JP2007273459A - 転写用フィルム、およびそれを用いて形成された電気化学素子用の極板ならびにリチウム二次電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板45と、基板45上に順次形成された離型層46、補助層47およびリチウム層48とを含む転写用フィルム49とする。本構成によって、転写用フィルム49からリチウム層48を容易に剥離転写することが出来る。また、集電体22上に順次形成された活物質層21、リチウム層48および補助層47とを、有する二次電池用負極20であって、リチウム層48と補助層47とは、本発明の転写用フィルム49から転写されて形成されたこと、を特徴とする。本構成の二次電池用負極20は、活物質層21上にリチウム層48を容易に転写できるので、生産性に優れると共に、活物質層21の不可逆容量を容易に補填することが出来る。
【選択図】図1
Description
リチウム層と補助層とは、上記転写用フィルムから転写されて形成されたこと、を特徴とする。
図1は本発明の転写用フィルムの一例を示す概略断面図である。図1において、転写用フィルム49は、基板45と、基板45上に順次形成された離型層46、補助層47およびリチウム層48とを含む。基板45にはポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンサルファイド、ポリアミド、ポリイミドなどをはじめとする高分子フィルム、アルミ、銅、ニッケル、ステンレスなどをはじめとする金属箔、あるいはその他のシート状素材を用いることが出来る。上記基板45の表面に下地層を設けたものを用いることも出来る。離型層46の離型性を、離型剤の種類と厚み等を適切に選ぶことによって調整すると、転写用フィルム49はリチウム層48と補助層47とが一体となって離型層46から離型および転写される。例えば株式会社麗光のBL6、BL7、BL8(いずれも商品名)は高分子基板に離型層を形成したものの一例であり、本発明の用途に使用することが出来る。基板45の厚みは適宜選択可能であり、例えば25μmである。
図3は本発明の転写用フィルムの別の一例を示す断面模式図である。図3において、図1と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。図3に示す転写用フィルム49は、図1示す転写用フィルム49の構成と、補助層47がパターン形成されていること点で異なる。補助層47がパターン形成されているとは、離型層46の全面を補助層47が均一に覆うのではなく、例えば矩形状の補助層が碁盤目状に配され、その網目状の隙間および補助層の表面にリチウム配されている状態をいう。離型層46の離型性を、離型剤の種類と厚み等を適切に選ぶことによって調整すると、転写用フィルム49はリチウム層48と補助層47とが補助層47のパターンに従って一体となって離型層46離型および転写される。リチウム層48の厚みは任意に設定可能であり、負極の不可逆容量の解消に用いる場合は例えば、2μm〜20μmである。
50上にリチウム層48と補助層47とが転写移行される。その際には、図4に示すように、補助層47のパターンに従ってリチウム層48と補助層47とが転写され、補助層47がパターン形成されていない部分のリチウムは離型層46上に残り、被転写体50には転写されない。
よび第二キャン7の周面に沿って走行し、巻き取りロール3に巻き取られる。基板45には、予め離型剤を施され、離型層46(図示せず)が形成されている。第一キャン6において、基板45は離型層46が外側に来るようにして走行している。補助層付与源13には、補助層47の材料が坩堝などの蒸発容器に入れられている。補助層付与源13は電子ビームなどの加熱装置(図示せず)により加熱され、補助層47の材料が蒸発する。
った状態で、リチウム付与源46から遮蔽板10の開口部を経由して飛来するリチウムにさらされることにより、補助層47の上にリチウム層48(図示せず)が積層される。
またはスズと窒素とを含む化合物を用いることも可能である。カーボン系材料を用いる場合にはバインダーを用いた一般的な塗工法を適用することが出来るが、蒸着法、スパッタ法、CVD法などのドライプロセスを用いることも可能である。
株式会社麗光製の離型フィルムBL7(商品名:フィルム厚さ16μm。樹脂フィルム上に離型層が形成されたもの。)の上に、補助層としてのアルミ層を形成した。アルミ層は、電子ビーム真空蒸着法でメタルマスクを用いて成膜速度3nm/秒でパターン形成し、厚さ1μmの層とした。なお、離型フィルムは、長さ、幅が共に100mmで、アルミ層は長さ、幅が共に30mmで、10mmの間隔をあけて2カ所に設けた。
株式会社麗光製の離型フィルムBL7(商品名:フィルム厚さ16μm。樹脂フィルム上に離型層が形成されたもの。)の上に、補助層としてのアルミ層を形成した。アルミ層は、電子ビーム真空蒸着法でメタルマスクを用いて成膜速度3nm/秒でパターン形成し、厚さ1μmの層とした。なお、離型フィルムは、長さ、幅が共に100mmで、アルミ層は長さ、幅が共に30mmで、10mmの間隔をあけて2カ所に設けた。
ルミ層が転写された。この極板を用いて電気2重層キャパシタを構成し、充放電が可能である。
株式会社麗光製の離型フィルムBL7(商品名:フィルム厚さ16μm。樹脂フィルム上に離型層が形成されたもの。)の上に、補助層としての銅層を形成した。銅層は、電子ビーム真空蒸着法でメタルマスクを用いて成膜速度5nm/秒でパターン形成し、厚さ50nmの層とした。なお、離型フィルムは、長さ、幅が共に100mmで、銅層は長さ、幅が共に30mmで、10mmの間隔をあけて2カ所に設けた。
ィルムを、別途銅箔上に作製したカーボン薄膜(厚さ100μm)に約400kPa(約4kgf/cm2)で押圧したところ、図4に示すように銅層のパターン形成に沿って、カーボン薄膜上にリチウム層と銅層が転写された。この極板を用いて電気2重層キャパシタを構成したところ、充放電が可能であることが確認できた。
2 真空槽
3、3A、3B 巻き取りロール
4A、4B 転写ローラ
5 搬送ローラ
6 第一キャン
7 第二キャン
8、8B 巻き出しロール
9 活物質付与源
10 遮蔽板
11 ガス導入管
13 補助層付与源
14 第三キャン
20 負極
21 活物質層
22 集電体
45 基板
46 離型層
47 補助層
48 リチウム層
46 リチウム付与源
49 転写フィルム
50 被転写体
Claims (5)
- 基板と、前記基板上に順次形成された離型層、補助層およびリチウム層とを含む転写用フィルム。
- 前記補助層がパターン形成されている、請求項1に記載の転写用フィルム。
- 集電体と、前記集電体上に形成された活物質層と、前記活物質層上に形成されたリチウム層と、前記リチウム層上に形成された補助層とを、有する電気化学素子用の極板であって、
前記リチウム層と前記補助層とは、請求項1または2に記載の転写用フィルムから転写されて形成されたこと、を特徴とする電気化学素子用の極板。 - リチウムイオンを吸蔵・放出可能な正極と、
請求項3に記載の電気化学素子用の極板からなる二次電池用負極と、
前記正極と前記二次電池用負極との間に配置されたセパレータと、
リチウムイオン伝導性を有する電解質と、
を含むリチウム二次電池。 - リチウムイオンを吸蔵・放出可能な正極と、
請求項3に記載の電気化学素子用の極板からなる電気2重層キャパシタ用負極と、
前記正極と前記電気2重層キャパシタ用負極との間に配置されたセパレータと、
リチウムイオン伝導性を有する電解質と、
を含むリチウム二次電池。
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