μm以上且10μm以下的范围内。另外，第一导电层2可以形成在铝材1的整面上，但也可以根据最终应用的用途对于铝材1的一部分设置不形成第一导电层2的部分(例如，为了将端子与铝材1的端部连接，有时要设置不形成第一导电层2的部分等)。
此外，对于本发明的导电层包覆铝材而言，在铝材1的至少一个面上形成含碳的第二导电层4即可，其厚度优选在1μm以上且500μm以下的范围内。
另外，第一导电层2优选由不会因在含有含烃物质的气氛下在450℃以上且低于660℃的温度范围内进行1小时以上且100小时以下的加热而挥发的物质形成。
对于具有上述构成的本发明的导电层包覆铝材而言，在下述规定的盐酸剥离试验中，第一导电层2从铝材1上完全剥离所需的时间越长越优选。
<盐酸剥离试验>
将宽度10mm、长度100mm的长条状导电层包覆铝材浸渍到80℃、1M(M是指体积摩尔浓度[摩尔/升])的盐酸溶液中，测定第一导电层2从铝材1上完全剥离所需的时间。
该时间越长，则可以说第一导电层2和含碳的第二导电层4越能够长期稳定地密合在铝材1上。
[铝材]
作为本发明的一个实施方式，作为在其上形成第一导电层2的基材的铝材1没有特别限定，可以使用纯铝或铝合金。这种铝材1优选铝纯度以根据“JIS H2111”中记载的方法测定的值计为98质量%以上的材料。本发明中使用的铝材1还包括在必要范围内添加了铅(Pb)、硅(Si)、铁(Fe)、铜(Cu)、锰(Mn)、镁(Mg)、铬(Cr)、锌(Zn)、钛(Ti)、钒(V)、镓(Ga)、镍(Ni)和硼(B)中至少1种合金元素作为其组成的铝合金或者限定了上述不可避免的杂质元素的含量的铝。铝材1的厚度没有特别限定，如果为箔则优选为5μm以上且200μm以下的范围，如果为板则优选为超过200μm且在3mm以下的范围。
上述的铝材1可以使用通过公知方法制造的材料。例如，制备具有上述预定组成的铝或铝合金的熔液，对该熔液进行铸造而得到铸锭，并对所得铸锭适当地进行均质化处理。然后，通过对该铸锭实施热轧和冷轧，能够得到铝材1。另外，也可以在上述冷轧工序的中途在150℃以上且400℃以下的范围内实施中间退火处理。
[电极结构体等]
本发明的具有上述任意一个特征的导电层包覆铝材优选用于构成电极结构体。
上述电极结构体优选用于构成电容器的集流体或电极。由此，能够提高电容器的容量特性、内部电阻特性、充放电特性和寿命。作为电容器，可以例示：双电层电容器、铝电解电容器、功能性固态电容器等。
此外，上述电极结构体优选用于构成电池的集流体或电极。由此，能够提高电池的容量特性、内部电阻特性、充放电特性和寿命。作为电池，可以例示锂离子电池等二次电池。
[导电层包覆铝材的制造方法]
本发明的导电层包覆铝材的制造方法没有特别限定，例如，在第一工序中，使树脂附着到铝材1的表面上并使其干燥，从而形成第一导电前体层。在第一工序之后，使含碳物质附着到第一导电前体层上而形成第二导电前体层。在第二工序之后，将铝材1配置到含有含烃物质的空间中并进行加热，由此，在铝材1的表面上形成含有具有导电性的有机物的第一导电层2，在铝材1与第一导电层2之间形成含有铝的碳化物的插入层3，在第一导电层2的表面上形成含碳的第二导电层4。以下，进行详细说明。
<第一工序>
在本发明的导电层包覆铝材的制造方法的一个实施方式中，首先，在铝材1的表面上形成第一导电前体层(第一工序)。在该第一工序中，通过对形成在铝材1的表面上的第一导电前体层进行加热而使其干燥(干燥工序1)。由此，能够使构成第一导电前体层的树脂适度反应而固化，并且，能够在之后进行的第二工序中抑制由于含碳物质附着到第一导电前体层上而导致树脂溶解于含碳物质并抑制树脂与含碳物质混合，从而能够形成稳定的第一导电前体层。
该干燥工序1中的干燥温度根据第一导电前体层形成中使用的树脂种类而不同，通常优选在100℃以上且低于450℃的温度范围内进行。此外，干燥工序1中的干燥时间根据第一导电前体层形成中使用的树脂种类而不同，通常优选在10秒钟～10分钟的时间内进行。
如果该干燥温度低于100℃，则树脂的反应和固化可能不会充分进行。特别是在通过涂布树脂与有机溶剂的混合物来形成第一导电前体层的情况下，溶剂未充分挥发而残留，在之后的第三工序中进行加热时，溶剂急剧挥发，从而导致在第一导电前体层中产生气泡(起泡)。此外，如果上述干燥温度为450℃以上，则第一导电前体层产生氧化反应，第一导电前体层自身可能会分解而消失。
同样地，如果上述干燥时间短于10秒钟，则树脂的反应和固化可能不会充分进行。特别是在通过涂布树脂与有机溶剂的混合物来形成第一导电前体层的情况下，溶剂未充分挥发而残留，在之后的第三工序中进行加热时，溶剂急剧挥发，从而导致在第一导电前体层中产生气泡(起泡)。此外，如果上述干燥时间超过10分钟，则虽然也取决于干燥温度，但第一导电前体层产生氧化反应，第一导电前体层自身可能会消失。
第一导电前体层只要形成在铝材1的至少一个面上即可，其厚度没有特别限定，优选为1μm以上且10μm以下。在形成该范围内的厚度的第一导电前体层的情况下，能够得到作为抑制铝材1与水分的反应的阻挡层发挥作用的均匀的第一导电层2，能够更优选地提高导电层包覆铝材的可靠性。
本发明的导电层包覆铝材的制造方法中，第一工序优选包括将树脂和溶剂混合的工序(混合工序)。
通过具备该混合工序，能够在铝材1的表面上均匀地形成第一导电前体层，能够在铝材1的表面上均匀地形成经过之后的第三工序形成的第一导电层2。由此，能够在铝材1的表面上均匀地形成具有致密结构的第一导电层2，能够在铝材1的表面的任何部位均能够抑制高湿度气氛中与水分的水合反应。
第一工序中使用的树脂没有特别限定，可以列举例如：聚乙烯醇类、聚乙烯醇缩丁醛类、环氧类、具有芳香族等环状结构的树脂(例如酚类)、丙烯酸类等树脂，特别优选酚类树脂。
此外，就特性方面而言，树脂优选为不会因在烃气氛下在450℃以上且低于660℃的温度范围内进行1小时以上且100小时以下范围内的加热而挥发的树脂。其原因在于，如果在进行干燥工序1时第一导电前体层挥发，则在之后形成的第一导电层2上产生缺陷或裂缝，插入层3容易在缺失部分形成，结果无法获得抑制水合反应的作用效果。
在第一工序中适当使用的溶剂没有特别限定，优选为树脂的良溶剂(树脂容易溶解的溶剂)。例如，在使用油溶性树脂作为树脂的情况下，可以列举：甲基异丁酮、甲苯、甲乙酮等。
在上述第一工序中，作为在铝材1的表面上形成第一导电前体层的方法，可以使用树脂和溶剂制备成浆料状、液态并将所得物通过涂布、浸渍等附着到铝材1的表面上，或者使用树脂和溶剂制备成固态并将所得物以粉末形式通过散布、挤压、热压接等附着到铝材1的表面上。
<第二工序>
接着，使含碳物质附着到第一导电前体层上而形成第二导电前体层(第二工序)。
作为含碳物质，可以列举例如其构成作为活性物质发挥作用的含碳粒子41。该含碳粒子41的种类没有特别限定，例如，可以使用活性碳纤维、活性炭布、活性炭毡、活性炭粉末、墨汁、炭黑或石墨等中的任意一种。此外，作为含碳粒子41，还可以优选使用碳化硅等碳化合物。
第二工序中，作为使含碳物质即含碳粒子41附着到形成有第一导电前体层的铝材1的表面上的方法，只要使用粘合剂、溶剂或水等使含碳粒子41附着到形成在铝材1的表面上的第一导电前体层上即可。可以在如上所述使含碳粒子41附着到第一导电前体层的表面上之后且第三工序之前，在20℃以上且300℃以下范围内的温度下干燥第二导电前体层(干燥工序2)。
第二工序中使用的溶剂没有特别限定，可以使用与第一工序中使用的溶剂相同的溶剂。
第二导电前体层只要形成在铝材1的至少一个面上即可，其厚度没有特别限定，优选为1μm以上且500μm以下。在形成该范围内的厚度的第二导电前体层的情况下，能够使第二导电层4的电特性良好，并且能够提高含碳粒子41的密合性。
另外，第二导电前体层可以进一步含有铝粒子。特别是在第二导电前体层的厚度较厚的情况下，通过使第二导电前体层含有铝粒子，能够获得下述效果：在实施后述的第三工序之后，从铝粒子的表面朝向外侧形成具有仙人掌状或晶须状形态的纤维状的铝的碳化物，这些碳化物提高含碳粒子41彼此的密合性，抑制第二导电层4的剥离。
<第三工序>
然后，在第二工序之后，将铝材1配置到含有含烃物质的空间中并进行加热，由此，在铝材1的表面上形成含有具有导电性的有机物的第一导电层2，在铝材1与第一导电层2之间形成含有铝的碳化物的插入层3，在第一导电层2的表面上形成含碳的第二导电层4(第三工序)。
通过该第三工序，如图1所示，在铝材1的表面上形成了第一导电层2、插入层3和第二导电层4。
在本发明的导电层包覆铝材的制造方法的一个实施方式中，所使用的含烃物质的种类没有特别限定。作为含烃物质的种类，可以列举例如：甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷和戊烷等烷烃类烃；乙烯、丙烯、丁烯和丁二烯等烯烃类烃；乙炔等炔烃类烃等；或者这些烃的衍生物。这些烃中，甲烷、乙烷、丙烷等烷烃类烃由于在加热铝材的工序中变为气态，因此优选。更优选甲烷、乙烷和丙烷中的任意一种烃。最优选的烃为甲烷。
此外，本发明的制造方法中，含烃物质可以以液体、气体等任意一种状态使用。含烃物质只要在铝材1存在的空间内存在即可，可以通过任意方法将其导入用于配置铝材1的空间内。例如，在含烃物质为气态(甲烷、乙烷、丙烷等)的情况下，只要将含烃物质单独或与惰性气体一起填充到进行铝材1的加热处理的密闭空间中即可。此外，在含烃物质为液体的情况下，可以将含烃物质单独或与惰性气体一起以使其在该密闭空间中气化的方式进行填充。
在第三工序中，加热气氛的压力没有特别限定，可以为常压、减压或加压。另外，压力的调节可以在保持于某一定的加热温度的期间内、达到某一定的加热温度为止的升温中或者从某一定的加热温度开始的降温中的任意一个阶段进行。
导入到加热铝材1的空间内的含烃物质的质量比率没有特别限定，通常优选相对于铝100质量份以碳换算值计在0.1质量份以上且50质量份以下的范围内，特别优选在0.5质量份以上且30质量份以下的范围内。
在加热铝材1的工序中，加热温度只要根据作为加热对象物的铝材1的组成等适当设定即可，通常优选在450℃以上且低于660℃的范围内进行，更优选在530℃以上且620℃以下的范围内进行。但是，本发明的制造方法中，不排除在低于450℃的温度下加热铝材1的情况，只要在至少超过300℃的温度下加热铝材1即可。
加热时间也取决于加热温度等，但通常在1小时以上且100小时以下的范围内。
在加热温度为400℃以上的情况下，优选使加热气氛中的氧浓度为1.0体积%以下。如果加热温度为400℃以上时加热气氛中的氧浓度超过1.0体积%，则铝材表面的热氧化被膜过度生长，可能会使铝材1的表面电阻值增大。
此外，也可以在加热处理之前对铝材1的表面进行粗糙化。粗糙化方法没有特别限定，可以使用洗涤、蚀刻、喷砂等公知的技术。
本发明的制造方法中，通过使树脂和含碳物质附着到铝材1的表面上之后、将铝材1配置到含有含烃物质的空间中并进行加热这样的简单工序，不仅能够用第一导电层2包覆铝材1的表面，而且能够在铝材1与第一导电层2之间形成含有铝的碳化物的插入层3并进一步形成含碳的第二导电层4。由此，如图1所示，在铝材1的表面上形成具有非常致密的结构的第一导电层2和作为活性物质层发挥作用的含碳的第二导电层4，因此，能够抑制高湿度气氛中铝材1与水分的水合反应，并且能够利用第一导电层2和第二导电层4确保导电性。
另外，本发明的制造方法中，在第三工序中，通过配置到含有含烃物质的空间中并进行加热，使第一导电前体层转变为第一导电层2，在铝材1的表面上形成第一导电层2。在第三工序中，第一导电前体层在含有含烃物质的气氛中被加热，但不会完全被氧化也不会消失，形成含有碳前体作为具有导电性的有机物的第一导电层2。
此外，由于第一导电层2具有非常致密的结构，因此，通过在铝材1的表面上存在第一导电层2，第一导电层2作为阻挡层发挥作用，从而能够抑制高湿度气氛中与水分的水合反应。由此，能够在比以往更高温、高湿的苛刻气氛中长时间使用导电层包覆铝材。
实施例
根据以下的实施例1～4和比较例1～4制作使用铝材1(铝箔)作为基材的导电层包覆铝材。
(实施例1～4)
相对于表1中“第一工序”的“树脂”栏所示的各种树脂1质量份加入表1中“第一工序”的“溶剂”栏所示的混合溶剂4质量份，混合使其溶解，由此得到固体成分为20质量%的各涂布液A。另外，在各实施例和各比较例中，作为“第一工序”和“第二工序”中分别使用的“溶剂”，使用甲苯与甲乙酮(MEK)的混合溶剂。甲苯与甲乙酮(MEK)的混合比(体积比率)为1:1。
将各涂布液A涂布到厚度为50μm、纯度为99.3质量%的铝箔的两面上，在干燥烘箱中在表1中“第一工序”的“干燥工序1温度”所示的温度下干燥1分钟，由此形成第一导电前体层(第一工序)。另外，干燥后的第一导电前体层的厚度以单面侧计为2μm。
然后，相对于平均粒径为5μm的活性炭粒子5质量份加入表1中“第二工序”的“溶剂”栏所示的混合溶剂15质量份，混合使其分散，由此得到固体成分为25质量%的各涂布液B。将各涂布液B涂布到形成有第一导电前体层的铝箔的两面上，在烘箱中在表1中“第二工序”的“干燥工序2温度”栏所示的温度下干燥2分钟，由此形成第二导电前体层(第二工序)。另外，干燥后的第二导电前体层的厚度以单面侧计为7μm。
接着，将在两面上形成了第一导电前体层和第二导电前体层的铝箔在甲烷气体气氛中在600℃的温度下保持10小时，由此在铝箔的表面上形成第一导电层2、含碳的第二导电层4和插入层3(第三工序)。
这样，制作本发明的导电层包覆铝材。
对所得的实施例1～4的本发明的导电层包覆铝材的截面进行观察，结果，能够确认到在铝材1的表面上形成了第一导电层2、含碳的第二导电层4和插入层3。作为其一例，将实施例1的导电层包覆铝材的利用扫描电子显微镜(SEM)得到的截面观察照片示于图2中。照片的倍率为7500倍。
此外，为了观察实施例1的导电层包覆铝材的插入层3，使用溴-甲醇混合溶液将铝部分溶解，并利用SEM直接观察残留的插入层3的表面，将所得照片示于图3中。即，图3是对除去铝材1而露出的插入层3的表面从插入层3朝向第一导电层2的背面进行观察而得到的照片。图3中，照片的倍率为10000倍。
如图3所示可知，对于导电层包覆铝材而言，成为多个插入层在铝材表面的至少一部分区域呈岛状分散形成的状态。
另外，实施例1～4中得到的本发明的导电层包覆铝材中，第一导电层2与第二导电层4的合计厚度通过使用测微计测定导电层包覆铝材的厚度并从该厚度中减去铝箔的厚度而算出。由算出的第一导电层2与第二导电层4的合计厚度以及SEM的截面观察进行判断，第一导电层2的厚度和含碳的第二导电层4的厚度分别为1μm、6μm。
(比较例1)
将平均粒径为5μm的活性炭粒子5质量份与表1中“第二工序”的“溶剂”栏所示的甲苯与甲乙酮(MEK)的混合溶剂(混合比(体积比率)为1:1)15质量份混合，并使其分散，由此得到固体成分为25质量%的涂布液。将该涂布液涂布到厚度为50μm、纯度为99.3质量%的铝箔的两面上，在300℃的温度下干燥2分钟，由此形成含碳物质层(与本发明的第二工序对应的工序)。另外，干燥后的含碳物质层的厚度以单面计为7μm。然后，将在两面上形成了含碳物质层的铝箔在甲烷气体气氛中在600℃的温度下保持10小时，由此形成含碳的导电层(与本发明的第三工序对应的工序)。由此，制作比较例1的导电层包覆铝材。比较例1的制造方法相当于在本发明的制造方法中没有第一工序的方法。
另外，比较例1的导电层包覆铝材中，通过与实施例1～4相同的方法计算出导电层的厚度，结果含碳的导电层的厚度为7μm。
(比较例2)
除了将实施例3中干燥工序1的温度改变为90℃以外，进行与实施例3同样的工序，由此制作导电层包覆铝材。比较例2的制造方法中，在第一工序的干燥工序中，仅干燥第一导电前体层的表面，第一导电前体层的内部为完全没有干燥的状态(未干燥状态)。
另外，利用SEM对比较例2中得到的导电层包覆铝材的截面进行观察，但未能明确区分地观察到第一导电层2和含碳的第二导电层4。
(比较例3)
除了将实施例4中干燥工序1的温度改变为500℃以外，进行与实施例4同样的工序，由此制作导电层包覆铝材。比较例3的制造方法中，在第一工序的干燥工序中，构成第一导电前体层的树脂分解而消失。
另外，利用SEM对比较例3中得到的导电层包覆铝材的截面进行观察，确认了第一导电层2消失。此外，通过与实施例1～4同样的方法计算出导电层的厚度，结果含碳的第二导电层4的厚度为7μm。
[评价]
将实施例1～4和比较例1～3中得到的导电层包覆铝材的经时可靠性试验(盐酸剥离试验)的结果示于表1。另外，评价条件如下所述。
[经时可靠性试验：盐酸剥离试验]
首先，由制作的实施例1～4和比较例1～3的导电层包覆铝材准备作为试验试样的切割成宽度10mm、长度100mm的长条状试样。然后，将这些试验试样浸渍到80℃、1M(M是指体积摩尔浓度[摩尔/升])的盐酸溶液中，测定附着在铝材1的表面上的第一导电层2和含碳的第二导电层4完全剥离所需的时间。将该测得的时间示于表1的“盐酸剥离时间”中。
Figure BDA00002918405600191
由表1的结果可知，对于实施例1～4的导电层包覆铝材而言，与比较例1～3的导电层包覆铝材相比，水合反应得到了抑制，显示出第一导电层2与铝材1的密合性优良的特性。
这证实了实施例1～4的导电层包覆铝材发挥以下的作用效果。即，实施例1～4的导电层包覆铝材在铝材1的表面上形成了第一导电层2。由于该第一导电层2具有非常致密的结构，因此，在长时间暴露于高温、高湿的气氛中的情况下，能够抑制气氛中所含的水分浸入到铝材1的表面。此外，由于该第一导电层2的表面上进一步形成了含碳的第二导电层4，因此，通过该含碳的第二导电层4的存在，能够与第一导电层2一同确保导电性。结果推测，与以往的碳包覆铝材相比，能够抑制高湿度气氛中与水分的水合反应，并且能够确保导电性，从而能够在比以往更高温、高湿的苛刻气氛中长时间使用本发明的导电层包覆铝材。
应当认为本说明书公开的实施方式和实施例在所有方面均为例示而非进行限制。本发明的范围并不是由以上的实施方式和实施例表示，而是由权利要求书表示，并意图包括与该权利要求书同等含义和范围内的所有修改和变形。
产业上的可利用性
通过使用本发明的导电层包覆铝材来构成双电层电容器、铝电解电容器、功能性固态电容器等电容器的电极或集流体、锂离子电池等二次电池的集流体或电极等电极结构体，能够提高电容器或电池的容量特性、内部电阻特性、充放电特性和寿命。
标号说明
1：铝材、2：第一导电层、3：插入层、4：第二导电层、41：含碳粒子。

Claims (11)

1.一种导电层包覆铝材，其具备：
铝材(1)；
形成在所述铝材(1)的表面上且含有具有导电性的有机物的第一导电层(2)；
形成在所述铝材(1)与所述第一导电层(2)之间且含有铝的碳化物的插入层(3)；和
形成在所述第一导电层(2)的表面上且含碳的第二导电层(4)。
2.如权利要求1所述的导电层包覆铝材，其中，所述插入层(3)包含形成在所述铝材(1)的表面的至少一部分区域且含有铝的碳化物的表面部分。
3.如权利要求1所述的导电层包覆铝材，其中，所述第一导电层(2)的厚度为0.5μm以上且10μm以下。
4.如权利要求1所述的导电层包覆铝材，其中，所述第一导电层(2)由不会因在含有含烃物质的气氛下在450℃以上且低于660℃的温度范围内进行1小时以上且100小时以下的加热而挥发的物质形成。
5.如权利要求1所述的导电层包覆铝材，其中，该多导电层包覆铝材用于构成电极结构体。
6.如权利要求5所述的导电层包覆铝材，其中，所述电极结构体为电容器的集流体和电极中的任意一种。
7.如权利要求5所述的导电层包覆铝材，其中，所述电极结构体为电池的集流体和电极中的任意一种。
8.一种导电层包覆铝材的制造方法，其具备：
第一工序，使树脂附着到铝材(1)的表面上并使其干燥，从而形成第一导电前体层；
第二工序，在所述第一工序之后，使含碳物质附着到所述第一导电前体层上而形成第二导电前体层；以及
第三工序，在所述第二工序之后，将所述铝材(1)配置到含有含烃物质的空间中并进行加热，由此，在所述铝材(1)的表面上形成含有具有导电性的有机物的第一导电层(2)，在所述铝材(1)与所述第一导电层(2)之间形成含有铝的碳化物的插入层(3)，在所述第一导电层(2)的表面上形成含碳的第二导电层(4)。
9.如权利要求8所述的导电层包覆铝材的制造方法，其中，所述第二工序包括使所述第二导电前体层干燥的干燥工序。
10.如权利要求8所述的导电层包覆铝材的制造方法，其中，所述第三工序包括：在450℃以上且低于660℃的温度范围内对所述铝材(1)进行加热。
11.如权利要求8所述的导电层包覆铝材的制造方法，其中，所述树脂为不会因在含有含烃物质的气氛下在450℃以上且低于660℃的温度范围内进行1小时以上且100小时以下的加热而挥发的树脂。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111148868A (zh) * 2017-11-10 2020-05-12 韩国机械研究院 碳复合物的制备方法和由此制备的碳复合物及包含碳复合物的超级电容器用电极

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2013191162A1 (ja) * 2012-06-20 2016-05-26 東洋アルミニウム株式会社 光触媒被覆材料、物品および光触媒被覆材料の製造方法
WO2015046234A1 (ja) * 2013-09-26 2015-04-02 東洋アルミニウム株式会社 被覆アルミニウム材とその製造方法
JP6749804B2 (ja) * 2015-07-15 2020-09-02 セイコーインスツル株式会社 電気化学セル
JP6749803B2 (ja) * 2015-07-15 2020-09-02 セイコーインスツル株式会社 電気化学セル
JP2017073423A (ja) * 2015-10-05 2017-04-13 東洋アルミニウム株式会社 導電物被覆アルミニウム材及びその製造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020042976A1 (en) * 2000-05-22 2002-04-18 Dal-Woo Shin Method for manufacturing solid electrolytic capacitor using functional polymer electrolytic composition
CN1890766A (zh) * 2003-12-26 2007-01-03 Tdk株式会社 电容器用电极
CN101027736A (zh) * 2004-09-29 2007-08-29 东洋铝株式会社 电容器用电极构件及其制造方法以及具备该电极构件的电容器
WO2008142913A1 (ja) * 2007-05-15 2008-11-27 Toyo Aluminium Kabushiki Kaisha 炭素被覆アルミニウム材とその製造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3824354B2 (ja) 1996-08-22 2006-09-20 エルナー株式会社 電気二重層キャパシタの製造方法
JPWO2004088690A1 (ja) 2003-03-31 2006-07-06 東洋アルミニウム株式会社 コンデンサ陰極用箔およびその製造方法
JP3875705B2 (ja) * 2004-09-22 2007-01-31 富士通メディアデバイス株式会社 固体電解コンデンサ及びその製造方法
US7616430B2 (en) 2004-09-29 2009-11-10 Toyo Aluminium Kabushiki Kaisha Capacitor electrode member, method for manufacturing the same, and capacitor provided with the electrode member
CA2506104A1 (en) 2005-05-06 2006-11-06 Michel Gauthier Surface modified redox compounds and composite electrode obtain from them
JP2008098590A (ja) * 2006-10-16 2008-04-24 Nippon Zeon Co Ltd 電気化学素子用電極およびこれを用いてなる電気化学素子
EP2383371B1 (en) * 2009-01-28 2019-08-14 Toyo Aluminium Kabushiki Kaisha Carbon-coated aluminum member and method for producing the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020042976A1 (en) * 2000-05-22 2002-04-18 Dal-Woo Shin Method for manufacturing solid electrolytic capacitor using functional polymer electrolytic composition
CN1890766A (zh) * 2003-12-26 2007-01-03 Tdk株式会社 电容器用电极
CN101027736A (zh) * 2004-09-29 2007-08-29 东洋铝株式会社 电容器用电极构件及其制造方法以及具备该电极构件的电容器
WO2008142913A1 (ja) * 2007-05-15 2008-11-27 Toyo Aluminium Kabushiki Kaisha 炭素被覆アルミニウム材とその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111148868A (zh) * 2017-11-10 2020-05-12 韩国机械研究院 碳复合物的制备方法和由此制备的碳复合物及包含碳复合物的超级电容器用电极

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