JP2002190298A - 二次電池用電極の製造方法 - Google Patents
二次電池用電極の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 集電体材料の活物質薄膜への拡散を高め、集
電体に対する活物質薄膜の密着性が良好で、かつサイク
ル特性に優れた二次電池用電極を得る。 【解決手段】 防錆処理層などの表面処理層が形成され
た集電体上に活物質薄膜を堆積させて二次電池用電極を
製造する方法であり、活物質薄膜への集電体材料の拡散
を高めるため、集電体表面をイオンビームまたはプラズ
マでエッチングして表面処理層の少なくとも一部を除去
する工程と、エッチング工程後の集電体表面に活物質薄
膜を堆積する工程とを備えることを特徴としている。
電体に対する活物質薄膜の密着性が良好で、かつサイク
ル特性に優れた二次電池用電極を得る。 【解決手段】 防錆処理層などの表面処理層が形成され
た集電体上に活物質薄膜を堆積させて二次電池用電極を
製造する方法であり、活物質薄膜への集電体材料の拡散
を高めるため、集電体表面をイオンビームまたはプラズ
マでエッチングして表面処理層の少なくとも一部を除去
する工程と、エッチング工程後の集電体表面に活物質薄
膜を堆積する工程とを備えることを特徴としている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウム二次電池
などの二次電池用電極の製造方法に関するものであり、
特に集電体上に活物質薄膜を堆積して製造する二次電池
用電極の製造方法に関するものである。
などの二次電池用電極の製造方法に関するものであり、
特に集電体上に活物質薄膜を堆積して製造する二次電池
用電極の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、研究開発が盛んに行われているリ
チウム二次電池は、用いられる電極により充放電電圧、
充放電サイクル寿命特性、保存特性などの電池特性が大
きく左右される。このことから、電極活物質を改善する
ことにより、電池特性の向上が図られている。
チウム二次電池は、用いられる電極により充放電電圧、
充放電サイクル寿命特性、保存特性などの電池特性が大
きく左右される。このことから、電極活物質を改善する
ことにより、電池特性の向上が図られている。
【０００３】負極活物質としてリチウム金属を用いる
と、重量当たり及び体積当たり共に高いエネルギー密度
の電池を構成することができるが、充電時にリチウムが
デンドライト状に析出し、内部短絡を引き起こすという
問題があった。
と、重量当たり及び体積当たり共に高いエネルギー密度
の電池を構成することができるが、充電時にリチウムが
デンドライト状に析出し、内部短絡を引き起こすという
問題があった。
【０００４】これに対し、充電の際に電気化学的にリチ
ウムと合金化するアルミニウム、シリコン、錫などを電
極として用いるリチウム二次電池が報告されている。こ
れらのうち、特にシリコンは理論容量が大きく、高い容
量を示す電池用負極として有望であり、これを負極とす
る種々の二次電池が提案されている（特開平１０−２５
５７６８号公報）。しかしながら、この種の合金電極
は、電極活物質である合金自体が充放電により微粉化し
集電特性が悪化することから、十分なサイクル特性が得
られていない。
ウムと合金化するアルミニウム、シリコン、錫などを電
極として用いるリチウム二次電池が報告されている。こ
れらのうち、特にシリコンは理論容量が大きく、高い容
量を示す電池用負極として有望であり、これを負極とす
る種々の二次電池が提案されている（特開平１０−２５
５７６８号公報）。しかしながら、この種の合金電極
は、電極活物質である合金自体が充放電により微粉化し
集電特性が悪化することから、十分なサイクル特性が得
られていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本出願人は、ＣＶＤ法
やスパッタリング法により、銅箔の上に微結晶シリコン
薄膜または非晶質シリコン薄膜を形成してこれを電極と
して用いることにより、４０００ｍＡｈ／ｇ程度の高い
容量を有し、かつ実用に十分に耐え得る良好なサイクル
特性を有したリチウム二次電池が得られることを既に見
い出している（特願平１１−３０１６４６号など）。
やスパッタリング法により、銅箔の上に微結晶シリコン
薄膜または非晶質シリコン薄膜を形成してこれを電極と
して用いることにより、４０００ｍＡｈ／ｇ程度の高い
容量を有し、かつ実用に十分に耐え得る良好なサイクル
特性を有したリチウム二次電池が得られることを既に見
い出している（特願平１１−３０１６４６号など）。
【０００６】また、この電極においては、集電体である
銅箔に対するシリコン薄膜の密着性が良好であることが
必要であり、このような密着性は、銅箔からの銅元素が
シリコン薄膜に拡散し固溶体を形成することによりもた
らされるものであることを見い出している。また、シリ
コン薄膜への銅元素の拡散が多くなり、シリコンと銅の
金属間化合物が形成されると、密着性が低下し、容量が
低下することを見い出している。従って、このような電
極の製造においては、集電体材料の活物質薄膜への拡散
を制御することが重要となる。
銅箔に対するシリコン薄膜の密着性が良好であることが
必要であり、このような密着性は、銅箔からの銅元素が
シリコン薄膜に拡散し固溶体を形成することによりもた
らされるものであることを見い出している。また、シリ
コン薄膜への銅元素の拡散が多くなり、シリコンと銅の
金属間化合物が形成されると、密着性が低下し、容量が
低下することを見い出している。従って、このような電
極の製造においては、集電体材料の活物質薄膜への拡散
を制御することが重要となる。
【０００７】本発明の目的は、集電体材料の活物質薄膜
への拡散を制御して、集電体に対する活物質薄膜の密着
性が良好で、かつサイクル特性に優れた二次電池とする
ことができる二次電池用電極の製造方法を提供すること
にある。
への拡散を制御して、集電体に対する活物質薄膜の密着
性が良好で、かつサイクル特性に優れた二次電池とする
ことができる二次電池用電極の製造方法を提供すること
にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に従う二次電池用
電極の製造方法は、表面処理層が形成された集電体上に
活物質薄膜を堆積させて二次電池用電極を製造する方法
であり、活物質薄膜への集電体材料の拡散を高めるた
め、集電体表面をイオンビームまたはプラズマでエッチ
ングして表面処理層の少なくとも一部を除去する工程
と、エッチング工程後の集電体表面上に活物質薄膜を堆
積する工程とを備えることを特徴としている。
電極の製造方法は、表面処理層が形成された集電体上に
活物質薄膜を堆積させて二次電池用電極を製造する方法
であり、活物質薄膜への集電体材料の拡散を高めるた
め、集電体表面をイオンビームまたはプラズマでエッチ
ングして表面処理層の少なくとも一部を除去する工程
と、エッチング工程後の集電体表面上に活物質薄膜を堆
積する工程とを備えることを特徴としている。
【０００９】表面処理層の存在によって集電体材料の活
物質薄膜への拡散が抑制されている場合、本発明に従え
ば、活物質薄膜への集電体材料の拡散を高めることがで
き、良好な密着性を得ることができる。
物質薄膜への拡散が抑制されている場合、本発明に従え
ば、活物質薄膜への集電体材料の拡散を高めることがで
き、良好な密着性を得ることができる。
【００１０】リチウム二次電池などの二次電池の集電体
としては、一般に銅箔などの金属箔が用いられている。
金属箔の表面には、腐食を防止する目的で、一般に防錆
処理が施されている。防錆処理としては、クロメート処
理、シランカップリング処理、ベンゾトリアゾール処理
などが知られている。また、そのような防錆処理が施さ
れていない場合であっても、金属箔の表面には、酸化膜
が形成されている場合がある。
としては、一般に銅箔などの金属箔が用いられている。
金属箔の表面には、腐食を防止する目的で、一般に防錆
処理が施されている。防錆処理としては、クロメート処
理、シランカップリング処理、ベンゾトリアゾール処理
などが知られている。また、そのような防錆処理が施さ
れていない場合であっても、金属箔の表面には、酸化膜
が形成されている場合がある。
【００１１】金属箔を集電体として用い、金属箔の上に
ＣＶＤ法やスパッタリング法などにより活物質薄膜を堆
積させて二次電池用電極を形成する場合、高エネルギー
の金属原子や分子が集電体の表面に衝突し、集電体の温
度が上昇して、集電体中の成分が活物質薄膜に拡散する
ことがわかっている。集電体材料が拡散した領域におい
ては、集電体材料と活物質材料との固溶体が形成され、
このような固溶体が形成された拡散領域の存在により、
集電体と活物質薄膜との密着性が高められ、充放電サイ
クル特性が向上することがわかっている。
ＣＶＤ法やスパッタリング法などにより活物質薄膜を堆
積させて二次電池用電極を形成する場合、高エネルギー
の金属原子や分子が集電体の表面に衝突し、集電体の温
度が上昇して、集電体中の成分が活物質薄膜に拡散する
ことがわかっている。集電体材料が拡散した領域におい
ては、集電体材料と活物質材料との固溶体が形成され、
このような固溶体が形成された拡散領域の存在により、
集電体と活物質薄膜との密着性が高められ、充放電サイ
クル特性が向上することがわかっている。
【００１２】集電体の表面に、上記のような防錆処理層
や酸化膜が存在すると、集電体材料の活物質薄膜への拡
散が抑制され、集電体と活物質薄膜との密着性が低下
し、充放電時における膨張・収縮による応力のため、活
物質薄膜が剥離し易くなる。本発明によれば、上述のよ
うに、集電体表面の防錆処理層や酸化膜を除去すること
ができるので、活物質薄膜への集電体材料の拡散を高め
て良好な密着性を得ることができる。
や酸化膜が存在すると、集電体材料の活物質薄膜への拡
散が抑制され、集電体と活物質薄膜との密着性が低下
し、充放電時における膨張・収縮による応力のため、活
物質薄膜が剥離し易くなる。本発明によれば、上述のよ
うに、集電体表面の防錆処理層や酸化膜を除去すること
ができるので、活物質薄膜への集電体材料の拡散を高め
て良好な密着性を得ることができる。
【００１３】また、集電体材料が過剰に活物質薄膜中に
拡散すると、逆に集電体と活物質薄膜との密着性が低下
する場合がある。例えば、集電体として銅箔を用い、そ
の上に微結晶シリコン薄膜や非晶質シリコン薄膜を活物
質薄膜として形成する場合、銅成分がシリコン薄膜中に
過剰に拡散すると、金属間化合物が形成され、このよう
な金属間化合物が形成されると、銅箔に対するシリコン
薄膜の密着性が低下する場合がある。従って、このよう
な場合には、活物質材料と集電体材料の金属間化合物が
形成されない範囲で、集電体材料の活物質薄膜への拡散
が高められるように、表面処理層のエッチングの程度を
調整することが好ましい。
拡散すると、逆に集電体と活物質薄膜との密着性が低下
する場合がある。例えば、集電体として銅箔を用い、そ
の上に微結晶シリコン薄膜や非晶質シリコン薄膜を活物
質薄膜として形成する場合、銅成分がシリコン薄膜中に
過剰に拡散すると、金属間化合物が形成され、このよう
な金属間化合物が形成されると、銅箔に対するシリコン
薄膜の密着性が低下する場合がある。従って、このよう
な場合には、活物質材料と集電体材料の金属間化合物が
形成されない範囲で、集電体材料の活物質薄膜への拡散
が高められるように、表面処理層のエッチングの程度を
調整することが好ましい。
【００１４】また、エッチング工程及び活物質薄膜の堆
積工程において、集電体の温度が高くなり過ぎ、集電体
材料が過剰に拡散しないように、集電体の温度を制御す
ることが好ましい。例えば、エッチング工程及び活物質
薄膜の堆積工程において、集電体の温度が２０〜２５０
℃の範囲内となるように制御することが好ましい。
積工程において、集電体の温度が高くなり過ぎ、集電体
材料が過剰に拡散しないように、集電体の温度を制御す
ることが好ましい。例えば、エッチング工程及び活物質
薄膜の堆積工程において、集電体の温度が２０〜２５０
℃の範囲内となるように制御することが好ましい。
【００１５】また、本発明におけるエッチング工程及び
活物質薄膜の堆積工程は、ともに減圧下が行うことが可
能であるので、同一の反応容器内で行うことができる。
従って、本発明においては、エッチング工程及び活物質
薄膜の堆積工程を同一の反応容器内で連続して行うこと
が好ましい。これにより、二次電池用電極を効率的に製
造することができる。
活物質薄膜の堆積工程は、ともに減圧下が行うことが可
能であるので、同一の反応容器内で行うことができる。
従って、本発明においては、エッチング工程及び活物質
薄膜の堆積工程を同一の反応容器内で連続して行うこと
が好ましい。これにより、二次電池用電極を効率的に製
造することができる。
【００１６】本発明において、集電体上に活物質薄膜を
堆積する方法は、特に限定されるものではなく、ＣＶＤ
法、スパッタリング法、真空蒸着法、溶射法などの気相
から薄膜を形成する方法が挙げられる。また、めっき法
のように液相から薄膜を形成する方法を用いてもよい。
堆積する方法は、特に限定されるものではなく、ＣＶＤ
法、スパッタリング法、真空蒸着法、溶射法などの気相
から薄膜を形成する方法が挙げられる。また、めっき法
のように液相から薄膜を形成する方法を用いてもよい。
【００１７】薄膜形成後、集電体材料の活物質薄膜への
拡散が不十分な場合には、加熱処理を施してもよい。活
物質薄膜としてシリコン薄膜を用いる場合、シリコン薄
膜に拡散し易い元素としては銅元素（Ｃｕ）が挙げられ
る。従って、活物質薄膜としてシリコン薄膜を形成する
場合、集電体としては、銅箔を用いることが好ましい。
このような銅箔としては、圧延銅箔や電解銅箔が挙げら
れる。電解銅箔は、表面活性が高いため、シリコン薄膜
中に銅が拡散し易いことがわかっている。また、表面粗
さＲａが大きいため、シリコン薄膜との界面の面積が大
きくなり、この点からもシリコン薄膜との密着性を高め
ることができる。従って、銅箔を用いる場合は、電解銅
箔を用いることが好ましい。
拡散が不十分な場合には、加熱処理を施してもよい。活
物質薄膜としてシリコン薄膜を用いる場合、シリコン薄
膜に拡散し易い元素としては銅元素（Ｃｕ）が挙げられ
る。従って、活物質薄膜としてシリコン薄膜を形成する
場合、集電体としては、銅箔を用いることが好ましい。
このような銅箔としては、圧延銅箔や電解銅箔が挙げら
れる。電解銅箔は、表面活性が高いため、シリコン薄膜
中に銅が拡散し易いことがわかっている。また、表面粗
さＲａが大きいため、シリコン薄膜との界面の面積が大
きくなり、この点からもシリコン薄膜との密着性を高め
ることができる。従って、銅箔を用いる場合は、電解銅
箔を用いることが好ましい。
【００１８】また、金属箔の表面部分が銅またはその合
金から形成された金属箔を用いてもよい。例えば、ニッ
ケル箔などの金属箔の表面に銅層を形成し集電体として
用いてもよい。
金から形成された金属箔を用いてもよい。例えば、ニッ
ケル箔などの金属箔の表面に銅層を形成し集電体として
用いてもよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的な実施例に
基づいてさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施
例に何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しな
い範囲において適宜変更して実施することが可能なもの
である。
基づいてさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施
例に何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しな
い範囲において適宜変更して実施することが可能なもの
である。
【００２０】〔集電体のエッチング〕クロメート処理液
（無水クロム酸：３．０ｇ／ｌ、ｐＨ１．７、浴温２５
℃）に５秒間浸漬させてクロメート処理を行った厚み２
０μｍの電解銅箔を集電体として用いた。この電解銅箔
におけるクロメート被膜量は、０．０２ｍｇ−Ｃｒ／ｄ
ｍ2 程度である。
（無水クロム酸：３．０ｇ／ｌ、ｐＨ１．７、浴温２５
℃）に５秒間浸漬させてクロメート処理を行った厚み２
０μｍの電解銅箔を集電体として用いた。この電解銅箔
におけるクロメート被膜量は、０．０２ｍｇ−Ｃｒ／ｄ
ｍ2 程度である。
【００２１】この集電体を、イオンガンが備えられたＥ
ＣＲプラズマ発生装置内の直径約２０ｃｍのドラムの外
周面上に固定し、ドラムを回転させながら、表１に示す
条件で、集電体の上にアルゴンイオンビームを照射して
エッチングし、実施例１〜２の集電体を得た。なお、比
較として、イオンビーム照射を行わない集電体を作製し
た（比較例１）。
ＣＲプラズマ発生装置内の直径約２０ｃｍのドラムの外
周面上に固定し、ドラムを回転させながら、表１に示す
条件で、集電体の上にアルゴンイオンビームを照射して
エッチングし、実施例１〜２の集電体を得た。なお、比
較として、イオンビーム照射を行わない集電体を作製し
た（比較例１）。
【００２２】
【表１】
【００２３】〔シリコン薄膜の形成〕次に、同一装置内
で、スパッタリング法により、各集電体の上に非晶質シ
リコン薄膜を形成した。薄膜形成条件としては、アルゴ
ンガス流量：１００ｓｃｃｍ、高周波電力：３５０Ｗと
し、ターゲットとして単結晶シリコンを用いた。成膜時
間は６３０分とし、厚み約６μｍの非晶質シリコン薄膜
を形成した。
で、スパッタリング法により、各集電体の上に非晶質シ
リコン薄膜を形成した。薄膜形成条件としては、アルゴ
ンガス流量：１００ｓｃｃｍ、高周波電力：３５０Ｗと
し、ターゲットとして単結晶シリコンを用いた。成膜時
間は６３０分とし、厚み約６μｍの非晶質シリコン薄膜
を形成した。
【００２４】形成されたシリコン薄膜の状態を観察し、
その結果を表２に示した。
その結果を表２に示した。
【００２５】
【表２】
【００２６】表２において、「良好な密着性」とは、成
膜直後において、銅箔の上の全面がシリコン薄膜に覆わ
れた状態であり、折り曲げてもシリコン薄膜の剥離が生
じない状態を示している。また「部分的な剥離」とは、
成膜直後において、あるいは折り曲げた際に、シリコン
薄膜が剥離する状態を示している。
膜直後において、銅箔の上の全面がシリコン薄膜に覆わ
れた状態であり、折り曲げてもシリコン薄膜の剥離が生
じない状態を示している。また「部分的な剥離」とは、
成膜直後において、あるいは折り曲げた際に、シリコン
薄膜が剥離する状態を示している。
【００２７】〔リチウム二次電池の作製〕上記の実施例
１〜２及び比較例１の電極を負極として用い、以下のよ
うにしてリチウム二次電池を作製した。
１〜２及び比較例１の電極を負極として用い、以下のよ
うにしてリチウム二次電池を作製した。
【００２８】（正極の作製）出発原料として、Ｌｉ2Ｃ
Ｏ3 及びＣｏＣＯ3 を用いてＬｉ：Ｃｏの原子比が１：
１となるように秤量して乳鉢で混合し、これを直径１７
ｍｍの金型でプレスし加圧成形した後、空気中において
８００℃で２４時間焼成し、ＬｉＣｏＯ2 の焼成体を得
た。これを乳鉢で平均粒子径２０μｍとなるまで粉砕し
た。
Ｏ3 及びＣｏＣＯ3 を用いてＬｉ：Ｃｏの原子比が１：
１となるように秤量して乳鉢で混合し、これを直径１７
ｍｍの金型でプレスし加圧成形した後、空気中において
８００℃で２４時間焼成し、ＬｉＣｏＯ2 の焼成体を得
た。これを乳鉢で平均粒子径２０μｍとなるまで粉砕し
た。
【００２９】得られたＬｉＣｏＯ2粉末が８０重量部、
導電材としてのアセチレンブラックが１０重量部、結着
剤としてのポリテトラフルオロエチレンが１０重量部と
なるように混合し、直径１７ｍｍの金型でプレスし加圧
成形して、ペレット状の正極を作製した。
導電材としてのアセチレンブラックが１０重量部、結着
剤としてのポリテトラフルオロエチレンが１０重量部と
なるように混合し、直径１７ｍｍの金型でプレスし加圧
成形して、ペレット状の正極を作製した。
【００３０】（電解液の作製）エチレンカーボネートと
ジエチルカーボネートとの等体積混合溶媒に、ＬｉＰＦ
6 を１モル／リットル溶解して電解液を作製し、これを
以下の電池の作製において用いた。
ジエチルカーボネートとの等体積混合溶媒に、ＬｉＰＦ
6 を１モル／リットル溶解して電解液を作製し、これを
以下の電池の作製において用いた。
【００３１】（電池の作製）図１は、作製したリチウム
二次電池の断面模式図であり、正極１、負極２、セパレ
ーター３、正極缶４、負極缶５、正極集電体６、負極集
電体７及びポリプロピレン製の絶縁パッキング８などか
らなる。
二次電池の断面模式図であり、正極１、負極２、セパレ
ーター３、正極缶４、負極缶５、正極集電体６、負極集
電体７及びポリプロピレン製の絶縁パッキング８などか
らなる。
【００３２】正極１及び負極２は、セパレーター３を介
して対向している。これらは正極缶４及び負極缶５が形
成する電池ケース内に収納されている。正極１は、正極
集電体６を介して正極缶４に接続され、負極２は負極集
電体７を介して負極缶５に接続され、二次電池としての
充電及び放電が可能な構造となっている。
して対向している。これらは正極缶４及び負極缶５が形
成する電池ケース内に収納されている。正極１は、正極
集電体６を介して正極缶４に接続され、負極２は負極集
電体７を介して負極缶５に接続され、二次電池としての
充電及び放電が可能な構造となっている。
【００３３】〔充放電サイクル特性の評価〕以上のよう
にして作製した各リチウム二次電池について、充放電サ
イクル特性を評価した。２５℃において電流値１００μ
Ａで負極容量が２０００ｍＡｈ／ｇとなるまで充電した
後放電し、これを１サイクルの充放電とし、各電池につ
いて１０サイクルの充放電を行った。以下の式で定義さ
れる１０サイクル目の充放電効率及び１０サイクル後の
容量維持率を求め、表３に示した。
にして作製した各リチウム二次電池について、充放電サ
イクル特性を評価した。２５℃において電流値１００μ
Ａで負極容量が２０００ｍＡｈ／ｇとなるまで充電した
後放電し、これを１サイクルの充放電とし、各電池につ
いて１０サイクルの充放電を行った。以下の式で定義さ
れる１０サイクル目の充放電効率及び１０サイクル後の
容量維持率を求め、表３に示した。
【００３４】１０サイクル目の充放電効率（％）＝（１
０サイクル目の放電容量）／（１０サイクル目の充電容
量）×１００ １０サイクル後の容量維持率（％）＝（１０サイクル目
の放電容量）／（１サイクル目の放電容量）×１００
０サイクル目の放電容量）／（１０サイクル目の充電容
量）×１００ １０サイクル後の容量維持率（％）＝（１０サイクル目
の放電容量）／（１サイクル目の放電容量）×１００
【００３５】
【表３】
【００３６】表３に示す結果から明らかなように、本発
明に従い製造された実施例１〜２の電極を負極として用
いたリチウム二次電池においては、良好な充放電サイク
ル特性が得られている。
明に従い製造された実施例１〜２の電極を負極として用
いたリチウム二次電池においては、良好な充放電サイク
ル特性が得られている。
【００３７】エッチング処理時間が長すぎると、集電体
材料の拡散が過剰になり、特性が低下することがある。
従って、好ましい処理時間は、２０分程度またはそれ未
満である。
材料の拡散が過剰になり、特性が低下することがある。
従って、好ましい処理時間は、２０分程度またはそれ未
満である。
【００３８】上記の実施例では、クロメート処理による
防錆処理を施した銅箔に、本発明を適用しているが、本
発明が適用される防錆処理は、上記のものに限定される
ものではない。
防錆処理を施した銅箔に、本発明を適用しているが、本
発明が適用される防錆処理は、上記のものに限定される
ものではない。
【００３９】例えば、ベンゾトリアゾール系防錆処理剤
水溶液（Ｃ6Ｈ5Ｎ3）（濃度２５０ｐｐｍ）に銅箔を浸
漬した後乾燥させると、銅箔の表面には、銅とベンゾト
リアゾール系防錆処理剤とのキレート化合物が形成され
るが、この防錆処理層の厚みは１〜２分子程度の厚みで
あり非常に薄いため、例えばイオンビーム照射により効
率的に除去することができる。また、ベンソトリアゾー
ル誘導体による防錆処理についても同様に適用すること
ができる。
水溶液（Ｃ6Ｈ5Ｎ3）（濃度２５０ｐｐｍ）に銅箔を浸
漬した後乾燥させると、銅箔の表面には、銅とベンゾト
リアゾール系防錆処理剤とのキレート化合物が形成され
るが、この防錆処理層の厚みは１〜２分子程度の厚みで
あり非常に薄いため、例えばイオンビーム照射により効
率的に除去することができる。また、ベンソトリアゾー
ル誘導体による防錆処理についても同様に適用すること
ができる。
【００４０】また、シランカップリング剤などのその他
の有機系防錆剤による防錆処理に対しても適用すること
ができる。シランカップリング剤は、一般にＸ−Ｓｉ
（ＯＲ)3 の化学式で表される化合物であり、Ｘはアミ
ノ基、ビニル基、エポキシ基などの有機質と反応する基
であり、ＯＲはメトキシ基、エトキシ基などの加水分解
可能な基である。従って、シランカップリング剤は、有
機材料と無機材料とのバインダーの働きをする性質を持
っている。このようなシランカップリング剤の水溶液
に、銅箔を５秒間浸漬させた後乾燥させることにより防
錆処理を施することができる。このような防錆処理によ
り形成される防錆処理層も、例えばイオンビーム照射に
より効果的に除去することができる。
の有機系防錆剤による防錆処理に対しても適用すること
ができる。シランカップリング剤は、一般にＸ−Ｓｉ
（ＯＲ)3 の化学式で表される化合物であり、Ｘはアミ
ノ基、ビニル基、エポキシ基などの有機質と反応する基
であり、ＯＲはメトキシ基、エトキシ基などの加水分解
可能な基である。従って、シランカップリング剤は、有
機材料と無機材料とのバインダーの働きをする性質を持
っている。このようなシランカップリング剤の水溶液
に、銅箔を５秒間浸漬させた後乾燥させることにより防
錆処理を施することができる。このような防錆処理によ
り形成される防錆処理層も、例えばイオンビーム照射に
より効果的に除去することができる。
【００４１】
【発明の効果】本発明によれば、集電体材料の活物質薄
膜への拡散を高めることができるので、集電体に対する
活物質薄膜の密着性が良好で、かつサイクル特性に優れ
た二次電池用電極とすることができる。
膜への拡散を高めることができるので、集電体に対する
活物質薄膜の密着性が良好で、かつサイクル特性に優れ
た二次電池用電極とすることができる。
【図１】本発明の実施例において作製したリチウム二次
電池を示す断面図。
電池を示す断面図。
１…正極 ２…負極 ３…セパレーター ４…正極缶 ５…負極缶 ６…正極集電体 ７…負極集電体 ８…絶縁パッキング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H017 AA03 AS02 BB16 BB17 CC01 EE01 HH08 5H050 AA07 AA14 BA17 CB11 DA07 FA02 GA01 GA12 GA21 GA24 GA27 GA29 HA14
Claims (9)
- 【請求項１】 表面処理層が形成された集電体上に活物
質薄膜を堆積させて二次電池用電極を製造する方法であ
って、 前記活物質薄膜への前記集電体材料の拡散を高めるた
め、前記集電体表面をイオンビームまたはプラズマでエ
ッチングして前記表面処理層の少なくとも一部を除去す
る工程と、 前記エッチング工程後の前記集電体表面上に前記活物質
薄膜を堆積する工程とを備える二次電池用電極の製造方
法。 - 【請求項２】 前記イオンビームまたはプラズマが、ア
ルゴンまたは水素のイオンビームまたはプラズマである
ことを特徴とする請求項１に記載の二次電池用電極の製
造方法。 - 【請求項３】 前記表面処理層が、防錆処理層または集
電体の表面酸化膜であることを特徴とする請求項１また
は２に記載の二次電池用電極の製造方法。 - 【請求項４】 前記防錆処理層または前記表面酸化膜
を、アルゴンまたは水素のイオンビームでエッチングす
ることを特徴とする請求項３に記載の二次電池用電極の
製造方法。 - 【請求項５】 前記エッチング工程及び前記活物質薄膜
の堆積工程において、前記集電体の温度が２０〜２５０
℃の範囲内であることを特徴とする請求項１〜４のいず
れか１項に記載の二次電池用電極の製造方法。 - 【請求項６】 前記エッチング工程及び前記活物質薄膜
の堆積工程を同一の反応容器内で連続して行うことを特
徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の二次電池
用電極の製造方法。 - 【請求項７】 前記活物質材料と前記集電体材料の金属
間化合物が形成されない範囲で前記集電体材料の前記活
物質薄膜への拡散が高められることを特徴とする請求項
１〜６のいずれか１項に記載の二次電池用電極の製造方
法。 - 【請求項８】 前記活物質薄膜がＳｉを主成分とする薄
膜であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項
に記載の二次電池用電極の製造方法。 - 【請求項９】 前記集電体の少なくとも表面部分がＣｕ
またはその合金からなり、前記活物質薄膜に拡散する前
記集電体材料がＣｕであることを特徴とする請求項１〜
８のいずれか１項に記載の二次電池用電極の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000390867A JP4245270B2 (ja) | 2000-12-22 | 2000-12-22 | 二次電池用電極の製造方法 |
| US10/015,774 US6743369B2 (en) | 2000-12-22 | 2001-12-17 | Method for manufacturing electrode for secondary battery |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000390867A JP4245270B2 (ja) | 2000-12-22 | 2000-12-22 | 二次電池用電極の製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Cited By (13)
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