JP2002319407A

JP2002319407A - リチウム二次電池用電極及びリチウム二次電池

Info

Publication number: JP2002319407A
Application number: JP2001124508A
Authority: JP
Inventors: Toyoki Fujiwara; 豊樹藤原; Takashi Okamoto; 崇岡本; Hiroyuki Fujimoto; 洋行藤本; Masahiro Iyori; 将博井寄; Maruo Jinno; 丸男神野
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2001-04-23
Filing date: 2001-04-23
Publication date: 2002-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】電気化学的または化学的にリチウムを吸蔵・
放出可能な活物質薄膜を、集電体上に堆積して形成した
リチウム二次電池用電極において、集電体と活物質薄膜
との密着性を改善し、充放電サイクル特性を向上させ
る。【解決手段】電気化学的または化学的にリチウムを吸
蔵・放出可能な活物質薄膜を、集電体上に堆積して形成
したリチウム二次電池用電極において、金属箔表面にク
ロメート処理を施すことによりクロム含有層を形成した
金属箔を集電体として用いることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リチウム二次電池
用電極及びこれを用いたリチウム二次電池に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、リチウム二次電池の開発が盛んに
行われている。リチウム二次電池は、用いられる電極活
物質により、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。

【０００３】負極活物質としてリチウムを用いると、重
量当り及び体積当りとも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（Solid State Ionics,113-115, p57(1998)）。

【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、錫などを負
極活物質として用いるリチウム二次電池が報告されてい
る（特開平１０−２５５７６８号公報）。

【０００５】しかしながら、合金化することによりリチ
ウムを吸蔵するこれらの活物質は、リチウムを吸蔵・放
出することにより体積が膨張及び収縮するため、充放電
に伴い活物質が微粉化したり、活物質が集電体から剥離
する。このため、良好な充放電サイクル特性を得ること
ができないという問題があった。

【０００６】

【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、銅箔などの集電体の上に、
非晶質シリコン薄膜や微結晶シリコン薄膜を堆積して形
成したリチウム二次電池用電極は、活物質薄膜が集電体
に密着しているため、良好な充放電サイクル特性を示す
ことを見出している（特願２０００−３２１２０１
号）。

【０００７】しかしながら、このようなリチウム二次電
池用電極においては、用いる集電体によって、集電体と
活物質薄膜との密着状態が良好でない場合があった。本
発明の目的は、活物質薄膜が集電体上に堆積して形成さ
れたリチウム二次電池用電極において、集電体と活物質
薄膜とが良好な密着性を示し、充放電サイクル特性に優
れたリチウム二次電池用電極及びこれを用いたリチウム
二次電池を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するため、活物質薄膜との密着性が良好でない集
電体について検討した結果、活物質薄膜との密着性が良
好でない集電体の表面には、ベンゾトリアゾールに代表
されるアゾール系誘導体を用いて防錆処理がなされてお
り、このような防錆処理が良好な密着性の得られない原
因であることを見出した。

【０００９】すなわち、本発明のリチウム二次電池用電
極は、電気化学的または化学的にリチウムを吸蔵・放出
可能な活物質薄膜を、集電体上に堆積して形成したリチ
ウム二次電池用電極であり、集電体が、クロム含有層に
よって表面を防錆処理した金属箔であることを特徴とし
ている。

【００１０】本発明では、クロム含有層によって表面を
防錆処理した金属箔を集電体として用いているので、活
物質薄膜と集電体とが良好な密着性を示す。本発明にお
けるクロム含有層は、好ましくはクロメート処理により
金属箔表面に形成された層である。クロメート処理は、
例えば、ＪＩＳＺ０１０３に規定されている「クロ
ム酸または二クロム酸塩を主成分とする溶液で金属を処
理して防錆被膜を作る表面処理方法」により行われる処
理である。この処理により形成される防錆被膜は、例え
ば、クロムを含む金属層、銅クロム合金などからなるク
ロム合金層、及び酸化クロム層からなる被膜である。

【００１１】本発明において、クロム含有層の厚みは、
特に限定されるものではないが、０．０５〜３μｍ程度
であることが好ましい。厚みが０．０５μｍ未満である
と処理ムラが大きくなったり、防錆力が低下したりする
場合がある。また、３μｍを超えると、電池用電極とし
ての導電性及び電池容量の観点から実用的でなくなる場
合がある。

【００１２】本発明における集電体は、金属箔の表面に
防錆処理によりクロム含有層を形成した金属箔である
が、金属箔に亜鉛めっきまたは亜鉛合金めっきを施した
後、クロメート処理がなされていることが好ましい。亜
鉛めっきまたは亜鉛合金めっきを施すことにより、金属
箔とクロメート処理層との間の密着性をより高めること
ができる。亜鉛めっきまたは亜鉛合金めっきの層の厚み
は、特に限定されるものではないが、通常０．０１〜１
μｍ程度が好ましい。０．０１μｍ未満であると、金属
箔とクロメート処理層の密着性を高めるという効果が十
分に得られない場合があり、１μｍを超えると、電池用
電極としての導電性及び電池容量の観点から実用的でな
くなる場合がある。

【００１３】上記亜鉛合金めっきは、ニッケル、コバル
ト、銅、及び錫から選ばれる少なくとも１種の金属と亜
鉛との合金のめっきであることが好ましい。具体的に
は、亜鉛−銅、亜鉛−ニッケル、亜鉛−コバルト、亜鉛
−ニッケル−銅、亜鉛−ニッケル−コバルト、亜鉛−銅
−錫などの合金めっきが挙げられる。

【００１４】本発明においては、金属箔に対してクロメ
ート処理を施した後、シランカップリング剤の塗布によ
る表面処理がなされていることが好ましい。このような
シランカップリング剤の塗布による表面処理を行うこと
により、集電体と活物質薄膜との密着性をさらに良好に
することができるとともに、クロメート処理による防錆
効果をさらに高めることができる。シランカップリング
剤としては、シランカップリング剤として一般的に知ら
れているものを用いることができ、例えば、一般式Ｒ−
ＳｉＸ₃（Ｘはアルコキシ基やハロゲンなどの加水分解
性の置換基、Ｒは有機質と反応し易いビニル基、エポキ
シ基、アミノ基などの官能基を有する置換基である。）
で表される化合物を用いることができる。

【００１５】また、本発明の他の局面においては、シラ
ンカップリング剤の塗布による表面処理がなされた金属
箔を集電体として用いてもよい。この場合、クロメート
処理を施さずに、金属箔の表面に直接シランカップリン
グ剤の塗布による表面処理を行ったものを用いてもよ
い。この場合、シランカップリング剤を塗布しないもの
に比べ、活物質薄膜と集電体との密着性を高めることが
でき、良好な充放電サイクル特性を得ることができる。

【００１６】本発明において集電体に用いる金属箔は、
リチウム二次電池用電極として用いることができる金属
箔であれば特に限定されるものではないが、例えば、
銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、鉄、鉄合金、ス
テンレス、モリブデン、タンタル及びタングステンから
選ばれる少なくとも１種の金属箔が挙げられる。このよ
うな金属箔の表面は、銅または銅合金で被覆されていて
もよい。このような銅または銅合金は、例えば、めっき
法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、蒸着法、または溶射
法により形成することができる。

【００１７】また、金属箔の表面は粗面化処理されてい
ることが好ましい。粗面化処理の方法としては、めっき
法、エッチング法、電解法、スパッタリング法、蒸着
法、溶射法、または研磨法などが挙げられる。めっき
法、スパッタリング法、蒸着法、及び溶射法は、金属箔
の表面に凹凸を有する金属層を堆積させることにより、
金属箔表面を粗面化する方法である。エッチング法、電
解法、及び研磨法は、金属箔表面を粗すことにより粗面
化する方法である。エッチング法による粗面化として
は、物理的エッチングや化学的エッチングによる方法で
挙げられる。電解法としては、電解エッチング法などが
挙げられる。研磨法による粗面化としては、サンドペー
パーによる研磨やブラスト法による研磨などが挙げられ
る。

【００１８】本発明における金属箔は、上述のように表
面に凹凸が形成された金属箔であることが好ましい。こ
のような観点から、金属箔は、電解法によって形成され
た金属箔であることが好ましい。従って、金属箔として
銅箔を用いる場合には、電解銅箔であることが好まし
い。また、ニッケル箔などの金属箔の上に、電解法によ
り銅を析出させ表面を粗面化した金属箔も好ましく用い
られる。

【００１９】本発明における集電体は、上述のようにク
ロム含有層によって表面を防錆処理した金属箔である
が、集電体はその表面が粗面化されていることが好まし
い。このように表面が粗面化された集電体は、表面が粗
面化された金属箔を用いることにより製造することがで
きる。集電体の表面粗さＲａは、０．０１〜１μｍであ
ることが好ましい。このような表面粗さＲａを有する集
電体を用いることにより、集電体と活物質薄膜との密着
性をさらに高めることができる。表面粗さＲａは、日本
工業規格（ＪＩＳＢ０６０１−１９９４）に定めら
れており、例えば表面粗さ計により測定することができ
る。

【００２０】なお、本発明において、集電体の両面上に
活物質薄膜を形成する場合には、集電体の両面の表面粗
さＲａが０．０１〜１μｍであることが好ましい。上記
の表面粗さＲａを有する集電体の上に活物質薄膜を形成
させることにより、集電体表面に形成されている凹凸に
対応した凹凸を活物質薄膜の表面にも形成することがで
きる。活物質薄膜の表面に凹凸を形成することにより、
活物質薄膜表面の凹凸の谷部と、集電体表面の凹凸の谷
部を結ぶ厚み方向の領域に切れ目が形成され易くなる。
このような切れ目は、活物質薄膜の膨張及び収縮により
形成することができ、通常は初回以降の充放電により形
成される。このような厚み方向の切れ目が形成されるこ
とにより、活物質薄膜がこの切れ目によって柱状に分離
される。活物質薄膜を柱状に分離することにより、柱状
部分の周囲に空隙が形成され、この空隙によって充放電
サイクルに伴う活物質薄膜の膨張収縮の変化を吸収する
ことができる。従って、充放電サイクルに伴う薄膜の膨
張収縮による応力を緩和することができ、活物質薄膜が
微粉化したり、活物質薄膜が集電体から剥離するのを抑
制することができ、優れた充放電サイクル特性を得るこ
とができる。

【００２１】また、本発明においては、活物質薄膜に金
属箔の成分が拡散していることが好ましい。活物質薄膜
に金属箔の成分が拡散することにより、集電体と活物質
薄膜との密着性を高めることができる。金属箔の成分と
して、リチウムと合金化しない銅などの元素が拡散して
いる場合、拡散領域においてリチウムとの合金化が抑制
されるため、充放電反応に伴う薄膜の膨張・収縮を抑制
することができ、活物質薄膜の集電体からの剥離を生じ
させるような応力の発生を抑制することができる。

【００２２】本発明における活物質薄膜は、リチウムを
吸蔵・放出する薄膜であり、リチウムを合金化すること
により吸蔵する活物質であることが好ましい。このよう
な活物質材料としては、シリコン、ゲルマニウム、錫、
鉛、亜鉛、マグネシウム、ナトリウム、アルミニウム、
カリウム、インジウムなどが挙げられる。これらの中で
も、シリコン、ゲルマニウム、及び錫がその高い理論容
量から好ましく用いられる。従って、本発明において用
いる活物質薄膜は、シリコン、ゲルマニウム、または錫
を主成分とする薄膜であることが好ましく、特に好まし
くはシリコン薄膜である。

【００２３】また、本発明においては、活物質薄膜は、
非晶質薄膜または微結晶薄膜であることが好ましい。従
って、非晶質シリコン薄膜または微結晶シリコン薄膜で
あることが特に好ましい。

【００２４】本発明において、活物質薄膜は、ＣＶＤ
法、スパッタリング法、蒸着法、溶射法、またはめっき
法により形成することができる。このような方法の中で
も、ＣＶＤ法及びスパッタリング法により形成すること
が好ましい。

【００２５】本発明における活物質薄膜には、予めリチ
ウムが吸蔵または添加されていてもよい。リチウムは、
活物質薄膜を形成する際に添加してもよい。すなわち、
リチウムを含有する活物質薄膜を形成することにより、
活物質薄膜にリチウムを添加してもよい。また、活物質
薄膜を形成した後に、活物質薄膜にリチウムを吸蔵また
は添加させてもよい。活物質薄膜にリチウムを吸蔵また
は添加させる方法としては、電気化学的にリチウムを吸
蔵または添加させる方法が挙げられる。

【００２６】本発明のリチウム二次電池は、上記本発明
のリチウム二次電池用電極からなる負極と、リチウムを
吸蔵・放出する物質を活物質に用いた正極と、非水電解
質とを備えることを特徴としている。

【００２７】本発明のリチウム二次電池において用いる
非水電解質は、溶媒に溶質を溶解した電解質である。非
水電解質の溶媒としては、リチウム二次電池に使用され
る溶媒であれば特に限定されないが、例えば、エチレン
カーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカー
ボネート、ビニレンカーボネートなどの環状カーボネー
トや、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、
メチルエチルカーボネートなどの鎖状カーボネートが挙
げられる。好ましくは、環状カーボネートと鎖状カーボ
ネートとの混合溶媒が用いられる。また、上記環状カー
ボネートと、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエ
トキシエタンなどのエーテル系溶媒や、γ−ブチロラク
トン、スルホラン、酢酸メチル等の鎖状エステル等との
混合溶媒を用いてもよい。

【００２８】非水電解質の溶質としては、リチウム二次
電池に用いられる溶質であれば特に限定されるものでは
なく、例えば、ＬｉＰＦ₆、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＣＦ₃Ｓ
Ｏ₃、ＬｉＮ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂、ＬｉＮ（Ｃ₂Ｆ₅Ｓ
Ｏ₂）₂、ＬｉＮ（ＣＦ₃ＳＯ₂)(Ｃ₄Ｆ₉ＳＯ₂）、ＬｉＣ
（ＣＦ₃ＳＯ₂）₃、ＬｉＣ（Ｃ₂Ｆ₅ＳＯ₂）₃、ＬｉＡｓ
Ｆ₆、ＬｉＣｌＯ₄、Ｌｉ₂Ｂ₁₀Ｃｌ₁₀、Ｌｉ₂Ｂ₁₂Ｃｌ₁₂
などが挙げられる。特に、ＬｉＸＦy（式中、ＸはＰ、
Ａｓ、Ｓｂ、Ｂ、Ｂｉ、Ａｌ、Ｇａ、またはＩｎであ
り、ＸがＰ、ＡｓまたはＳｂのときｙは６であり、Ｘが
Ｂ、Ｂｉ、Ａｌ、Ｇａ、またはＩｎのときｙは４であ
る。）と、リチウムペルフルオロアルキルスルホン酸イ
ミドＬｉＮ（Ｃ_mＦ_2m+1ＳＯ₂)(Ｃ_nＦ_2n+1ＳＯ₂）（式
中、ｍ及びｎはそれぞれ独立して１〜４の整数であ
る。）またはリチウムペルフルオロアルキルスルホン酸
メチドＬｉＣ（Ｃ_pＦ_2p+1ＳＯ₂)(Ｃ_qＦ_2q+1ＳＯ₂)(Ｃ_r
Ｆ_2r+1ＳＯ₂）（式中、ｐ、ｑ及びｒはそれぞれ独立し
て１〜４の整数である。）との混合溶質が好ましく用い
られる。これらの中でも、ＬｉＰＦ₆とＬｉＮ（Ｃ₂Ｆ₅
ＳＯ₂）₂との混合溶質が特に好ましく用いられる。

【００２９】また、非水電解質として、ポリエチレンオ
キシド、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン
などのポリマー電解質に電解液を含浸したゲル状ポリマ
ー電解質や、ＬｉＩ、Ｌｉ₃Ｎなどの無機固体電解質を
用いてもよい。

【００３０】本発明のリチウム二次電池の電解質は、イ
オン導電性を発現させる溶質としてのＬｉ化合物とこれ
を溶解・保持する溶媒が電池の充電時や放電時あるいは
保存時の電圧で分解しない限り、制約なく用いることが
できる。

【００３１】また、正極に用いる正極活物質としては、
ＬｉＣｏＯ₂、ＬｉＮｉＯ₂、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄、ＬｉＭｎＯ
₂、ＬｉＣｏ_0.5Ｎｉ_0.5Ｏ₂、ＬｉＮｉ_0.7Ｃｏ_0.2Ｍｎ
_0.1Ｏ₂などのリチウム含有遷移金属酸化物や、ＭｎＯ₂
などのリチウムを含有していない金属酸化物が例示され
る。また、この他にも、リチウムを電気化学的に挿入・
脱離する物質であれば、制限なく用いることができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例に基づいて
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。

【００３３】〔集電体の準備〕集電体ａ１として、電解
銅箔の表面上に亜鉛−銅合金めっき処理を施した後、そ
の上にクロメート処理を施し、さらにその上にシランカ
ップリング剤を塗布して表面処理したものを準備した。
図２及び図３は、この集電体ａ１を、ＥＳＣＡ分析によ
り、表面から厚み方向に分析した結果を示す。図２
（ａ）は、Ｃ（炭素）及びＳｉ（シリコン）の集電体表
面における厚み方向の存在比（原子％）を示しており、
図２（ｂ）は、Ｃｒ（クロム）の厚み方向の存在比を示
している。また、図３（ｃ）は、Ｚｎ（亜鉛）の集電体
表面における厚み方向の存在比を示しており、図３
（ｄ）は、Ｃｕ（銅）及びＯ（酸素）の集電体表面にお
ける厚み方向の存在比を示している。

【００３４】図２及び図３から明らかなように、集電体
の表面にはＣ、Ｓｉ及びＯが多く存在しており、表面に
シランカップリング剤による層が形成されていることが
わかる。また、表面から内部に向かうにつれＣｒが多く
なり、さらに深い部分にまでＺｎが存在している。この
ことから、シランカップリング剤による表面層の下にク
ロメート処理によるクロム含有層が存在しており、その
下に亜鉛−銅合金めっきによる層が存在していることが
わかる。従って、図１に示すように、集電体ａ１は、電
解銅箔１の上に、亜鉛−銅めっき層２を有し、その上に
クロメート処理層３を有し、その上にシランカップリン
グ剤処理層４を有している。

【００３５】集電体ａ２として、上記と同様の電解銅箔
の上にクロメート処理を施したものを準備した。また、
集電体ａ３として、上記と同様の電解銅箔の上にクロメ
ート処理を施し、さらにその上にシランカップリング剤
を塗布して表面処理したものを準備した。また、集電体
ａ４として、上記と同様の電解銅箔の上にシランカップ
リング剤を塗布し表面処理したものを準備した。

【００３６】比較の集電体ｂ１として、上記と同様の電
解銅箔の上にベンゾトリアゾール（有機防錆処理剤）を
塗布したものを準備した。また、比較の集電体ｂ２とし
て、上記と同様の電解銅箔の上にアミノトリアゾール
（有機防錆処理剤）を塗布したものを準備した。

【００３７】上記各集電体について表面粗さＲａを測定
したところ、集電体ａ１は０．５４μｍであり、集電体
ａ２は０．５３μｍであり、集電体ａ３は０．５１μｍ
であり、集電体ａ４は０．５２μｍであり、集電体ｂ１
は０．５１μｍであり、集電体ｂ２は０．５１μｍであ
った。

【００３８】〔作用極の作製〕上記の集電体ａ１〜ａ４
及び集電体ｂ１〜ｂ２の上に、ＲＦスパッタリング法に
より負極活物質となるシリコン薄膜を形成した。スパッ
タリングの条件は、スパッタガス：アルゴン（Ａｒ）、
スパッタガス流量：１００ｓｃｃｍ、基板温度：室温
（加熱なし）、反応圧力：０．１３３Ｐａ（１．０×１
０^-3Ｔｏｒｒ）、高周波電力：２００Ｗとした。シリコ
ン薄膜は、その厚みが約７μｍとなるまで堆積させた。

【００３９】得られたシリコン薄膜について、ラマン分
光分析を行ったところ、４８０ｃｍ ^-1近傍のピークは検
出されたが、５２０ｃｍ^-1近傍のピークは検出されなか
った。このことから、得られたシリコン薄膜は非晶質シ
リコン薄膜であることがわかる。

【００４０】シリコン薄膜を集電体とともに２ｃｍ×２
ｃｍの大きさに切り出し、ニッケルリード線を取り付け
た後、１１０℃で２時間真空下で乾燥して、作用極Ａ１
（集電体ａ１）、作用極Ａ２（集電体ａ２）、作用極Ａ
３（集電体ａ３）、作用極Ａ４（集電体ａ４）、作用極
Ｂ１（集電体ｂ１）、及び作用極Ｂ２（集電体ｂ２）を
得た。

【００４１】〔ビーカーセルの作製〕上記の作用極を用
い、アルゴンガス雰囲気下のグローブボックス中で、図
４に示すような三電極式ビーカーセルを作製した。図４
に示すように、ビーカーセルは、容器１１内に入れられ
た電解液中に、対極１３、作用極１４、及び参照極１５
を浸漬することにより構成されている。電解液１２とし
ては、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートを
体積比３：７の割合で混合した溶媒に対し、ＬｉＰＦ₆
を１モル／リットル溶解した電解液を用いた。対極１３
及び参照極１５としてはリチウム金属を用いた。

【００４２】〔充放電サイクル特性の評価〕上記のよう
にして作製したビーカーセルを、２５℃にて４ｍＡの定
電流で、作用極の電位が０Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ⁺）に
達するまで充電した後、４ｍＡの定電流で、作用極の電
位が２Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ⁺）に達するまで放電し、
単位面積当りの１サイクル目の放電容量及び１０サイク
ル目の放電容量を測定し、以下の式により容量維持率を
算出した。評価結果を表１に示す。

【００４３】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

【００４４】

【表１】

【００４５】表１に示す結果から明らかなように、電解
銅箔の上にクロメート処理を施した集電体ａ１〜ａ３を
用いた作用極Ａ１〜Ａ３は、電解銅箔の上に有機防錆処
理剤を処理した集電体ｂ１及びｂ２を用いた作用極Ｂ１
及びＢ２に比べ、良好な充放電サイクル特性を示してい
る。また、電解銅箔の上にシランカップリング剤を表面
処理した集電体ａ４を用いた作用極Ａ４も、作用極Ｂ１
及びＢ２に比べ、良好な充放電サイクル特性を示してい
る。

【００４６】以上のように、本発明に従う集電体を用い
ることにより、集電体と活物質薄膜との密着性が良好に
なり、良好な充放電サイクル特性が得られることがわか
る。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、集電体と活物質薄膜と
が良好な密着性を示し、充放電サイクル特性に優れたリ
チウム二次電池用電極とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う実施例において用いた集電体を模
式的に示す断面図。

【図２】本発明に従う実施例において用いた集電体の厚
み方向におけるＥＳＣＡ分析による元素の濃度分布を示
す図。

【図３】本発明に従う実施例において用いた集電体の厚
み方向におけるＥＳＣＡ分析による元素の濃度分布を示
す図。

【図４】三電極式ビーカーセルを示す概略構成図。

【符号の説明】

１１…容器１２…電解液１３…対極１４…作用極１５…参照極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤本洋行大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者井寄将博大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者神野丸男大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内Ｆターム(参考） 5H017 AA03 AS02 BB08 BB14 BB16 CC01 DD01 EE01 EE04 HH03 5H029 AJ05 AK02 AK03 AL12 AM00 AM03 AM04 AM05 AM07 AM12 AM16 BJ12 BJ13 CJ12 CJ22 CJ24 CJ25 DJ07 DJ17 DJ18 EJ01 EJ11 HJ04 HJ12 5H050 AA07 BA16 CA05 CA08 CA09 CB12 DA03 DA06 DA07 DA09 EA29 FA02 FA15 FA18 FA19 FA20 GA12 GA22 GA24 GA25 HA04 HA12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気化学的または化学的にリチウムを吸
蔵・放出可能な活物質薄膜を、集電体上に堆積して形成
したリチウム二次電池用電極であって、前記集電体が、クロム含有層によって表面を防錆処理し
た金属箔であることを特徴とするリチウム二次電池用電
極。
【請求項２】前記クロム含有層が、クロメート処理に
より前記金属箔表面に形成された層であることを特徴と
する請求項１に記載のリチウム二次電池用電極。
【請求項３】前記金属箔に亜鉛めっきまたは亜鉛合金
めっきを施した後、前記クロメート処理がなされている
ことを特徴とする請求項２に記載のリチウム二次電池用
電極。
【請求項４】前記亜鉛合金めっきが、ニッケル、コバ
ルト、銅、及び錫から選ばれる少なくとも１種の金属と
亜鉛との合金めっきであることを特徴とする請求項３に
記載のリチウム二次電池用電極。
【請求項５】前記クロメート処理を施した後、シラン
カップリング剤の塗布による表面処理がなされているこ
とを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のリ
チウム二次電池用電極。
【請求項６】電気化学的または化学的にリチウムを吸
蔵・放出可能な活物質薄膜を、集電体上に堆積して形成
したリチウム二次電池用電極であって、前記集電体が、シランカップリング剤の塗布による表面
処理がなされた金属箔であることを特徴とするリチウム
二次電池用電極。
【請求項７】前記金属箔が、銅、銅合金、ニッケル、
ニッケル合金、鉄、鉄合金、ステンレス、モリブデン、
タンタル及びタングステンから選ばれる少なくとも１種
からなることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項
に記載のリチウム二次電池用電極。
【請求項８】前記金属箔の表面が、銅または銅合金で
被覆されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれ
か１項に記載のリチウム二次電池用電極。
【請求項９】前記金属箔表面を被覆する銅または銅合
金が、めっき法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、蒸着
法、または溶射法により形成されていることを特徴とす
る請求項８に記載のリチウム二次電池用電極。
【請求項１０】前記金属箔表面が、めっき法、エッチ
ング法、電解法、スパッタリング法、蒸着法、溶射法、
または研磨法によって粗面化されていることを特徴とす
る請求項１〜９のいずれか１項に記載のリチウム二次電
池用電極。
【請求項１１】前記金属箔が電解法によって形成され
た金属箔であることを特徴とする請求項１〜１０のいず
れか１項に記載のリチウム二次電池用電極。
【請求項１２】前記金属箔が電解銅箔であることを特
徴とする請求項１１に記載のリチウム二次電池用電極。
【請求項１３】前記集電体の表面粗さＲａが０．０１
〜１μｍであることを特徴とする請求項１〜１２のいず
れか１項に記載のリチウム二次電池用電極。
【請求項１４】前記活物質薄膜が、ＣＶＤ法、スパッ
タリング法、蒸着法、溶射法、またはめっき法により形
成されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれ
か１項に記載のリチウム二次電池用電極。
【請求項１５】前記活物質薄膜が、シリコン、ゲルマ
ニウム、及び錫から選ばれる少なくとも１種を主成分と
して含むことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１
項に記載のリチウム二次電池用電極。
【請求項１６】前記活物質薄膜が、微結晶シリコン薄
膜または非晶質シリコン薄膜であることを特徴とする請
求項１〜１５のいずれか１項に記載のリチウム二次電池
用電極。
【請求項１７】前記活物質薄膜に前記金属箔の成分が
拡散していることを特徴とする請求項１〜１６のいずれ
か１項に記載のリチウム二次電池用電極。
【請求項１８】前記活物質薄膜がその厚み方向に形成
された切れ目によって柱状に分離されており、かつ該柱
状部分の底部が前記集電体と密着していることを特徴と
する請求項１〜１７のいずれか１項に記載のリチウム二
次電池用電極。
【請求項１９】請求項１〜１８のいずれか１項に記載
の電極からなる負極と、リチウムを吸蔵・放出する物質
を活物質に用いた正極と、非水電解質とを備えることを
特徴とするリチウム二次電池。