JPS59217964A - 薄膜電池の正極構造 - Google Patents

薄膜電池の正極構造

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JPS59217964A
JPS59217964A JP58091438A JP9143883A JPS59217964A JP S59217964 A JPS59217964 A JP S59217964A JP 58091438 A JP58091438 A JP 58091438A JP 9143883 A JP9143883 A JP 9143883A JP S59217964 A JPS59217964 A JP S59217964A
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titanium oxide
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Keiichi Kanebori
恵一 兼堀
Katsumi Miyauchi
宮内　克己
Yukio Ito
由喜男 伊藤
Fumiyoshi Kirino
文良 桐野
Tetsuichi Kudo
徹一 工藤
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は簿膜電池に用いられる二硫化チタンを活物質と
する正極構造にｙｌ）かわり、特に、基板と二硫化チタ
ン活物質薄膜との間の接合力を強めだ正極構造に関する
ものである。
〔発明の背景〕
二硫化チタン（以下ＴｉＳ２と記す）を＃膜電池の正極
薄膜に用いることは、従前からいくつかの試みがなされ
ている。しかし、これらはいずれもＴｉＳ２粉体をプレ
スして導電体に（ｑけるだめ、特に電気化学的に適した
構造をもたせるというようなことは行われていない。
一方、本願発明者らは、Ｉｌｌ　ｉ　Ｓ２薄膜を化学蒸
着法（Ｃｈｅｍｉｃａ７　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔ
ｉｏｎ　、以下ＣＶＪ）法と記す）により作成すること
考え出し、特許出願している。
（特願昭５７−ｉ５１Ｎ２３号）。この場合には、従来
のプレスして作成した薄膜に比べ、より優れた電気化学
特性が期待できる。そして、このようにＣＶＩ）法でＴ
ｉＳ２薄膜を作成する場合、基板上にあらかじめチタン
金属膜を作成するという構造にすることにより優れた正
極が得られることを見いだし、すでに特許出願した（特
願昭５７−７５９５号）。
しかしながら、上記のようにして作製された正極は、基
板との接合力が十分強いとはいえず、基板とＴｉＳ２薄
膜との間で剥離が起こったり、薄膜にクラックが生じた
り、電池に自己放電があったりする欠点があった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、Ｊ１記した技術」二の欠点をなくし、
基板とｉ”ｉｓ２活物質薄膜との間の接合力が強い正極
構造を提供し、電気化学的にもより優れた薄膜電池の正
極を実現することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、薄膜電池の正極構造において、正極活物質で
あるｉ’　ｉ　８２薄膜と基板との間に、チタン酸化物
の層を設けることが要点である。
図面は本発明による正極構造を模式的に示した構成図で
、図中、１は基板、２はチタン酸化物層、３は二硫化チ
タン薄膜である。
ＴｉＳ２は材料が脆く、例えばＴｉ０ｚのようなチタン
酸化物に比べて基板との接合力が弱いことか知られてい
る。そこで、本発明では、まず基板Ｊｌにチタン酸化物
の薄膜を作成し、この」二に、＋１＋７３２薄膜を形成
する。この胎、チタン酸化物薄膜、１−に、’！、’１
ｃｔ４と」１２ＳをソースガスとしてＣＶＩ）法により
Ｔｌ１ｉＳ２薄膜を作成すると、チタン酸化物の表…１
が一部硫化されるため、チタン酸化物とＴｉＳ２との接
合力は非常に強くなり、従って、最終的には、基板とＩ
ｌｌ　ｉ　Ｓ２薄膜との間の接合力が強い正極構造を実
現できる。
本発明において使用されるチタン酸化物としては、上記
した’ｌＩ’ｉ０２が一般的であるが、’１１．”ｉｏ
　、’ｌ’１２０３ｒＴｉ３０５も使用＋ｓｆ能である
。また、これらの化合物は一般的には酸素欠陥をもって
いるが、このような材料でも使用１１■能である。
また、チタン酸化物の層の厚さは、０．１７１ｍ以」−
５０μＩ１１以下、より好ましくは０５μｍ以」−２０
μｍ１１以下の範囲が適当である。
なお、チタン酸化物薄膜北に、Ｔｉ　Ｃ７０と１１２Ｓ
をソースガスとしてＣＶＤ法によりＴｉｅ、薄膜を作成
する場合、反応系内圧を３０ｋＰａ以下、基板温度を３
５０〜６５０℃の条件の下に薄膜作成を行うと、良好な
ＴｉＳ２薄膜が形成できる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例について、その比較のだめの比較
例とともに説明する。
実施例： 直径２０ＴＬｍ、厚さ１ｕのホウケイ酸ガラスからなる
基板に、スパッタリング法により、厚さ１μｍのＩＪＩ
　ｉ　Ｑ２アモルファス薄膜を作成した。スパッタリン
グ条件は、ターゲットがＴｉＯ２、雰囲気ガスがＨ２／
Ａ　ｒ＝　１０　／　９０　、分圧が３　×１００−２
７１１７ｊＨ、出力Ｗ／、２、スパッタ時間が６１１で
あり、得られた膜厚は１μｍである。
このＴｌＯ２薄膜を形成した基板に、ＣＶＤ法により’
ｒｉｓ２薄膜を作成した。作成時の条件は、ソースガス
組成力ＴｉＣ４０，６％、Ｈ２Ｓ　３．６％、Ａｒ残部
、ソースガス流量が２６ｒｎｌ／ｓ１ソ一スガス分圧が
６ｍＪＲＨｇ、基板温度が４７０℃、作成時間が３ｈで
あり、得られたＴｉＳ２薄膜の膜厚は２０μｍである。
次に、このＴ　ｉ　８２薄膜玉に、Ｌｉ　３，６ＳｉＯ
，６００，４０４薄膜（厚さ８μｍ）をスパッタリング
法により作成した。
そして、さらにこの上に、４顧角、厚さ１０μ【ｎの形
状で点状に、リチウム薄膜を４個作成した。これにより
、４個の薄膜電池が作製できたことになる。
比較例： 比較のため、上記ホウケイ酸ガラス基板に、Ｔｉ０ｚア
モルファス薄膜を設けず直接に、Ｉｌｌ　ＩＳ３薄膜を
ＣＶＤ法により作成し、これ以外は上記実施例と全く同
じ手順、条件で、４個の薄膜電池を作製した。
上記した実施例および比較例により得られた薄膜電池を
調べたところ、次のような結果が得られた。すなわち、
比較例の、ホウケイ酸ガラス基板に直接Ｔｉ５ｚ薄膜を
形成する方法で作製した４個の電池のうち、２個は自己
放電があった。これに対し、実施例の、ＴｉＯ２薄膜を
あらかしめ基板、Ｉ−に形成したのちＴｉＳ２薄膜を形
成する方法で作製した４個の電池では、自己放電は皆無
で、いずれも良好な電池であった。上記の相違は、後者
の′１１Ｌ池では、ＴｉＯ２薄膜をあらかしめノ、（板
」二に形成したことによりＴｉＳ２薄膜が基板Ｊ二に強
固に作成できたため、クラック等の欠陥がなく平滑な表
面が形成でき、さらに　ｌｉｔ　ｉ　５．薄膜作成後の
プロセスで受ける種々の衝撃に対しても強いことによっ
て生じたものである。
上記した実施例では、スパッタリング法で作成したＴｌ
Ｏ２薄膜を用いているが、他のプロセスで作成したｉ’
ｉｏｚ薄＋１＆４を月４いてもよいことは明らかである
。
また、該実施例では、チタン酸化物としてＴｉＯ２を用
いだが、他のチタン酸化物を用いても、同様な効果が得
られる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、薄膜電池の正極として、基板と活物質
であるＴｉＳ２薄膜とが強固に接合した正極が得られ、
その結果、正極の電気化学特性も大幅に改善される。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明による薄膜電池の正極構造を模式的に示し
た構成図である。 符号の説明 １・・・基板　　　　　　２・・チタン酸化物層６・・
二硫化チタン薄膜 代理人　弁理士　中　村　純之助

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （１）基板」二に正極活物質である二硫化チタン薄膜を
    設けた薄膜−Ｕ池の正極構造において、前記基板と前記
    二硫化チタン薄膜との間にチタン酸化物の層を設けたこ
    とを特徴とする薄膜電池の正極構造。 （２、特許請求の範囲第１項に記載の薄膜電池の正極構
    造において、チタン酸化物が、ＴｉＯ、ＴｉＯ２゜Ｔ＋
    ２０３１　Ｔｔ３０５　、ないしはこれらの化合物で酸
    素欠陥をもつもののうちの少なくとも１つを含むことを
    特徴とする薄膜電池の正極構造。 （３）特許請求の範囲第１項に記載の薄膜電池の正極構
    造において、チタン酸化物の層の厚さ力（，０１μｍ以
    Ｊ二５．［１μｍ以下の範囲であることを特徴とする薄
    膜電池の正極構造。
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