JP2017210680A - 金属箔、金属箔の製造方法及びこれらを用いた電極の製造方法 - Google Patents

金属箔、金属箔の製造方法及びこれらを用いた電極の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】金属箔の表面を処理して、金属箔と導電性樹脂層との間の密着性及び塗布性を改善させうる金属箔、金属箔の製造方法及びこれらを用いた電極の製造方法の提供。
【解決手段】金属箔の製造方法及びこれらを用いた電極の製造方法のうち、金属箔は、金属母材と、金属母材の表面を処理して少なくともいずれか一つの表面に形成される表面処理層と、表面処理層の表面に塗布される導電性樹脂層と、を含み、表面処理層は、表面エネルギーが３４〜４６ｄｙｎｅ／ｃｍである。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属箔、金属箔の製造方法及びこれらを用いた電極の製造方法に係り、特に、金属箔の表面を処理して、金属箔と導電性樹脂層との間の密着性及び塗布性を改善させることができる金属箔、金属箔の製造方法及びこれらを用いた電極の製造方法に関する。
従来、リチウムイオン二次電池や電気二重層キャパシタはそれぞれ電極を備え、それぞれの電極は、電極材料及び電極材料が塗布される集電体（current collector）を含む。前記電極は、単位体積当たりの高容量と低内部抵抗を持たないと、大電流の充放電が可能な高エネルギー密度及び高出力密度の特性を満足させることができない。従って、電極のこれらの特性を満足させるために電極材料と集電体との間の界面抵抗を低減する技術が要求される。
リチウムイオン二次電池の負極と電気二重層キャパシタの電極に用いられる集電体には、金属箔としてアルミニウム箔（Aluminum foil）が用いられる。アルミニウム箔は、製造工程上、高温及び高圧の圧延工程を行い、さらにこのような圧延工程において熱を冷却するために圧延油を用い、このため、最終的にアルミニウム箔の表面には電気的に不導体のアルミニウム酸化層や油脂層が形成される。酸化層や油脂層はそれぞれアルミニウム箔と電極材料との間の界面抵抗を上昇させ、特に油脂層は、電極材料の密着性を低下させ、充放電が繰り返されるにつれて、電極材料の剥離現象が発生し、高効率の充放電時、出力特性が低下し、寿命が低下するという恐れがある。
下記特許文献１、特許文献２及び特許文献３には、アルミニウム箔と電極材料との間に導電性樹脂層を形成し、アルミニウム箔と電極材料と間の界面抵抗を低減し、密着性を向上させて上述した問題を解決するための技術がそれぞれ開示されている。
特許文献１、特許文献２及び特許文献３のうち、特許文献１の概要を概略的に説明すると以下の通りである。
特許文献１は、二次電池用集電体、二次電池の正極、二次電池の負極、二次電池及びこれらの製造方法に関するものであり、二次電池用集電体は、キチン及びキトサンからなる群から選ばれる１種以上の多糖類ポリマーを酸無水物で架橋した化合物と炭素微粒子を含有する被膜を備えたアルミニウム箔または銅を含み、被膜は、厚み０．１μｍ以上１０μｍ以下であり、炭素微粒子のサイズ１０ｎｍ乃至１００ｎｍであることを特徴とする。
特許文献１に開示されている集電体、即ち金属箔は、その表面に電極材料を塗布するとき、密着性を改善するために導電性樹脂層を塗布する。このような従来の金属箔は、製造過程において酸化層や油脂層がそのまま存在するため、導電性樹脂層の塗布が円滑に行われることができなく、さらに塗布された導電性樹脂層が簡単に剥離してしまい、界面抵抗を上昇させ、なお導電性樹脂層を塗布した電極材料をも一緒に剥離してしまうので、リチウムイオン二次電池や電気二重層キャパシタの出力及び寿命特性を低下させるという問題があった。
韓国登録特許第１３５７４６４号 米国登録特許第８６６３８４５号 日本登録特許第５２４９２５８号
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、金属箔の表面を処理して、金属箔と導電性樹脂層との間の密着性及び塗布性を改善することができる金属箔、金属箔の製造方法及びこれらを用いた電極の製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、金属箔の表面を処理して、金属箔と導電性樹脂層との間の密着性及び塗布性を改善することにより電極材料の剥離現象を改善し、金属箔の界面抵抗を低減することができる金属箔、金属箔の製造方法及びこれらを用いた電極の製造方法を提供することを他の目的とする。
本発明は、金属箔と導電性樹脂層との間の密着性及び塗布性を改善することにより電極材料の剥離現象を改善し、金属箔の界面抵抗を低減し、その結果、本発明の電極をリチウムイオン二次電池や電気二重層キャパシタに適用するとき、リチウムイオン二次電池や電気二重層キャパシタの出力及び寿命特性を改善することができる金属箔、金属箔の製造方法及びこれらを用いた電極の製造方法を提供することをまた他の目的とする。
本発明に係る金属箔は、金属母材と、前記金属母材の表面を処理して金属母材の少なくともいずれか一つの表面に形成される表面処理層と、前記表面処理層の表面に塗布される導電性樹脂層と、を含み、前記表面処理層は、表面エネルギーが３４ｄｙｎｅ／ｃｍ〜４６ｄｙｎｅ／ｃｍであることを特徴とする。
本発明に係る金属箔の製造方法は、表面処理液を準備するステップと、表面処理液に金属母材を浸漬し、さらに金属母材に表面処理液を噴射して金属母材を表面処理する表面処理ステップと、前記表面処理の完了後、表面処理層の表面に導電性樹脂を塗布して導電性樹脂層を形成するステップと、を含み、前記表面処理液は、アルカリ金属酸化物３ｗｔ％〜１０ｗｔ％、界面活性剤０．１ｗｔ％〜１０ｗｔ％、還元剤０．５ｗｔ％〜１０ｗｔ％及び純水７０ｗｔ％〜９６．４ｗｔ％を１次混合して表面処理原液を製造し、その後、表面処理原液３ｗｔ％〜１０ｗｔ％に純水９０ｗｔ％〜９７ｗｔ％を２次混合することで表面処理原液を希釈して製造されることを特徴とする。
本発明に係る電極の製造方法は、表面処理液を準備するステップと、表面処理液の金属母材を浸漬し、さらに金属母材に表面処理液を噴射して金属母材を表面処理する表面処理ステップと、前記表面処理の完了後、表面処理層の表面に導電性樹脂を塗布して導電性樹脂層を形成するステップと、前記導電性樹脂層の表面に電極材料を塗布して電極材料層を形成するステップと、を含み、前記表面処理液は、アルカリ金属酸化物３ｗｔ％〜１０ｗｔ％、界面活性剤０．１ｗｔ％〜１０ｗｔ％、還元剤０．５ｗｔ％〜１０ｗｔ％及び純水７０ｗｔ％〜９６．４ｗｔ％を１次混合して表面処理原液を製造し、その後、表面処理原液３ｗｔ％〜１０ｗｔ％に純水９０ｗｔ％〜９７ｗｔ％を２次混合することで表面処理原液を希釈して製造されることを特徴とする。
本発明に係る金属箔、金属箔の製造方法及びこれらを用いた電極の製造方法は、金属箔の表面を処理して、金属箔と導電性樹脂層との間の密着性及び塗布性を改善することにより電極材料の剥離現象を改善し、金属箔の界面抵抗を低減することができるという利点があり、金属箔と導電性樹脂層との間の密着性及び塗布性を改善することにより電極材料の剥離現象を改善し、金属箔の界面抵抗を低減し、その結果、本発明の電極をリチウムイオン二次電池や電気二重層キャパシタに適用するとき、リチウムイオン二次電池や電気二重層キャパシタの出力及び寿命特性を改善することができるという利点がある。
本発明の金属箔が適用された電極の断面図である。 図１に示された金属箔の他の実施例を示す断面図である。 図１に示された金属箔のまた他の実施例を示す断面図である。 本発明の金属箔の製造方法が適用された電極の製造方法を示す流れ図である。 図１に示された表面処理層を製造するための装置の側面図である。 アルミニウム箔の表面に導電性樹脂液が塗布されている状態を示す写真である。 アルミニウム箔の表面に導電性樹脂液が塗布されている状態を示す写真である。 図４に示された電極の製造方法で製造された導電性樹脂層のテープ剥離テストの結果を示す写真である。 図４に示された電極の製造方法で製造された導電性樹脂層のテープ剥離テストの結果を示す写真である。 図４に示された電極の製造方法で製造された電極の電気的テストの結果を示す表である。 図４に示された電極の製造方法で製造された電極の電気的テストの結果を示すグラフである。 図４に示された電極の製造方法で製造された電極の電気的テストの結果を示すグラフである。
以下、本発明の金属箔、金属箔の製造方法及びこれらを用いた電極の製造方法の実施例を添付図面を参照して説明する。
図１乃至図３に示すように、本発明の金属箔１０は、金属母材１１、表面処理層１２及び導電性樹脂層１３を含んで構成される。
金属母材１１は、本発明の金属箔１０を全面的に支持し、表面処理層１２は、金属母材１１の表面を処理して、金属母材１１の少なくともいずれか一つの表面に形成される。このような表面処理層１２は、表面エネルギーが３４ｄｙｎｅ／ｃｍ〜４６ｄｙｎｅ／ｃｍになるように形成され、導電性樹脂層１３は、表面処理層１２の表面に塗布されて形成される。
本発明の金属箔１０の構成について詳しく説明すると以下の通りである。
前記金属母材１１は、図１及び図５に示すように、ホイル（foil）状に形成され、その材質としてはアルミニウムまたは銅を用いる。
前記表面処理層１２は、図１乃至図３に示すように、金属母材１１を、表面エネルギーが３４ｄｙｎｅ／ｃｍ〜４６ｄｙｎｅ／ｃｍになるように表面処理液を用いて表面処理して形成される。つまり、表面処理層１２は、金属母材１１を温度６０℃〜８５℃の表面処理液で３〜２０秒間表面処理して形成される。このように、表面処理層１２を、金属母材１１と導電性樹脂層１３との間に表面エネルギーが３４ｄｙｎｅ／ｃｍ〜４６ｄｙｎｅ／ｃｍになるように形成することにより、金属母材１１の表面に導電性樹脂層１３がより強固に接着する密着性を有するとともに、塗布作業の信頼性を示す塗布性を改善する。ここで、塗布性とは、表面処理層１２によって金属母材１１の表面に導電性樹脂層１３が強固に密着されて接着されることにより一定の厚みを有するとともに、未塗布領域無しで均一に塗布する程度を示すものである。表面処理液は、アルカリ金属酸化物３ｗｔ％〜１０ｗｔ％、界面活性剤０．１ｗｔ％〜１０ｗｔ％、還元剤０．５ｗｔ％〜１０ｗｔ％及び純水（deionized water）７０ｗｔ％〜９６．４ｗｔ％を１次混合して表面処理原液を製造し、その後、表面処理原液３ｗｔ％〜１０ｗｔ％に純水９０ｗｔ％〜９７ｗｔ％を２次混合することで表面処理原液を希釈して製造される。
導電性樹脂層１３は、図１乃至図３に示すように、表面処理層１２の表面に導電性樹脂材料を塗布して形成され、表面処理層１２の表面エネルギーによってより強固に金属母材１１の表面に密着されて接着された状態で塗布される。このような導電性樹脂層１３、すなわち、導電性樹脂材料としてはアクリル（acrylic）、ニトロセルロース（nitrocellulose）及びキトサン（chitosan）のうちから選ばれるいずれか一種を用いる。
上記のように構成された本発明の金属箔１０の製造方法を説明すると以下の通りである。
まず、本発明に係る金属箔１０の製造方法においては、図４に示すように、表面処理液を準備する（Ｓ１１）。そして、金属母材１１は、ホイル状に形成され、その材質としてはアルミニウムまたは銅を用いる。前記金属母材１１を表面処理するための表面処理液は、アルカリ金属酸化物３〜１０ｗｔ％、界面活性剤０．１ｗｔ％〜１０ｗｔ％、還元剤０．５ｗｔ％〜１０ｗｔ％及び純水（deionized water）７０ｗｔ％〜９６．４ｗｔ％を１次混合して表面処理原液を製造し、その後、表面処理原液３ｗｔ％〜１０ｗｔ％に純水９０ｗｔ％〜９７ｗｔ％を２次混合することで表面処理原液を希釈して製造される。
表面処理液を製造するためのアルカリ金属酸化物としては、水酸化ナトリウム（Sodium hydroxide）、炭酸ナトリウム（Sodium carbonate）及びメタケイ酸ナトリウム（Sodium metasilicate）のうちから選ばれるいずれかが一種を用い、界面活性剤としては、オレイン酸ナトリウム（Sodium oleate）、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル（polyoxyethylene alkylphenyl ether）及びミリスチン酸ナトリウム（Sodium myristate）のうちから選ばれるいずれか一種を用い、還元剤としては、メタケイ酸ナトリウム（Sodium metasilicate）、ケイ酸ナトリウム（Sodium silicate）、ベンゾチアゾール（benzothiazol）及びベンズイミダゾール（benzimidazole）のうちから選ばれるいずれか一種を用いる。
表面処理液は、アルカリ金属酸化物の種類に応じて界面活性剤及び還元剤を適切に選択する。例えば、アルカリ金属酸化物として水酸化ナトリウムを用いる場合には、界面活性剤としてオレイン酸ナトリウムを用い、還元剤としてメタケイ酸ナトリウムを用いる。アルカリ金属酸化物として炭酸ナトリウムを用いる場合には、界面活性剤としてポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルを用い、還元剤としてケイ酸ナトリウムを用いる。また、アルカリ金属酸化物としてメタケイ酸ナトリウムを用いる場合には、界面活性剤としてミリスチン酸ナトリウムを用い、還元剤としてベンゾチアゾール及びベンズイミダゾールのうちから選ばれるいずれか一種を用いる。
前記表面処理液の準備ができたら、図４及び図５に示すように、表面処理液に金属母材１１を浸漬し、金属母材１１に表面処理を施す（Ｓ１２）。
前記表面処理においては、表面処理液を、表面処理層１２を製造するための装置、即ち図５に示すロール・ツー・ロール（roll to roll）装置の表面処理槽（Surface processing bath）１１０に保存した後、表面処理液の温度を６０℃〜８５℃に保持した状態で金属母材１１を表面処理液に３秒〜２０秒間浸漬して金属母材１１に表面処理を行う。例えば、前記表面処理は、巻き取りローラ１２０及び回収ローラ１３０との間に表面処理液が保存されている表面処理槽１１０を配置した後、巻き取りローラ１２０に巻き取られた金属母材１１を矢印の方向に移動し、表面処理槽１１０に３秒〜２０秒間浸漬して行う。このように表面処理層１２の製造工程は、表面処理液の温度を６０℃〜８５℃に保持した状態で金属母材１１を表面処理液に３秒〜２０秒間浸漬して行う工程であるため、数十メートル程度に非常に長い金属母材１１を、ロール・ツー・ロール装置を用いて表面処理を行うとき、表面処理時間を減らして製品の生産性を改善し、これにより製造原価を低減することが可能である。
表面処理槽１１０に保存されている表面処理液の一例では、アルカリ金属酸化物として水酸化ナトリウムを用いる場合には、界面活性剤としてオレイン酸ナトリウムを用い、還元剤としてメタケイ酸ナトリウム（Sodium metasilicate）を用い、このとき、アルカリ金属酸化物、界面活性剤及び還元剤は、それぞれ３ｗｔ％〜８ｗｔ％、０．１ｗｔ％〜１ｗｔ％、０．５ｗｔ％〜３ｗｔ％になるように混合して用いられる。水酸化ナトリウムが８ｗｔ％以上である場合には、金属母材１１が腐食してしまう恐れがあり、メタケイ酸ナトリウムは３ｗｔ％以上の場合には、過度に還元されて金属母材１１の表面に酸化膜を形成することができて金属箔１０の不良を引き起こす恐れがある。このような混合比で混合された表面処理液を用いた金属母材１１の表面処理は、金属母材１１を、表面処理液の温度を６０℃〜７０℃に保持した状態で３秒〜１３秒間浸漬して行う。
表面処理液の他の例では、アルカリ金属酸化物として水酸化ナトリウムを用いる場合には、界面活性剤としてオレイン酸ナトリウムを用い、還元剤としてメタケイ酸ナトリウム（Sodium metasilicate）を用い、これらの混合時には、水酸化ナトリウム３ｗｔ％〜８ｗｔ％、オレイン酸ナトリウム０．１ｗｔ％〜１ｗｔ％、メタケイ酸ナトリウム０．５ｗｔ％〜３ｗｔ％及び純水８８ｗｔ％〜９６．４ｗｔ％を１次混合して表面処理原液を製造し、その後、表面処理原液３ｗｔ％〜１０ｗｔ％に純水９０ｗｔ％〜９７ｗｔ％を２次混合することで表面処理原液を希釈して製造する。製造された表面処理液を用いた金属母材１１の表面処理は、表面処理液の温度を６０℃〜７０℃に保持した状態で３秒〜１３秒間行われる。
前記表面処理液は、アルカリ金属酸化物３ｗｔ％〜１０ｗｔ％、界面活性剤０．１ｗｔ％〜１０ｗｔ％、還元剤０．５ｗｔ％〜１０ｗｔ％及び純水（deionized water）７０ｗｔ％〜９６．４ｗｔ％を１次混合して表面処理原液を製造し、その後、表面処理原液３ｗｔ％〜１０ｗｔ％に純水９０ｗｔ％〜９７ｗｔ％を２次混合することで表面処理原液を希釈して製造される。
表面処理液のまた他の例では、アルカリ金属酸化物として炭酸ナトリウムを用いる場合には、界面活性剤として非イオン性界面活性剤であるポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルを用い、還元剤としてケイ酸ナトリウムを用い、アルカリ金属酸化物、界面活性剤及び還元剤を、それぞれ４ｗｔ％〜１０ｗｔ％、３ｗｔ％〜１０ｗｔ％及び４ｗｔ％〜６ｗｔ％になるように混合して用いる。このような混合比で混合された表面処理液を用いた金属母材１１の表面処理は、表面処理液を７０℃〜８０℃に保持した状態で金属母材１１を５秒〜１５秒間浸漬して行われる。
表面処理液のさらにまた他の例では、アルカリ金属酸化物として炭酸ナトリウムを用いる場合には、界面活性剤として非イオン性界面活性剤であるポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルを用い、還元剤としてケイ酸ナトリウムを用い、これらの混合時には、炭酸ナトリウム４ｗｔ％〜１０ｗｔ％、非イオン性界面活性剤であるポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル３ｗｔ％〜１０ｗｔ％、ケイ酸ナトリウム４ｗｔ％〜６ｗｔ％及び７４ｗｔ％〜８９ｗｔ％を１次混合して表面処理原液を製造し、その後、表面処理原液３ｗｔ％〜１０ｗｔ％に純水９０ｗｔ％〜９７ｗｔ％を２次混合することで表面処理原液を希釈して製造する。製造された表面処理液を用いた金属母材１１の表面処理は、表面処理液の温度を７０℃〜８０℃に保持した状態で５秒〜１５間行う。
表面処理液のさらにまた他の例では、アルカリ金属酸化物としてメタケイ酸ナトリウムを用いる場合には、界面活性剤としてミリスチン酸ナトリウムを用い、還元剤としてベンゾチアゾールまたはベンジョーイミダゾールを用い、それぞれ５ｗｔ％〜１０ｗｔ％、０．１ｗｔ％〜８ｗｔ％及び０．１ｗｔ％〜３ｗｔ％になるように混合して用いる。このような混合比で混合された表面処理液を用いた金属母材１１の表面処理は、表面処理液の温度を７５℃〜８５℃に保持した状態で金属母材１１を１０秒〜２０秒間浸漬して行われる。
表面処理液のさらにまた他の例では、アルカリ金属酸化物としてメタケイ酸ナトリウムを用いる場合には、界面活性剤としてミリスチン酸ナトリウムを用い、還元剤としてベンゾチアゾールまたはベンジョーイミダゾールを用い、これらの混合時には、メタケイ酸ナトリウム５ｗｔ％〜１０ｗｔ％、ミリスチン酸ナトリウム０．１ｗｔ％〜８ｗｔ％、ベンゾチアゾールまたはベンジョーイミダゾール０．１ｗｔ％〜３ｗｔ％及び純水７９ｗｔ％〜９４．８ｗｔ％を１次混合して表面処理原液を製造し、その後、表面処理原液３ｗｔ％〜１０ｗｔ％に純水９０ｗｔ％〜９７ｗｔ％を２次混合することで表面処理原液を希釈して製造する。製造された表面処理液を用いた金属母材１１の表面処理は、表面処理液を７５℃〜８５℃に保持した状態で１０秒〜２０秒間行われる。
本発明の表面処理（Ｓ１２）は、浸漬及びノズル噴射方法を用いて行われる。
前記表面処理（Ｓ１２）の浸漬においては、金属母材１１を表面処理液に浸漬して金属母材１１の少なくともいずれか一つの表面の全面にわたって表面処理層１２を形成し、前記表面処理（Ｓ１２）のノズル噴射方法においては、表面処理液を金属母材１１の表面に対して垂直方向に噴射することにより、金属母材１１の少なくともいずれか一つ表面の全面にわたって平らな表面処理層１２を形成する。
前記ノズル噴射方法に適用されるノズル１４０は、図５に示すように、表面処理槽１１０の両側に配置され、ノズル１４０を介して噴射される表面処理液としては、表面処理槽１１０に保存されている表面処理溶液と同じものを用いる。
前記表面処理（Ｓ１２）に際しては、金属母材１１の表面には表面エネルギー３４ｄｙｎｅ／ｃｍ〜４６ｄｙｎｅ／ｃｍの表面処理層１２が形成されるように表面処理を行う。
前記表面エネルギー範囲の設定において、本出願人は、金属箔１０の表面処理時、表面エネルギーが３４ｄｙｎｅ／ｃｍ以上に達すると、金属箔１０と導電性樹脂層１３との間の密着性が高まり、塗工性が確保されることを認知することができたが、これは多くの実験の結果として算出された値である。さらに、金属箔１０の表面エネルギーが大きければ大きいほど良いが、コスト面からみろと、表面エネルギーを大きくするほど表面エネルギーを高めるために発生する追加コストが上昇するため、最大４６ｄｙｎｅ／ｃｍに設定した。故に、前記最大範囲は、ユーザーのニーズに応じてより大きくすることができる。
表面処理層１２の表面エネルギーが導電性樹脂液の表面張力に近づくなるほど、導電性樹脂液の金属母材１１のへの濡れ性が向上し、これが接着の駆動力として作用することによって金属母材１１と導電性樹脂層１３との間の密着性及び塗布性が向上する。
一般に、表面張力とは、液体の自由表面においてその表面積をできるだけ小さくしようと作用する張力であり、液体表面近傍の分子の位置エネルギーが液体内部の分子よりも位置エネルギーよりも大きいため、液体の表面積に比例する表面エネルギーを持つ。
このような表面エネルギーを測定する方法としてはダインテスト（dyne test）を用いる。ダインテストとは、表面エネルギーを測定する物質の表面に、既に知られているダイン値を有する、即ち固有の表面張力値を有する溶液を塗布し、その溶液の凝集性（aggregation property）や拡張性（spreading property）に応じて物質の表面エネルギーを測定する方法である。つまり、ダインテストとは、特定の表面張力値と比較して表面エネルギーを測定する方式であり、観察の待機時間は、３０〜４５ｄｙｎｅ／ｃｍの場合には４秒、４５ｄｙｎｅ／ｃｍ〜６０ｄｙｎｅ／ｃｍの場合には２秒であり、単位としてはｄｙｎｅ／ｃｍを用いる。ここで、表面張力は、測定単位としてｄｙｎｅを用い、ダインは、１グラムの質量を持つ物体に１ｃｍ／ｓ２の加速度を生じさせる力の大きさを示す。
表面エネルギー３４ｄｙｎｅ／ｃｍ〜４６ｄｙｎｅ／ｃｍを有する表面処理層１２の製造方法の実施例が図１乃至図３に示されている。図１は、表面処理層１２が表面処理液を用いて金属母材１１の上部表面に形成された実施例を示す。前記表面処理層１２は、金属母材１１の下部表面をマスキングした状態で表面処理液を用いて処理することにより形成される。ここで、マスキング方法としては、公知の絶縁性フィルムを金属母材１１の表面に公知の接着剤を用いて接着するか、または公知の絶縁性材料を塗布する方法を使用する。例えば、図５に示すように表面処理層１２の形成のためにロール・ツー・ロール（roll to roll）装置を用いる場合には、マスキングは、金属母材１１の表面に公知の絶縁性のフィルムを公知の接着剤で接着して行われる。図２及び図３は、表面処理層１２が、マスキングなしで金属母材１１の全体表面に表面処理液を用いて処理して金属母材１１の上部及び下部の表面に形成される実施例を示す。
導電性樹脂層１３は、導電性樹脂液を用いて形成される。導電性樹脂材料を用いて導電性樹脂液を製造する方法は公知されているので、その説明を省略する。このように導電性樹脂液には公知の方法が適用され、このため、導電性樹脂液の表面張力には公知の値が適用されるので、その説明を省略する。ここで、導電性樹脂液を１５０℃〜２００℃で２分〜１５分間乾燥させて導電性樹脂層１３を製造する。
一方、表面処理の完了後、図１乃至図５に示すように表面処理層１２の表面に導電性樹脂を塗布して導電性樹脂層１３を形成して（Ｓ１３）金属箔１０の製造を完了する。図１は、１つの導電性樹脂層１３を有し、金属母材１１の上部表面に表面処理層１２を形成し、表面処理層１２の上部表面に導電性樹脂層１３を形成する実施例を示す。図２は、図１と同様に１つの導電性樹脂層１３を有するが、金属母材１１の上部及び下部の表面にそれぞれ表面処理層１２を形成し、金属母材１１の上部表面に形成された表面処理層１２の上部表面に導電性樹脂層１３を形成する他の実施例を示す。図３は、それぞれ２つの表面処理層１２及び導電性樹脂層１３を有し、金属母材１１の上部及び下部の表面にそれぞれ表面処理層１２を形成し、金属母材１１の上部表面に形成される表面処理層１２の上部表面と、金属母材１１の下部表面に形成される表面処理層１２の下部表面とにそれぞれ導電性樹脂層１３を形成する実施例を示す。
導電性樹脂層１３は、液状の導電性樹脂液を塗布して形成する。導電性樹脂材料を用いた導電性樹脂液の製造方法は、公知されているので、その説明を省略する。前記導電性樹脂層の材料としては、アクリル（acrylic）、ニトロセルロース（nitrocellulose）及びキトサン（chitosan）のうちから選ばれる一種を用いる。
上述した本発明の金属箔１０を用いた本発明の電極の製造方法を説明すると、以下の通りである。
本発明の電極の製造方法は、図１乃至図５に示すように、表面処理液を準備するステップ（Ｓ１１）と、表面処理液の準備ができたら表面処理液に金属母材１１を浸漬するとともに、金属母材１１の表面に表面処理液を噴射して金属母材１１の表面処理を施すステップ（Ｓ１２）と、前記表面処理の完了後、表面処理層１２の表面に導電性樹脂を塗布して導電性樹脂層１３を形成するステップ（Ｓ１３）と、前記導電性樹脂層１３の上部には電極材料層１４を形成するステップと、を備える。
本発明の電極の製造方法における金属を製造するためのステップ（Ｓ１１乃至Ｓ１３）は、上述した金属箔１０の製造方法と類似しているので、その詳細な説明を省略する。
従って、金属箔１０の製造が完了すると、図１及び図４に示すように、導電性樹脂層１３の表面に電極材料を塗布して電極材料層１４を形成する（Ｓ１４）。先ず、図１に示すように１つの電極材料層１４を用いた実施例によれば、電極材料層１４は、金属母材１１の上部表面に表面処理層１２及び導電性樹脂層１３をそれぞれ順次形成した後、導電性樹脂層１３の上部表面に形成する。図２に示すように１つの電極材料層１４を用いた他の実施例によれば、電極材料層１４は、金属母材１１の上部及び下部の表面にそれぞれ表面処理層１２を形成した後、金属母材１１の上部表面に形成された表面処理層１２の上部表面に導電性樹脂層１３及び電極材料層１４を順次形成する。図３に示すように２つの電極材料層１４を用いたまた他の実施例によれば、電極材料層１４は、金属母材１１の上部及び下部の表面にそれぞれ表面処理層１２及び導電性樹脂層１３を順次形成した後、金属母材１１の上部に配置された導電性樹脂層１３の上部表面と、金属母材１１の下部に配置された導電性樹脂層１３の下部表面とにそれぞれ形成する。
前記電極材料層１４の材質は、正極材料及び負極材料のうち選ばれるいずれか１種を用い、正極材料と負極材料は、それぞれシルク印刷方法やロール・ツー・ロール（roll to roll）方法により塗布される。シルク印刷方法やロール・ツー・ロール方法により塗布される正極材料の材質としては、活性炭、コバルト酸リチウム（lithium cobalt oxide：以下、「ＬＣＯ」という。）、リチウムマンガン酸化物（lithium manganese oxide：以下、「ＬＭＯ」という。）、リン酸鉄リチウム（Lithium iron phosphate：以下、「ＬＦＰ」という。）などの金属酸化物のうちから選ばれるいずれか一種を用い、負極材料の材質としては、活性炭、黒鉛、ハードカーボン（hard carbon）、ソフトカーボン（Soft carbon）、シリコーン（Silicone）、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２のうちから選ばれるいずれか一種を用いる。
正極材料と負極材料の材質の選択においては、本発明の電極の製造方法により製造される電極を電気二重層キャパシタやハイブリッドキャパシタに適用する場合には、正極材料の材質として活性炭を用いると、負極材料の材質として活性炭及びＬｉ４Ｔｉ５Ｏ１２のうちから選ばれるいずれか一種を用いる。言い換えれば、本発明の電極の製造方法により製造される電極を電気二重層キャパシタに適用する場合には、正極材料の材質として活性炭を用いると、負極材料の材質として活性炭を用い、一方、前記電極をハイブリッドキャパシタに適用する場合には、正極材料の材質として活性炭を用い、負極材料の材質として活性炭及びＬｉ４Ｔｉ５Ｏ１２のうちから選ばれるいずれか一種を用いる。本発明の電極の製造方法で製造される電極をリチウムイオン二次電池に適用する場合には、正極材料の材質としてはＬＣＯ、ＬＭＯ及びＬＥＰのうちから選ばれるいずれか一種を用い、負極材料の材質としては黒鉛、ハードカーボン、ソフトカーボン及びシリコーンのうちから選ばれるいずれか一種を用いる。
上述した本発明の金属箔及び電極のテストのために、本発明の金属箔の製造方法及び電極の製造方法によりそれぞれ金属箔、電極及び電極を用いたリチウムイオン二次電池を製造した。
（実施例１）
本発明の実施例１では、導電性樹脂層１３を形成するために用いられる導電性樹脂液の塗布状態、つまり、金属箔１０（図１に図示）の金属母材１１（図１に図示）の表面に表面処理層１２（図１に図示）が形成されているか否かに基づいた導電性樹脂液の塗布状態を確認するための物理的テストが行われた。このような本発明の実施例１では、金属母材１１としてアルミニウム箔Ａｌ２３５を用いた。
アルミニウム箔Ａｌ２３５としては厚み２０μｍのものを用い、アルミニウム箔の表面に表面処理層１２を形成した。表面処理層１２は、アルミニウム箔を表面処理槽１１（図５に図示）に保存されている温度６０℃の表面処理液に８秒間浸漬するとともに、アルミニウム箔の表面にノズル１４０（図５参照）を介して表面処理液を噴射し、表面エネルギー値が４４ｄｙｎｅになるように形成した。ここで、表面処理液は、アルカリ金属酸化物としての水酸化ナトリウムの４ｗｔ％、界面活性剤としてのオレイン酸ナトリウム０．５ｗｔ％、還元剤としてのメタケイ酸ナトリウム２ｗｔ％及び９３．５ｗｔ％を混合し、その後、さらに混合物５ｗｔ％に純水９５ｗｔ％を混合することで希釈して製造した。ノズル１４０から噴射される表面処理液は、表面処理槽１１０に保存されている表面処理溶液と同じものを用いた。
本発明の実施例１により表面処理層１２が形成されたアルミニウム箔の表面と、表面処理層１２が形成されていないアルミニウム箔の表面とに、それぞれ導電性樹脂層１３を形成するために用いられる導電性樹脂液を塗布した。導電性樹脂液の塗布の結果は、それぞれが図６及び図７に示されている。図６及び図７のそれぞれは、本発明の導電性樹脂液の塗布性テストの結果を示す写真である。つまり、導電性樹脂層１３（図１に図示）は、導電性樹脂液を塗布した後そのまま乾燥させて製造され、これにより導電性樹脂液の塗布状態を用いて導電性樹脂層１３の塗布性テストを行うことができる。
図６は、本発明の表面処理層１２が形成されていないアルミニウム箔の表面に導電性樹脂層１３を形成するための導電性樹脂液を塗布した状態を示すものである。図６において、灰色（gray）で表示された領域はアルミニウム箔を示し、黒色（block）で表示された領域は導電性樹脂液が塗布されている領域を示す。図７は、本発明のアルミニウム箔を表面処理して表面処理層１２を形成した後、表面処理層１２の表面に導電性樹脂層１３を形成するための導電性樹脂液を塗布した状態を示すものである。図７において、黒色で表示された部分は導電性樹脂液が塗布されている状態を示す。ここで、導電性樹脂液は、導電性樹脂材料で架橋結合されたキトサン化合物に炭素微粒子及び水を混合してなり、このとき、架橋結合されたキトサン化合物、炭素の微粒子及び水を３０:２０:５０の重量混合比率（ｗｔ％）で混合してなる。導電性樹脂液は、アルミニウム箔の表面に自動塗布装置（不図示）により塗布される。
導電性樹脂液の塗布性テストの結果を説明すると、以下の通りである。先ず、図６に示すように表面処理層１２が形成されていない導電性樹脂液の塗布状態では、アルミニウム箔の表面に塗布された導電性樹脂液の密着性が低下して互いに凝集してしまい、アルミニウム箔の表面に均一に塗布されないという問題が発生した。一方、図７に示すように表面処理層１２が形成されている場合では、 表面処理層１２により、アルミニウム箔の表面全体にわたって黒色、即ち導電性樹脂液が均等に広がり、高い密着性を有するように塗布されることが確認できた。
（実施例２）
本発明の実施例２では、物理的テスト、テープの剥離テストのために導電性樹脂層１３を製造した。このような導電性樹脂層１３は、図６及び図７にそれぞれ示した導電性樹脂液を乾燥炉（不図示）を用いて１８０℃で８分間乾燥させて製造した。
テープ剥離テストにおいては、先ず、図６と図７に示す導電性樹脂液を乾燥させて形成した導電性樹脂層１３の表面に、幅１０ｍｍ、長さ１５０ｍｍ、ポリプロピレンの接着テープ１５０（図８及び図９にそれぞれ図示）を、荷重２０±０．４Ｎ（Newton）のプレスローラー（Press roller）の往復運動により均一な荷重を加えることにより貼り付けた。接着テープが導電性樹脂層１３の表面に貼り付けられると、接着テープ１５０を、公知の自動接着力測定装置（不図示）を用いて、接着テープ１５０を１０ｍｍ／ｓ（秒）の速度及び９０°（degree）の方向に剥がして導電性樹脂層１３が剥離されたか否かを観察した。
その結果、図６に示す導電性樹脂液を乾燥させて製造した導電性樹脂層１３は、図８に示すように導電性樹脂層１３が簡単に剥離され、アルミニウム箔、即ち金属母材１１の表面がそのまま露出してしまうが、一方、図７に示す導電性樹脂液を乾燥させて製造した導電性樹脂層１３は、図９に示すように導電性樹脂層１３が強固に接着されることが確認された。ここで、図８及び図９にそれぞれ示す黒色の領域は、導電性樹脂層１３を示し、白色の領域はアルミニウム箔、すなわち金属母材１１の表面を示す。
剥離テストにおいては、図６及び図７に示す導電性樹脂液を乾燥させて形成した導電性樹脂層１３の表面を、水系溶媒の純水を含浸した綿棒を（不図示）と、有機系溶媒のＮ−メチル−２−ピロリドン（N-Methyl-２-pyrrolidone：ＮＭＰ）を含浸した綿棒とを用いてそれぞれこすり、導電性樹脂層１３が剥され始めた回数目を測定した。
その結果、図６に示す導電性樹脂液を乾燥させて製造した導電性樹脂層１３は、水系溶媒の場合には１０回目で剥され始め、有機系溶媒の場合には１２回目で剥され始めた。図７に示す導電性樹脂液を乾燥させて製造した導電性樹脂層１３は、水系溶媒及び有機系溶媒の両方の場合にも基準値である５０回目になるまでに導電性樹脂層１３の剥離が発生しなかった。
（実施例３）
本発明の実施例３では、電気的テスト、容量維持率、インピーダンス及び電池の寿命をテストするために電極２０（図１に図示）及び電極２０を用いたリチウムイオン二次電池（不図示）を製造した。
本発明の実施例３の電極２０は、本発明の実施例２でそれぞれ製造された導電性樹脂層１３、即ち図６及び図７に示す導電性樹脂液を乾燥させて製造した導電性樹脂層１３に電極材料層１４（図１に図示）を塗布して製造した。
電極材料層１４は、正極と負極として製造した。例えば、図６に示す導電性樹脂液を乾燥させて製造した導電性樹脂層１３の表面に、正極材料や負極材料をそれぞれ塗布して正極用電極２０や負極用電極２０をそれぞれ製造した。図７に示す導電性樹脂液を乾燥させて製造した導電性樹脂層１３を用いて、上述した方法と同一に正極用電極２０や負極用電極２０をそれぞれ製造した。
リチウムイオン二次電池を製造するための電極２０のうち、正極は、正極材料としてＬＣＯを用い、導電材（conductive material）としてカーボンブラックを用い、バインダとしてはポリフッ化ビニリデン（Polyvinylidene difluoride： 以下、「ＰＶＤＦ」という。）を用い、それぞれ９２:３:５の混合重量比率（ｗｔ％）で混合して製造した。負極は、負極活物質として結晶性黒鉛を用い、バインダとしてＰＶＤＦを用い、それぞれ９０:１０の混合重量比率（ｗｔ％）で混合して製造した。
リチウムイオン二次電池の正極及び負極の製造を完了すると、分離膜として多孔性ポリエチレンを用い、電解質として、エチレンカボネート（ethylene carbonate：ＥＣ）とジエチレンカーボネート（diethylene carbonate：ＤＥＣ）を５:５で混合した溶媒にリチウムヘキサフルオロホスフェート（lithium hexa fluoro phosphate：ＬｉＰＦ６）１Ｍｏｌ／Ｌが溶解されているものを用いることによりリチウムイオン二次電池を製造した。つまり、図６に示す導電性樹脂液を乾燥させてなる導電性樹脂層１３の表面に正極材料や負極材料を塗布してそれぞれ正極用電極２０や負極用電極２０を製造し、これらを用いてリチウムイオン二次電池（以下、「第１電池」と略称する。）を製造した。同様に、図７に示す導電性樹脂液を乾燥させてなる導電性樹脂層１３の表面に正極材料や負極材料を塗布してそれぞれ正極用電極２０や負極用電極２０を製造し、これらを用いてリチウムイオン二次電池（以下、「第２電池」と略称する。）を製造した。
本発明の第３実施例により製造された第１電池及び第２電池の容量維持率テストでは、容量維持率は、充放電装置（メーカー:ＴＯＹＯ ＳＹＳＴＥＭ）を用いて電圧範囲２．７〜４．０Ｖ（voltage）、温度２５℃、Ｃ−ｒａｔｅ（current rate）１Ｃ、５Ｃ、１０Ｃ、２０Ｃの条件の下で、初期容量と２００サイクル後の容量との比率をパーセントで示す値であり、これにより容量維持率（％）テストが行われた。その結果、図１０に示すように、Ｃ−ｒａｔｅが増加するにつれて、本発明の電極２０が適用された第２電池の容量維持率は、第１電池の容量維持率よりもさらに高くなることが確認された。
本発明の実施例３により製造された第１電池と第２電池のインピーダンステストでは、ＡＣインピーダンス測定器（メーカー:ＨＩＯＫＩ）を用いて周波数１ｋＨｚにおけるそれぞれのインピーダンスを５回測定し、その後、平均値で結果を比較した。その結果、図１０に示すように、本発明の電極２０が適用された第２電池のインピーダンスは、第１電池のインピーダンスよりも約５倍低いことが確認された。
本発明の実施例３により製造された第１電池と第２電池の電池寿命テストでは、充放電装置（メーカー:ＴＯＹＯ ＳＹＳＴＥＭ）を用いて、定電流充電や定電圧充電及び定電流放電の条件下で、２Ｃ−ｒａｔｅで８００回、電圧範囲２．７Ｖ〜４．０Ｖ、温度４５℃で充放電を行い、時間（サイクル）（time（cycle））に対する容量変化率及び抵抗変化率をそれぞれ図１１及び図１２に示した。図１１及び図１２にそれぞれ示すように、本発明の電極２０が適用された第２電池の寿命は、第１電池の寿命よりも大幅に増加したことが確認された。図１１及び図１２にそれぞれ示すグラフにおいて、点線の曲線は第１電池の特性を示し、実線の曲線は第２次電池の特性を示す。
以上のように本発明の金属箔、金属箔の製造方法及びこれらを用いた電極の製造方法は、金属箔の表面を処理して、金属箔と導電性樹脂層との間の密着性及び塗布性を改善することにより、電極材料の剥離現象を改善して金属箔の界面抵抗を低減することができ、また、金属箔と導電性樹脂層との間の密着性及び塗布性を改善し、電極材料の剥離現象を改善して金属箔の界面抵抗を低減することにより、本発明の電極をリチウムイオン二次電池や電気二重層キャパシタに適用するとき、リチウムイオン二次電池や電気二重層キャパシタの出力及び寿命特性を改善することができる。
本発明の金属箔、金属箔の製造方法及びこれらを用いた電極の製造方法は、金属箔の製造産業分野、電極製造産業分野、リチウムイオン二次電池の製造産業分野、または電気二重層キャパシタの製造産業分野に適用することができる。
１０ 金属箔
１１ 金属母材
１２ 表面処理層
１３ 導電性樹脂層
１４ 電極材料層
２０ 電極

Claims (14)

  1. 金属母材と、
    前記金属母材の表面を処理して金属母材の少なくともいずれか一つの表面に形成される表面処理層と、
    前記表面処理層の表面に塗布される導電性樹脂層と、を含み、
    前記表面処理層は、表面エネルギーが３４ｄｙｎｅ／ｃｍ〜４６ｄｙｎｅ／ｃｍであることを特徴とする金属箔。
  2. 前記金属母材は、ホイル（foil）状に形成され、その材質がアルミニウムまたは銅であることを特徴とする請求項１に記載の金属箔。
  3. 前記表面処理層は、金属母材を６０℃〜８５℃の表面処理液で３秒〜２０秒間表面処理して形成されることを特徴とする請求項１に記載の金属箔。
  4. 前記表面処理液は、アルカリ金属酸化物３ｗｔ％〜１０ｗｔ％、界面活性剤０．１ｗｔ％〜１０ｗｔ％、還元剤０．５ｗｔ％〜１０ｗｔ％及び純水（deionized water）７０ｗｔ％〜９６．４ｗｔ％を１次混合して表面処理原液を製造し、その後、表面処理原液３ｗｔ％〜１０ｗｔ％に純水９０ｗｔ％〜９７ｗｔ％を２次混合することで表面処理原液を希釈して製造されることを特徴とする請求項３に記載の金属箔。
  5. 前記導電性樹脂層の材質は、アクリル（acrylic）、ニトロセルロース（nitrocellulose）及びキトサン（chitosan）のうちいずれか一つであることを特徴とする請求項１に記載の金属箔。
  6. 表面処理液を準備するステップと、
    表面処理液に金属母材を浸漬し、さらに金属母材に表面処理液を噴射して金属母材を表面処理する表面処理ステップと、
    前記表面処理の完了後、表面処理層の表面に導電性樹脂を塗布して導電性樹脂層を形成するステップと、を含み、
    前記表面処理液は、アルカリ金属酸化物３ｗｔ％〜１０ｗｔ％、界面活性剤０．１ｗｔ％〜１０ｗｔ％、還元剤０．５ｗｔ％〜１０ｗｔ％及び純水（deionized water）７０ｗｔ％〜９６．４ｗｔ％を１次混合して表面処理原液を製造し、その後、表面処理原液３ｗｔ％〜１０ｗｔ％に純水９０ｗｔ％〜９７ｗｔ％を２次混合することで表面処理原液を希釈して製造されることを特徴とする金属箔の製造方法。
  7. 前記表面処理液を準備するステップにおいて、
    前記表面処理液は、前記アルカリ金属酸化物としては水酸化ナトリウム（Sodium hydroxide）、炭酸ナトリウム（Sodium carbonate）及びメタケイ酸ナトリウム（Sodium metasilicate）のうちから選ばれるいずれか一種を用い、前記界面活性剤としてはオレイン酸ナトリウム（Sodium oleate）、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル（polyoxyethylene alkylphenyl ether）及びミリスチン酸ナトリウム（Sodium myristate）のうちから選ばれるいずれか一種を用い、前記還元剤としてはメタケイ酸ナトリウム（Sodium metasilicate）、ケイ酸ナトリウム（Sodium silicate）、ベンゾチアゾール（benzothiazol）及びベンズイミダゾール（benzimidazole）のうちから選ばれるいずれか一種を用いることを特徴とする請求項６に記載の金属箔の製造方法。
  8. 前記表面処理液を準備するステップにおいて、
    前記表面処理液は、アルカリ金属酸化物として水酸化ナトリウムを用いる場合には、界面活性剤としてオレイン酸ナトリウムを用い、還元剤としてメタケイ酸ナトリウムを用い、
    前記表面処理液は、アルカリ金属酸化物として炭酸ナトリウムを用いる場合には、界面活性剤としてポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルを用い、還元剤としてケイ酸ナトリウムを用い、
    前記表面処理液は、アルカリ金属酸化物としてメタケイ酸ナトリウムを用いる場合には、界面活性剤としてミリスチン酸ナトリウムを用い、還元剤としてベンゾチアゾール及びベンズイミダゾールのうちから選ばれるいずれか一種を用いることを特徴とする請求項６に記載の金属箔の製造方法。
  9. 前記表面処理液を準備するステップにおいて、
    前記表面処理液は、前記アルカリ金属酸化物として水酸化ナトリウムを用いる場合には、前記界面活性剤としてオレイン酸ナトリウムを用い、前記還元剤としてメタケイ酸ナトリウム（Sodium metasilicate）を用い、これらの混合時には、水酸化ナトリウム３ｗｔ％〜８ｗｔ％、オレイン酸ナトリウム０．１ｗｔ％〜１ｗｔ％、メタケイ酸ナトリウム０．５ｗｔ％〜３ｗｔ％及び純水８８ｗｔ％〜９６．４ｗｔ％を１次混合して表面処理原液を製造し、その後、表面処理原液３ｗｔ％〜１０ｗｔ％に純水９０ｗｔ％〜９７ｗｔ％を２次混合することで表面処理原液を希釈して製造し、製造された表面処理液を用いて金属母材の表面を処理するときは、表面処理液の温度を６０℃〜７０℃に保持した状態で３秒〜１３秒間表面処理を行い、
    前記アルカリ金属酸化物として炭酸ナトリウムを用いる場合には、前記界面活性剤として非イオン性界面活性剤であるポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルを用い、前記還元剤としてケイ酸ナトリウムを用い、これらの混合時には、炭酸ナトリウム４ｗｔ％〜１０ｗｔ％、非イオン性界面活性剤であるポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル３ｗｔ％〜１０ｗｔ％、ケイ酸ナトリウム４ｗｔ％〜６ｗｔ％及び純水７４ｗｔ％〜８９ｗｔ％を１次混合して表面処理原液を製造し、その後、表面処理原液３ｗｔ％〜１０ｗｔ％に純水９０ｗｔ％〜９７ｗｔ％を２次混合することで表面処理原液を希釈して製造し、製造された表面処理液を用いて金属母材の表面を処理するときは、表面処理液の温度を７０℃〜８０℃に保持した状態で５秒〜１５秒間表面処理を行い、
    前記アルカリ金属酸化物としてメタケイ酸ナトリウムを用いる場合には、前記界面活性剤としてミリスチン酸ナトリウムを用い、前記還元剤としてベンゾチアゾールまたはベンジョーイミダゾールを用い、これらの混合時には、メタケイ酸ナトリウム５ｗｔ％〜１０ｗｔ％、ミリスチン酸ナトリウム０．１ｗｔ％〜８ｗｔ％、ベンゾチアゾールまたはベンジョーイミダゾール０．１ｗｔ％〜３ｗｔ％及び純水７９ｗｔ％〜９４．８ｗｔ％を１次混合して表面処理原液を製造し、その後、表面処理原液３ｗｔ％〜１０ｗｔ％に純水９０ｗｔ％〜９７ｗｔ％を２次混合することで表面処理原液を希釈して製造し、製造された表面処理液を用いて金属母材の表面を処理するときは、表面処理液を７５℃〜８５℃に保持した状態で１０秒〜２０秒間表面処理を行うことを特徴とする請求項６に記載の金属箔の製造方法。
  10. 前記表面処理のステップにおいて、
    金属母材は、ホイル状に形成され、その材質がアルミニウムまたは銅であり、
    表面処理液を表面処理槽（Surface processing bath）に保存した後、表面処理液の温度を６０℃〜８５℃に保持した状態で、金属母材を表面処理液に３秒〜２０秒間浸漬し、さらに表面処理槽に配置されたノズルを介して金属母材の表面に表面処理液を噴射することにより、表面エネルギー３４ｄｙｎｅ／ｃｍ〜４６ｄｙｎｅ／ｃｍである表面処理層が金属母材の少なくともいずれか一つの表面に形成されるように金属母材に表面処理を行うことを特徴とする請求項６に記載の金属箔の製造方法。
  11. 表面処理液を準備するステップと、
    表面処理液の金属母材を浸漬し、さらに金属母材に表面処理液を噴射して金属母材を表面処理する表面処理ステップと、
    前記表面処理の完了後、表面処理層の表面に導電性樹脂を塗布して導電性樹脂層を形成するステップと、
    前記導電性樹脂層の表面に電極材料を塗布して電極材料層を形成するステップと、を含み、
    前記表面処理液は、アルカリ金属酸化物３ｗｔ％〜１０ｗｔ％、界面活性剤０．１ｗｔ％〜１０ｗｔ％、還元剤０．５ｗｔ％〜１０ｗｔ％及び純水７０ｗｔ％〜９６．４ｗｔ％を１次混合して表面処理原液を製造し、その後、表面処理原液３ｗｔ％〜１０ｗｔ％に純水９０ｗｔ％〜９７ｗｔ％を２次混合することで表面処理原液を希釈して製造されることを特徴とする電極の製造方法。
  12. 前記表面処理液を準備するステップにおいて、
    前記表面処理液は、前記アルカリ金属酸化物としては水酸化ナトリウム（Sodium hydroxide）、炭酸ナトリウム（Sodium carbonate）及びメタケイ酸ナトリウム（Sodium metasilicate）のうちから選ばれるいずれか一種を用い、前記界面活性剤としてはオレイン酸ナトリウム（Sodium oleate）、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル（polyoxyethylene alkylphenyl ether）及びミリスチン酸ナトリウム（Sodium myristate）のうちから選ばれるいずれか一種を用い、前記還元剤としてはメタケイ酸ナトリウム（Sodium metasilicate）、ケイ酸ナトリウム（Sodium silicate）、ベンゾチアゾール（benzothiazol）及びベンズイミダゾール（benzimidazole）のうちから選ばれるいずれか一種を用いることを特徴とする請求項１１に記載の電極の製造方法。
  13. 前記表面処理のステップにおいて、
    前記金属母材は、ホイル状に形成され、その材質がアルミニウムまたは銅であり、
    前記金属母材を、表面処理液が保存されている表面処理槽（Surface processing bath）に浸漬し、さらに表面処理槽に配置されているノズルを介して金属母材の表面に表面処理液を噴射することにより、表面エネルギー３４ｄｙｎｅ／ｃｍ〜４６ｄｙｎｅ／ｃｍの表面処理層を金属母材の少なくともいずれか一つの表面に形成することを特徴とする請求項１１に記載の電極の製造方法。
  14. 前記電極材料層を形成するステップにおいて、
    電極材料層の材質としては、正極材料及び負極材料のうちから選ばれるいずれか一種を用い、
    前記正極材料の材質としては、活性炭、コバルト酸リチウム（ＬＣＯ：lithium cobalt oxide）、リチウムマンガン酸化物（ＬＭＯ：lithium manganese oxide）、リン酸鉄リチウム（ＬＦＰ：Lithium iron phosphate）のうちから選ばれるいずれか一種を用い、前記負極材料の材質としては、活性炭、黒鉛、ハードカーボン（hard carbon）、ソフトカーボン（Soft carbon）、シリコーン（Silicone）及びＬｉ４Ｔｉ５Ｏ１２のうちから選ばれるいずれか一種を用い、
    前記正極材料の素材として活性炭を用いる場合には、前記負極材料の材質としては活性炭及びＬｉ４Ｔｉ５Ｏ１２のうちから選ばれるいずれか一種を用い、
    前記正極材料の材質としてＬＣＯ、ＬＭＯ及びＬＥＰのうちから選ばれるいずれか一種を用いる場合には、前記負極材料の材質としては黒鉛、ハードカーボン、ソフトカーボン及びシリコーンのうちから選ばれるいずれか一種を用いることを特徴とする請求項１１に記載の電極の製造方法。
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