JPWO2004087984A1 - 炭素被覆アルミニウムおよびその製造方法 - Google Patents
炭素被覆アルミニウムおよびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2004087984A1 JPWO2004087984A1 JP2005504148A JP2005504148A JPWO2004087984A1 JP WO2004087984 A1 JPWO2004087984 A1 JP WO2004087984A1 JP 2005504148 A JP2005504148 A JP 2005504148A JP 2005504148 A JP2005504148 A JP 2005504148A JP WO2004087984 A1 JPWO2004087984 A1 JP WO2004087984A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum
- carbon
- coated
- layer
- hydrocarbon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 364
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 332
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 263
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 255
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 105
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 47
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 47
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 40
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 36
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 65
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 27
- CAVCGVPGBKGDTG-UHFFFAOYSA-N alumanylidynemethyl(alumanylidynemethylalumanylidenemethylidene)alumane Chemical compound [Al]#C[Al]=C=[Al]C#[Al] CAVCGVPGBKGDTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 10
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 4
- 238000003303 reheating Methods 0.000 claims description 4
- 239000011149 active material Substances 0.000 abstract description 28
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 abstract description 5
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 51
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 21
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 17
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 13
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 12
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 10
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 10
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 10
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 9
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 8
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 8
- 239000010408 film Substances 0.000 description 8
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 7
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 6
- 238000005430 electron energy loss spectroscopy Methods 0.000 description 6
- -1 ethylene, propylene, butene Chemical class 0.000 description 6
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 5
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 5
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 5
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 4
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 4
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 4
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- UOCLXMDMGBRAIB-UHFFFAOYSA-N 1,1,1-trichloroethane Chemical compound CC(Cl)(Cl)Cl UOCLXMDMGBRAIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000219357 Cactaceae Species 0.000 description 2
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 2
- NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N isobutane Chemical compound CC(C)C NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004820 Pressure-sensitive adhesive Substances 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 1
- 238000002847 impedance measurement Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 1
- 239000001282 iso-butane Substances 0.000 description 1
- 229910021450 lithium metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 1
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- WYXIGTJNYDDFFH-UHFFFAOYSA-Q triazanium;borate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[NH4+].[O-]B([O-])[O-] WYXIGTJNYDDFFH-UHFFFAOYSA-Q 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/004—Details
- H01G9/04—Electrodes or formation of dielectric layers thereon
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/004—Details
- H01G9/04—Electrodes or formation of dielectric layers thereon
- H01G9/042—Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by the material
- H01G9/0425—Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by the material specially adapted for cathode
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/26—Deposition of carbon only
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C26/00—Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
- C23C8/20—Carburising
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/60—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using solids, e.g. powders, pastes
- C23C8/62—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using solids, e.g. powders, pastes only one element being applied
- C23C8/64—Carburising
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/26—Electrodes characterised by their structure, e.g. multi-layered, porosity or surface features
- H01G11/28—Electrodes characterised by their structure, e.g. multi-layered, porosity or surface features arranged or disposed on a current collector; Layers or phases between electrodes and current collectors, e.g. adhesives
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/30—Electrodes characterised by their material
- H01G11/32—Carbon-based
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/004—Details
- H01G9/04—Electrodes or formation of dielectric layers thereon
- H01G9/042—Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by the material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/004—Details
- H01G9/04—Electrodes or formation of dielectric layers thereon
- H01G9/042—Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by the material
- H01G9/045—Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by the material based on aluminium
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/004—Details
- H01G9/04—Electrodes or formation of dielectric layers thereon
- H01G9/048—Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by their structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
- H01M4/0402—Methods of deposition of the material
- H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/133—Electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/139—Processes of manufacture
- H01M4/1393—Processes of manufacture of electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/66—Selection of materials
- H01M4/661—Metal or alloys, e.g. alloy coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
- H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
- H01M4/587—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx for inserting or intercalating light metals
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/30—Self-sustaining carbon mass or layer with impregnant or other layer
Abstract
Description
近年、高いエネルギ効率の二次電池として、リチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池等が携帯電話機、パーソナルコンピュータ、カメラ等の電源として用いられている。また、燃料電池が自動車の電源として使用されることが試みられている。太陽電池に関しては、結晶系、アモルファス系および薄膜系太陽電池の次世代として、低コスト普及型である色素増感太陽電池の開発が進んでいる。
たとえば、燃料電池では、アルミニウム板からなる集電体の表面を炭素材料からなる活物質で被覆したものが負極材料として用いられている。
色素増感太陽電池では、薄膜基材の表面を炭素材料などの導電性材料で被覆したものが電極材料として用いられている。
一方、電気化学キャパシタの一つである電気二重層キャパシタでは、アルミニウム箔からなる集電体の表面を活性炭粉末からなる活物質で被覆したものが分極電極として用いられている。具体的には、活性炭粉末に結合材と導電剤等を添加して混合し、スラリー状に調製し、アルミニウム箔の表面上に塗布した後、室温で乾燥させ、所定の大きさに切断することによって、分極電極を製造する。また、活性粉末と樹脂等の混合物をアルミニウム箔の表面上に熱圧着することによって、分極電極を製造する場合もある。
電解コンデンサでは、エッチングによって表面積を拡大したアルミニウム箔からなる導電体が陰極材料に従来から用いられてきたが、近年、炭素粉末をアルミニウム箔の表面に付着させることによって電極の表面を拡大させたものが開発されている。
これらの電池またはキャパシタ(コンデンサ)等の電極材料に使用される炭素被覆アルミニウムの製造方法としては、特開2000−164466号公報には、アルミニウムの集電体に、カーボンの中間膜またはアルミニウムよりも貴な金属の中間膜を設け、その上にカーボン等の活物質層を被覆する方法が開示されている。また、国際公開第00/07253号パンフレットには、リチウム二次電池において集電体として用いられるアルミニウムと銅集電体を酸性水溶液、塩基性水溶液あるいは中性水溶液として処理し、場合によっては導電性の高分子皮膜を形成することにより、表面積を大きくでき、活物質層との結合力を向上させ、優れた充放電特性のあるリチウム二次電池の作製のための集電体が開示されている。
しかしながら、上記のいずれの製造方法を用いても、得られる炭素被覆アルミニウムは、炭素含有材料からなる活物質層とアルミニウムの表面との間の密着性が不十分であった。このため、二次電池またはキャパシタの充電時と放電時において活物質層がアルミニウムの表面から剥離するという現象が生じる場合があった。その結果、二次電池またはキャパシタの充放電特性、寿命等が低下するという問題があった。
たとえば、容量の大きい電気二重層キャパシタを得るためには、アルミニウムからなる集電体の表面上に活物質層を厚く形成することによって分極電極と電解液との接触面積を大きくする必要がある。しかしながら、従来の炭素被覆アルミニウムを用いて電極を構成すると、キャパシタの充電時と放電時において炭素含有材料からなる活物質層がアルミニウムからなる集電体から剥離するという問題があった。
また、この発明のもう一つの目的は、アルミニウムと活物質層との密着性を高めることが可能な炭素被覆アルミニウムからなる電極構造体を提供することである。
さらに、この発明の別の目的は、アルミニウムと活物質層との密着性を高めることが可能な炭素被覆アルミニウムからなる電極構造体を備えたキャパシタを提供することである。
この発明のさらに別の目的は、アルミニウムと活物質層との密着性を高めることが可能な炭素被覆アルミニウムからなる電極構造体を備えた電池を提供することである。
本発明者は、背景技術の問題点を解決するために鋭意研究を重ねた結果、特定条件でアルミニウムを加熱することによって上記の目的を達成できる炭素被覆アルミニウムを得ることができることを見出した。このような発明者の知見に基づいて本発明はなされたものである。
この発明に従った炭素被覆アルミニウムは、アルミニウムと、このアルミニウムの表面上に形成された炭素含有層とを備え、このアルミニウムと炭素含有層との間に形成された、アルミニウム元素と炭素元素とを含む介在層をさらに備える。
この炭素被覆アルミニウムにおいては、アルミニウムと活物質層としての炭素含有層との間に形成された介在層が、アルミニウムと活物質層との間の密着性を高める作用をする。また、炭素含有層は、アルミニウムの表面積を拡大または増大させる作用をする。このため、介在層が、アルミニウムの表面積を増大させる活物質層である炭素含有層とアルミニウムとの間の密着性を高める作用をする。これにより、炭素被覆アルミニウムにおいて活物質層の密着性の向上と表面積の増大とを達成することができる。
この発明の炭素被覆アルミニウムにおいて、好ましくは、炭素含有層は、アルミニウム元素と炭素元素とを含む介在物を内部に含む。
炭素含有層が薄い場合は、上記の介在層の存在のみによって、アルミニウムと活物質層との密着性を従来よりも向上させることができる。しかし、炭素含有層が厚い場合は、炭素含有層の内部で剥離が生じる可能性がある。この場合、炭素含有層の内部にアルミニウム元素と炭素元素とを含む介在物を形成することによって、炭素含有層内での密着性を高めることができ、剥離を防止することができる。
上記の介在物は、アルミニウム元素と炭素元素との化合物であるのが好ましい。また、炭素含有層は、アルミニウム元素と炭素元素との化合物であるのが好ましい。
この発明の炭素被覆アルミニウムにおいて、炭素含有層は、アルミニウムの表面から外側に延びるように形成されているのが好ましい。この場合、炭素含有層がアルミニウムの表面積を拡大または増大させる作用をより効果的に発揮する。
また、この発明の炭素被覆アルミニウムにおいて、介在層は、アルミニウムの表面の少なくとも一部の領域に形成された、アルミニウムの炭化物を含む第1の表面部分を構成するのが好ましい。炭素含有層は、第1の表面部分から外側に向かって延びるように形成された第2の表面部分を構成するのが好ましい。
この場合、第2の表面部分がアルミニウムの表面積を増大させる作用をする。また、アルミニウムと第2の表面部分との間にはアルミニウムの炭化物を含む第1の表面部分が形成されているので、この第1の部分が、アルミニウムの表面積を増大させる第2の表面部分との間の密着性を高める作用をする。これにより、炭素被覆アルミニウムにおいて活物質層の密着性の向上と表面積の増大とをより効果的に達成することができる。
また、炭素含有層は炭素粒子をさらに含み、第2の表面部分は第1の表面部分と炭素粒子との間に形成されてアルミニウムの炭化物を含むのが好ましい。この場合、厚い炭素含有層を形成しても、活物質層としての炭素含有層とアルミニウムとの密着性を確実に保持することができる。
さらに、炭素含有層は、炭素粒子に加えて、アルミニウム粒子を含み、アルミニウム粒子の表面の少なくとも一部の領域に形成されてアルミニウムの炭化物を含むアルミニウム粒子表面部分と、アルミニウム粒子表面部分からアルミニウム粒子の表面の外側に向かって延びるように形成されてアルミニウムの炭化物を含むアルミニウム粒子外側部分とをさらに含むのが好ましい。この場合、より厚い炭素含有層を形成しても、活物質層としての炭素含有層内での密着性を高めることができ、剥離を防止することができる。
炭素含有層は、炭素粒子の代わりに、アルミニウム粒子を含み、アルミニウム粒子の表面の少なくとも一部の領域に形成されてアルミニウムの炭化物を含むアルミニウム粒子表面部分と、アルミニウム粒子表面部分からアルミニウム粒子の表面の外側に向かって延びるように形成されてアルミニウムの炭化物を含むアルミニウム粒子外側部分とをさらに含み、第2の表面部分は第1の表面部分とアルミニウム粒子との間に形成されてアルミニウムの炭化物を含んでいてもよい。この場合、活物質層として単位投影面積あたりの表面積が大きい炭素含有層を形成することができる。
この発明の炭素被覆アルミニウムにおいては、炭素含有層の厚みは、アルミニウム箔の厚みに対して0.1以上1000以下の比率を有するのが好ましい。
この発明に従った上述のいずれかの特徴を有する炭素被覆アルミニウムは、電極構造体を構成するために用いられる。電極構造体は、電極または電極集電体のいずれかであるのが好ましい。
上記の電極構造体はキャパシタを構成するために用いられる。これにより、キャパシタの充放電特性、寿命等を高めることができる。キャパシタは、電気化学キャパシタまたは電解コンデンサのいずれかであるのが好ましい。
また、上記の電極構造体は電池を構成するために用いられる。これにより、電池の充放電特性、寿命等を高めることができる。
この発明に従った炭素被覆アルミニウムの製造方法は、炭化水素含有物質を含む空間にアルミニウムを配置する工程と、炭化水素含有物質を含む空間にアルミニウムを配置した状態で加熱する工程とを備える。
この発明の製造方法では、従来のように密着性を確保するために、中間膜を設けることなく、前処理することなく、または、塗布後に、乾燥、圧着という一連の工程を施す必要がない。炭化水素含有物質を含む空間にアルミニウムを配置し、加熱するという簡単な工程で、アルミニウムの表面を炭素含有層からなる活性物質層で被覆することができるだけでなく、アルミニウムと活性物質層との間にアルミニウム元素と炭素元素とを含む介在層を形成することができる。これにより、アルミニウムと活性物質層としての炭素含有層との間の密着性を高めることができる。
また、この発明に従ったアルミニウムの製造方法は、炭化水素含有物質を含む空間にアルミニウムを配置した状態で加熱する工程の後、アルミニウムを冷却して再加熱する工程、すなわち、賦活処理工程をさらに備えてもよい。
この場合、アルミニウムを冷却して再加熱する工程は、100℃以上660℃未満の温度範囲で行なわれるのが好ましい。
この発明に従ったアルミニウムの製造方法においては、炭化水素含有物質を含む空間にアルミニウムを配置する工程は、炭素含有物質およびアルミニウム粉末からなる群より選ばれた少なくとも1種をアルミニウムの表面に付着させた後、炭化水素含有物質を含む空間にアルミニウムを配置するのが好ましい。
すなわち、この発明の製造方法において、アルミニウムを配置する工程では、アルミニウムの表面に炭素含有物質を付着させた後、炭化水素含有物質を含む空間にアルミニウムを配置してもよく、アルミニウムの表面にアルミニウム粉末を付着させた後、炭化水素含有物質を含む空間にアルミニウムを配置してもよく、または、アルミニウムの表面に炭素含有物質とアルミニウム粉末とを付着させた後、炭化水素含有物質を含む空間にアルミニウムを配置してもよい。
薄い炭素含有層を形成する場合には、炭化水素含有物質を含む空間にアルミニウムを配置し、加熱するだけで、上記の介在層の存在のみによって、アルミニウム箔と活物質層との密着性を従来よりも向上させることができる。しかし、厚い炭素含有層を形成する場合、アルミニウムと活物質層との密着性を確実に保持するためには、アルミニウムの表面に炭素含有物質を付着させた後、炭化水素含有物質を含む空間にアルミニウムを配置し、加熱するのが好ましい。
より厚い炭素含有層を形成する場合、炭素含有層の内部で剥離が生じる可能性がある。この場合、アルミニウムの表面に炭素含有物質とアルミニウム粉末とを付着させた後、炭化水素含有物質を含む空間にアルミニウムを配置し、加熱して、炭素含有層の内部にアルミニウム元素と炭素元素とを含む介在物を形成することによって、炭素含有層内での密着性を高めることができ、剥離を防止することができる。
さらに、単位投影面積あたりの表面積が大きい活物質層を形成するためには、アルミニウムの表面にアルミニウム粉末を付着させた後、炭化水素含有物質を含む空間にアルミニウムを配置し、加熱するのが好ましい。または、アルミニウムの表面を粗面化した後、炭化水素含有物質を含む空間に配置し、加熱してもよい。
なお、この発明の製造方法において、炭素含有物質およびアルミニウム粉末からなる群より選ばれた少なくとも1種をアルミニウムの表面に付着させる場合、バインダを用いてもよい。バインダは、加熱時に燃焼可能な有機高分子系であることが好ましい。
この発明の製造方法において、アルミニウムを加熱する工程は、450℃以上660℃未満の温度範囲で行なうのが好ましい。
また、この発明の製造方法において、炭化水素含有物質を含む空間にアルミニウムを配置する工程では、パラフィン系炭化水素またはメタンを含む空間にアルミニウムを配置するのが好ましい。
以上のように、この発明の炭素被覆アルミニウムによれば、炭素含有層とアルミニウムの密着性を従来よりも向上させることができる。また、本発明の炭素被覆アルミニウムを用いて電極構造体を構成することによって、電池またはキャパシタの充放電特性、寿命等を高めることができる。さらに、本発明の炭素被覆アルミニウムの製造方法によれば、炭化水素含有物質を含む空間にアルミニウムを配置し、加熱するという簡単な工程で、アルミニウムの表面を炭素含有層からなる活性物質層で被覆することができるだけでなく、アルミニウムと活性物質層との間にアルミニウム元素と炭素元素とを含む介在層を形成することができ、炭素含有層とアルミニウムの密着性を従来よりも向上させることができる。
図2は、この発明のもう一つの実施の形態として炭素被覆アルミニウムの断面構造を模式的に示す図である。
図3は、この発明のさらにもう一つの実施の形態として炭素被覆アルミニウムの断面構造を模式的に示す図である。
図4は、この発明のさらに別の実施の形態として炭素被覆アルミニウムの断面構造を模式的に示す図である。
また、図2に示すように、この発明のもう一つの実施の形態として炭素被覆アルミニウムの断面構造は、図1に示す断面構造と同様の構造を有し、炭素含有層2が多数個の炭素粒子22をさらに含む。第2の表面部分21は、第1の表面部分3から外側に繊維状またはフィラメント状の形態で延び、第1の表面部分3と炭素粒子22との間に形成されてアルミニウムの炭化物を含む。
さらに、図3に示すように、この発明のさらにもう一つの実施の形態として炭素被覆アルミニウムの断面構造は、図1に示す断面構造と同様の構造を有し、炭素含有層2が多数個のアルミニウム粒子23をさらに含む。アルミニウム粒子表面部分24は、アルミニウム粒子23の表面の少なくとも一部の領域に形成されてアルミニウムの炭化物を含む。アルミニウム粒子外側部分25は、アルミニウム粒子表面部分24からアルミニウム粒子23の表面の外側に向かってサボテン状の形態で延びるように形成されてアルミニウムの炭化物を含む。第2の表面部分21は、第1の表面部分3から外側に繊維状またはフィラメント状の形態で延び、第1の表面部分3とアルミニウム粒子23との間に形成されてアルミニウムの炭化物を含む。
図4に示すように、この発明のさらに別の実施の形態として炭素被覆アルミニウムの断面構造は、図1に示す断面構造と同様の構造を有し、炭素含有層2が多数個の炭素粒子22とアルミニウム粒子23とをさらに含む。第2の表面部分21は、第1の表面部分3から外側に繊維状またはフィラメント状の形態で延び、第1の表面部分3と炭素粒子22との間に形成されてアルミニウムの炭化物を含む。さらに、アルミニウム粒子表面部分24は、アルミニウム粒子23の表面の少なくとも一部の領域に形成されてアルミニウムの炭化物を含む。アルミニウム粒子外側部分25は、アルミニウム粒子表面部分24からアルミニウム粒子23の表面の外側に向かってサボテン状の形態で延びるように形成されてアルミニウムの炭化物を含む。
この発明の一つの実施の形態として、炭素含有層が形成される基材としてのアルミニウムは、特に限定されず、純アルミニウムまたはアルミニウム合金を用いることができる。このようなアルミニウムは、アルミニウム純度が「JIS H2111」に記載された方法に準じて測定された値で98質量%以上のものが好ましい。本発明で用いられるアルミニウム箔は、その組成として、鉛(Pb)、珪素(Si)、鉄(Fe)、銅(Cu)、マンガン(Mn)、マグネシウム(Mg)、クロム(Cr)、亜鉛(Zn)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、ガリウム(Ga)、ニッケル(Ni)およびホウ素(B)の少なくとも1種の合金元素を必要範囲内において添加したアルミニウム合金、または、上記の不可避的不純物元素の含有量を限定したアルミニウムも含む。アルミニウムの厚みは、特に限定されないが、箔であれば5μm以上200μm以下、板であれば200μmを越え3mm以下の範囲内とするのが好ましい。
上記のアルミニウムは、公知の方法によって製造されるものを使用することができる。たとえば、上記の所定の組成を有するアルミニウムまたはアルミニウム合金の溶湯を調製し、これを鋳造して得られた鋳塊を適切に均質化処理する。その後、この鋳塊に熱間圧延と冷間圧延を施すことにより、アルミニウムを得ることができる。なお、上記の冷間圧延工程の途中で、150℃以上400℃以下の範囲内で中間焼鈍処理を施してもよい。
本発明の炭素被覆アルミニウムは、燃料電池のガス電極材料、電気二重層キャパシタの分極電極材料、電解コンデンサの陰極材料に用いるのに最適である。
ところで、従来から、リチウムイオン電池およびリチウムイオンポリマー電池等のリチウムイオン系二次電池の正極材料には集電体としてのアルミニウムの表面上に活物質層を形成したものが用いられ、負極材料には集電体としての銅箔の表面上に炭素含有層からなる活物質層を形成したものが用いられてきた。本発明の炭素被覆アルミニウムは、上記のリチウムイオン系二次電池の正極材料において集電体の表面上に塗布加工される電極物質(金属酸リチウム、カーボン、バインダ等の混合物)の密着性を高めるために、集電体材料として用いても有効である。近年、これらの二次電池の軽量化を図るために、負極材料にも集電体としてアルミニウムを用いる試みがなされている。このような試みに対応して、本発明の炭素被覆アルミニウムは、リチウムイオン系二次電池の負極材料に用いるのに最適である。
本発明の炭素被覆アルミニウムの製造方法の一つの実施の形態では、用いられる炭化水素含有物質の種類は特に限定されない。炭化水素含有物質の種類としては、たとえば、メタン、エタン、プロパン、n−ブタン、イソブタンおよびペンタン等のパラフィン系炭化水素、エチレン、プロピレン、ブテンおよびブタジエン等のオレフィン系炭化水素、アセチレン等のアセチレン系炭化水素等、またはこれらの炭化水素の誘導体が挙げられる。これらの炭化水素の中でも、メタン、エタン、プロパン等のパラフィン系炭化水素は、アルミニウム箔を加熱する工程においてガス状になるので好ましい。さらに好ましいのは、メタン、エタンおよびプロパンのうち、いずれか一種の炭化水素である。最も好ましい炭化水素はメタンである。
また、炭化水素含有物質は、本発明の製造方法において液体、気体等のいずれの状態で用いてもよい。炭化水素含有物質は、アルミニウムが存在する空間に存在するようにすればよく、アルミニウムを配置する空間にどのような方法で導入してもよい。たとえば、炭化水素含有物質がガス状である場合(メタン、エタン、プロパン等)には、アルミニウムの加熱処理が行なわれる密閉空間中に炭化水素含有物質を単独または不活性ガスとともに充填すればよい。また、炭化水素含有物質が液体である場合には、その密閉空間中で気化するように炭化水素含有物質を単独または不活性ガスとともに充填してもよい。
アルミニウムを加熱する工程において、加熱雰囲気の圧力は特に限定されず、常圧、減圧または加圧下であってもよい。また、圧力の調整は、ある一定の加熱温度に保持している間、ある一定の加熱温度までの昇温中、または、ある一定の加熱温度から降温中のいずれの時点で行なってもよい。
アルミニウムを配置する空間に導入される炭化水素含有物質の重量比率は、特に限定されないが、通常はアルミニウム100重量部に対して炭素換算値で0.1重量部以上50重量部以下の範囲内にするのが好ましく、特に0.5重量部以上30重量部以下の範囲内にするのが好ましい。
アルミニウムを加熱する工程において、加熱温度は、加熱対象物であるアルミニウムの組成等に応じて適宜設定すればよいが、通常は450℃以上660℃未満の範囲内が好ましく、530℃以上620℃以下の範囲内で行なうのがより好ましい。ただし、本発明の製造方法において、450℃未満の温度でアルミニウムを加熱することを排除するものではなく、少なくとも300℃を超える温度でアルミニウムを加熱すればよい。
加熱時間は、加熱温度等にもよるが、一般的には1時間以上100時間以下の範囲内である。
加熱温度が400℃以上になる場合は、加熱雰囲気中の酸素濃度を1.0体積%以下とするのが好ましい。加熱温度が400℃以上で加熱雰囲気中の酸素濃度が1.0体積%を超えると、アルミニウムの表面の熱酸化被膜が肥大し、アルミニウムの表面における界面電気抵抗が増大するおそれがある。
また、加熱処理の前にアルミニウムの表面を粗面化してもよい。粗面化方法は、特に限定されず、洗浄、エッチング、ブラスト等の公知の技術を用いることができる。
本発明の製造方法において、厚い炭素含有層を形成する場合、アルミニウムの表面に炭素含有物質、または、炭素含有物質とアルミニウム粉末を付着させた後、炭化水素含有物質を含む空間にアルミニウムを配置し、加熱する工程が採用される。この場合、アルミニウム箔の表面に付着される炭素含有物質は、活性炭素繊維、活性炭クロス、活性炭フェルト、活性炭粉末、墨汁、カーボンブラックまたはグラファイト等のいずれを用いてもよい。付着方法は、バインダ、溶剤または水等を用いて、スラリー状、液体状または固体状等に上記の炭素含有物質を調製したものを、塗布、ディッピングまたは熱圧着等によってアルミニウムの表面上に付着させればよい。炭素含有物質をアルミニウムの表面上に付着させた後、20℃以上300℃以下の範囲内の温度で乾燥させてもよい。
本発明の製造方法において、より厚い炭素含有層を形成するために、アルミニウムの表面に炭素含有物質とアルミニウム粉末を付着させる場合には、上記の炭素含有物質100重量部に対して0.01重量部以上10000重量部以下の範囲内の重量比率でアルミニウム粉末を添加するのが好ましい。
その後、炭素含有物質を付着させたアルミニウム箔を表1に示す雰囲気と温度の条件で12時間加熱した。
その後、炭素含有物質を付着させたアルミニウム箔を表1に示す雰囲気と温度の条件で12時間加熱した。
その後、炭素含有物質を付着させたアルミニウム箔に圧延ロールを用いて約30%の圧下を加えて、炭素含有物質をアルミニウム箔の表面上に圧着させた。圧着後のアルミニウム箔を表1に示す雰囲気と温度の条件で12時間加熱した。
その後、炭素含有物質を付着させたアルミニウム箔に圧延ロールを用いて約30%の圧下を加えて、炭素含有物質をアルミニウム箔の表面上に圧着させた。圧着後のアルミニウム箔を表1に示す雰囲気と温度の条件で12時間加熱した。
(従来例1)
厚みが10μmのアルミニウム硬質箔(JIS A1050−H18)の両面に炭素含有物質を塗布し、温度30℃で3時間乾燥処理することにより、付着させた。アルミニウム箔の公称純度は99.55質量%、組成の質量分析値はシリコンが2250ppm、鉄が3800ppmであった。炭素含有物質の組成は、カーボンブラック(三菱化学株式会社製 #2400B)1重量部に対し、イソプロピルアルコール(IPA)を6重量部、1、1、1トリクロロエタンを3重量部、加えたものであった。炭素含有物質の付着は、乾燥後の厚みが片面で4μmとなるようにした。
このようにして得られた炭素被覆アルミニウム箔は、実施例1〜5の加熱処理が施されなかったものに相当する。
(従来例2)
厚みが10μmのアルミニウム硬質箔(JIS A1050−H18)の両面に炭素含有物質を塗布し、温度100℃で10分間乾燥処理することにより、付着させた。アルミニウム箔の公称純度は99.55質量%、組成の質量分析値はシリコンが2250ppm、鉄が3800ppmであった。炭素含有物質の組成は、カーボンブラック(三菱化学株式会社製 #2400B)1重量部に対し、ポリエチレンテレフタレート(PET)を1重量部、加えたものであった。炭素含有物質の付着は、乾燥後の厚みが片面で180μmとなるようにした。
このようにして得られた炭素被覆アルミニウム箔は、実施例6の加熱処理が施されなかったものに相当する。
(従来例3)
厚みが10μmのアルミニウム硬質箔(JIS A3003−H18)の両面に炭素含有物質を塗布し、温度100℃で10分間乾燥処理することにより、付着させた。アルミニウム箔の組成の質量分析値は、シリコンが0.57質量%、鉄が0.62質量%、銅が0.1質量%、マンガンが1.1質量%であった。炭素含有物質の組成は、カーボンブラック(三菱化学株式会社製 #2400B)1重量部に対し、ポリエチレンテレフタレート(PET)を1重量部、加えたものであった。炭素含有物質の付着は、乾燥後の厚みが片面で3mmとなるようにした。
このようにして得られた炭素被覆アルミニウム箔は、実施例7の加熱処理が施されなかったものに相当する。
(参考例1)
厚みが10μmのアルミニウム硬質箔(JIS A1050−H18)の両面に炭素含有物質を塗布し、温度30℃で3時間乾燥処理することにより、付着させた。アルミニウム箔の公称純度は99.55質量%、組成の質量分析値はシリコンが2250ppm、鉄が3800ppmであった。炭素含有物質の組成は、カーボンブラック(三菱化学株式会社製 #2400B)1重量部に対し、イソプロピルアルコール(IPA)を6重量部、1、1、1トリクロロエタンを3重量部、加えたものであった。炭素含有物質の付着は、乾燥後の厚みが片面で4μmとなるようにした。
その後、炭素含有物質を付着させたアルミニウム箔を表1に示す雰囲気と温度の条件で12時間加熱した。
実施例1〜12、従来例1〜3および参考例1で得られた炭素被覆アルミニウムにおいて炭素含有層とアルミニウムとの密着性、アルミニウム元素と炭素元素を含む介在層および炭素含有層に含まれる介在物の形成量を評価した。評価条件は次に示すとおりである。評価結果を表1に示す。
[密着性]
テーピング法によって密着性を評価した。幅10mm、長さ100mmの炭素被覆アルミニウムの試料において炭素含有層の表面に、幅15mm、長さ120mmの接着面を有する粘着テープ(住友スリーM株式会社製、商品名「スコッチテープ」)を押し当てた後、粘着テープを引き剥がして、密着性を次の式にしたがって評価した。
密着性(%)={引き剥がし後の炭素含有層の重量(mg)/引き剥がし前の炭素含有層の重量(mg)}×100
[介在層および介在物の形成量]
介在層および介在物の形成量をアルミニウム炭化物の定量分析によって評価した。炭素被覆アルミニウムの試料を20%水酸化ナトリウム水溶液に全量溶解させることによって発生したガスを捕集し、フレームイオン化検出器付高感度ガスクロマトグラフを用いて捕集ガスを定量分析して、アルミニウム炭化物(Al4C3)含有量に換算した。このアルミニウム炭化物含有量で介在層および介在物の形成量を次の式にしたがって評価した。
介在層と介在物の形成量=アルミニウム炭化物(Al4C3)の重量(mg)/炭素含有層(mg)
表1中、「介在層と介在物の形成量」の欄に示される「Tr」は検出不能な微量であることを示す。
表1の結果から明らかなように、実施例1〜5の炭素被覆アルミニウムは、従来例1の炭素被覆アルミニウムよりもかなり高い密着性を示した。また、炭素含有層を厚く形成した場合でも、実施例6〜7の炭素被覆アルミニウムは、従来例2の炭素被覆アルミニウムよりもかなり高い密着性を示した。さらに、炭素含有層をかなり厚く形成した場合でも、実施例8〜12の炭素被覆アルミニウムは、従来例3の炭素被覆アルミニウムよりもかなり高い密着性を示した。この場合、炭素含有物質に加えてアルミニウム粉末を付着させた後、加熱処理することによって得られた実施例9〜12の炭素被覆アルミニウムは、炭素含有物質のみを付着させた後、加熱処理することによって得られた実施例8の炭素被覆アルミニウムよりも高い密着性を示すことが理解される。
なお、炭化水素含有物質の雰囲気ガス(実施例1〜5)に代えて、不活性ガスであるアルゴンガスの雰囲気中で加熱処理することによって得られた参考例1の炭素被覆アルミニウムは、従来例1と同様に低い密着性を示した。
上記の実施例では、アルミニウムの表面に炭素含有物質を付着させた後、加熱処理を施したものを示したが、予め炭素含有物質をアルミニウム箔の表面に付着させない場合でも、従来よりも高い密着性を示すことが確認された。
実施例5で得られた試料表面を走査電子顕微鏡(SEM)で観察したところ、炭素含有層として、約1000nmの長さで繊維状またはフィラメント状の形態でアルミニウム箔の表面から外側に延びている部分の存在を確認した。実施例5の断面模式図を図2に示す。また、X線回折および電子エネルギー損失分光器(EELS)にて炭化アルミニウムの存在を確認した。
実施例10で得られた試料表面を走査電子顕微鏡(SEM)で観察したところ、アルミニウム箔の表面上に付着している粒径が約1μmの多数個の粒子部分から、サボテン状の形態で外側に延びている部分と、この部分の上に付着している粒径が約0.1μmの多数個の粒子部分とから構成される炭素含有層の存在を確認した。実施例10の断面模式図を図4に示す。また、X線回折および電子エネルギー損失分光器(EELS)にて炭化アルミニウムの存在を確認した。
(参考例2)
厚みが30μmのアルミニウム箔(JIS A1050−H18)を、アルゴンガス雰囲気中にて温度590℃で10時間保持した。その後、走査電子顕微鏡(SEM)で試料の表面を観察したところ、繊維状またはフィラメント状の形態でアルミニウム箔の表面から外側に延びている部分の存在は確認されなかった。また、X線回折および電子エネルギー損失分光器(EELS)にても炭化アルミニウムの存在は確認されなかった。
(参考例3)
厚みが40μmのアルミニウム(JIS A1080−H18)に、塩酸15%と硫酸0.5%を含む電解液中で温度50℃、電流密度0.4A/cm2の条件にて60秒間交流エッチング処理を施した後、エッチング後のアルミニウムを水洗し、乾燥した。
(参考例4)
参考例3で得られたエッチング後のアルミニウムを、アルゴンガス雰囲気中にて温度590℃で10時間保持した。
実施例13、14で得られた炭素被覆アルミニウムおよび参考例2〜4で得られたアルミニウムにおいて表面抵抗特性を評価した。評価条件は次に示すとおりである。評価結果を表3に示す。
[表面抵抗特性]
交流インピーダンス法によって表面抵抗特性を評価した。
実施例13、14および参考例2〜4で得られた試料を、液温293Kの1M塩酸水溶液中に浸漬させて定電流下で交流インピーダンスを測定した。測定周波数は0.5から1000Hzまでの20点とした。一般に、電極/水溶液界面における最も簡単な等価回路は、電荷移動抵抗と電気二重層容量との並列回路に溶液抵抗が直列に接続された回路で表される。そこで、本条件にて測定した交流インピーダンス測定値を複素平面上にベクトルとして表示し、X軸を実数部、Y軸を虚数部で表わした。さらに、各試料の交流インピーダンスの軌跡から、X軸との交点の値を表面抵抗値として採用した。
表3の結果から明らかなように、実施例13の炭素被覆アルミニウムは、参考例2のアルミニウムよりもかなり低い表面抵抗特性を示した。また、表面にエッチング処理を施したアルミニウムの場合でも、実施例14の炭素被覆アルミニウムは、参考例3、4のアルミニウムよりもかなり低い表面抵抗特性を示した。
実施例13〜23で得られた炭素被覆アルミニウムおよび参考例2〜4で得られたアルミニウムにおいて表面積を評価した。評価条件は次に示すとおりである。評価結果を表4に示す。
[表面積]
表面積は静電容量で評価した。静電容量はホウ酸アンモニウム水溶液(8g/L)中で、LCRメータにより測定した。
表4の結果から明らかなように、実施例13の炭素被覆アルミニウムは、参考例2のアルミニウムよりもかなり高い静電容量、すなわち、かなり大きい表面積を示した。また、表面にエッチング処理を施したアルミニウムの場合でも、実施例14の炭素被覆アルミニウムは、参考例3、4のアルミニウムよりもかなり大きい表面積を示した。さらに、実施例15〜21の炭素被覆アルミニウムは、参考例3、4の表面にエッチング処理を施したアルミニウムよりもかなり大きい表面積を示した。
以上に開示された実施の形態や実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態や実施例ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正や変形を含むものである。
Claims (22)
- アルミニウム(1)と、
前記アルミニウム(1)の表面上に形成された炭素含有層(2)とを備え、
前記アルミニウム(1)と前記炭素含有層(2)との間に形成された、アルミニウム元素と炭素元素とを含む介在層(3)をさらに備える、炭素被覆アルミニウム。 - 前記炭素含有層(2)は、アルミニウム元素と炭素元素とを含む介在物(21)を内部に含む、請求項1に記載の炭素被覆アルミニウム。
- 前記介在物(21)は、アルミニウム元素と炭素元素との化合物である、請求項2に記載の炭素被覆アルミニウム。
- 前記炭素含有層(2)は、アルミニウム元素と炭素元素との化合物である、請求項1に記載の炭素被覆アルミニウム。
- 前記炭素含有層(2)は、前記アルミニウム(1)の表面から外側に延びるように形成されている、請求項1に記載の炭素被覆アルミニウム。
- 前記介在層(3)は、前記アルミニウム(1)の表面の少なくとも一部の領域に形成された、アルミニウムの炭化物を含む第1の表面部分(3)を含み、
前記炭素含有層(2)は、前記第1の表面部分(3)から外側に向かって延びるように形成された第2の表面部分(21)を含む、請求項1に記載の炭素被覆アルミニウム。 - 前記炭素含有層(2)は炭素粒子(22)をさらに含み、前記第2の表面部分(21)は前記第1の表面部分(3)と前記炭素粒子(22)との間に形成されてアルミニウムの炭化物を含む、請求項6に記載の炭素被覆アルミニウム。
- 前記炭素含有層(2)は、アルミニウム粒子(23)と、前記アルミニウム粒子(23)の表面の少なくとも一部の領域に形成されてアルミニウムの炭化物を含むアルミニウム粒子表面部分(24)と、前記アルミニウム粒子表面部分(24)から前記アルミニウム粒子(23)の表面の外側に向かって延びるように形成されてアルミニウムの炭化物を含むアルミニウム粒子外側部分(25)とをさらに含む、請求項7に記載の炭素被覆アルミニウム。
- 前記炭素含有層(2)は、アルミニウム粒子(23)と、前記アルミニウム粒子(23)の表面の少なくとも一部の領域に形成されてアルミニウムの炭化物を含むアルミニウム粒子表面部分(24)と、前記アルミニウム粒子表面部分(24)から前記アルミニウム粒子(23)の表面の外側に向かって延びるように形成されてアルミニウムの炭化物を含むアルミニウム粒子外側部分(25)とをさらに含み、前記第2の表面部分(21)は前記第1の表面部分(3)と前記アルミニウム粒子(23)との間に形成されてアルミニウムの炭化物を含む、請求項6に記載の炭素被覆アルミニウム。
- 前記炭素含有層(2)の厚みは、前記アルミニウム(1)の厚みに対して0.1以上1000以下の比率を有する、請求項1に記載の炭素被覆アルミニウム。
- 当該炭素被覆アルミニウムは、電極構造体を構成するために用いられる、請求項1に記載の炭素被覆アルミニウム。
- 前記電極構造体は、電極および電極集電体からなる群より選ばれたいずれか一種である、請求項11に記載の炭素被覆アルミニウム。
- 前記電極構造体は、キャパシタを構成するために用いられる、請求項11に記載の炭素被覆アルミニウム。
- 前記キャパシタは、電気化学キャパシタおよび電解コンデンサからなる群より選ばれたいずれか一種である、請求項13に記載の炭素被覆アルミニウム。
- 前記電極構造体は、電池を構成するために用いられる、請求項11に記載の炭素被覆アルミニウム。。
- 炭化水素含有物質を含む空間にアルミニウムを配置する工程と、
炭化水素含有物質を含む空間にアルミニウムを配置した状態で加熱する工程とを備えた、炭素被覆アルミニウムの製造方法。 - 前記炭化水素含有物質を含む空間にアルミニウムを配置した状態で加熱する工程の後、アルミニウムを冷却して再加熱する工程をさらに備える、請求項16に記載の炭素被覆アルミニウムの製造方法。
- 前記アルミニウムを冷却して再加熱する工程は、100℃以上660℃未満の温度範囲で行なわれる、請求項17に記載の炭素被覆アルミニウムの製造方法。
- 前記炭化水素含有物質を含む空間にアルミニウムを配置する工程は、炭素含有物質およびアルミニウム粉末からなる群より選ばれた少なくとも1種をアルミニウムの表面に付着させた後、炭化水素含有物質を含む空間にアルミニウムを配置することを含む、請求項16に記載の炭素被覆アルミニウムの製造方法。
- 前記炭化水素含有物質を含む空間にアルミニウムを配置した状態で加熱する工程は、450℃以上660℃未満の温度範囲で行なう、請求項16に記載の炭素被覆アルミニウムの製造方法。
- 前記炭化水素含有物質を含む空間にアルミニウムを配置する工程は、パラフィン系炭化水素を含む空間にアルミニウムを配置することを含む、請求項16に記載の炭素被覆アルミニウムの製造方法。
- 前記炭化水素含有物質を含む空間にアルミニウムを配置する工程は、メタンを含む空間にアルミニウムを配置することを含む、請求項16に記載の炭素被覆アルミニウムの製造方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003092983 | 2003-03-31 | ||
JP2003092983 | 2003-03-31 | ||
PCT/JP2004/003239 WO2004087984A1 (ja) | 2003-03-31 | 2004-03-11 | 炭素被覆アルミニウムおよびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2004087984A1 true JPWO2004087984A1 (ja) | 2006-07-06 |
JP4445465B2 JP4445465B2 (ja) | 2010-04-07 |
Family
ID=33127345
Family Applications (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004570192A Withdrawn JPWO2004088690A1 (ja) | 2003-03-31 | 2003-11-27 | コンデンサ陰極用箔およびその製造方法 |
JP2005504148A Expired - Lifetime JP4445465B2 (ja) | 2003-03-31 | 2004-03-11 | 炭素被覆アルミニウムおよびその製造方法 |
JP2009246013A Expired - Lifetime JP4782862B2 (ja) | 2003-03-31 | 2009-10-27 | コンデンサ陰極用箔およびその製造方法 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004570192A Withdrawn JPWO2004088690A1 (ja) | 2003-03-31 | 2003-11-27 | コンデンサ陰極用箔およびその製造方法 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009246013A Expired - Lifetime JP4782862B2 (ja) | 2003-03-31 | 2009-10-27 | コンデンサ陰極用箔およびその製造方法 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US7388740B2 (ja) |
EP (2) | EP1619699B1 (ja) |
JP (3) | JPWO2004088690A1 (ja) |
KR (2) | KR100873426B1 (ja) |
CN (2) | CN100521013C (ja) |
CA (1) | CA2519115C (ja) |
TW (2) | TWI333221B (ja) |
WO (2) | WO2004088690A1 (ja) |
Families Citing this family (77)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2844810B1 (fr) * | 2002-09-24 | 2004-11-05 | Pechiney Rhenalu | Feuille ou bande en aluminium raffine pour condensateurs electrolytiques |
EP1619699B1 (en) * | 2003-03-31 | 2015-11-18 | Toyo Aluminium Kabushiki Kaisha | Foil for negative electrode of capacitor and process for producing the same |
EP1693867A4 (en) | 2004-01-19 | 2010-06-09 | Panasonic Corp | ELECTRIC DOUBLE-LAYER CONDENSER MANUFACTURING METHOD AND ELECTRONIC EQUIPMENT THEREWITH |
JP4705583B2 (ja) * | 2004-09-29 | 2011-06-22 | 東洋アルミニウム株式会社 | 電極材とその製造方法 |
EP1798743B1 (en) * | 2004-09-29 | 2017-06-07 | Toyo Aluminium Kabushiki Kaisha | Capacitor electrode member, method for manufacturing the same, and capacitor provided with the electrode member |
CN101292309B (zh) * | 2005-11-10 | 2011-03-16 | 东洋铝株式会社 | 电极构造体、电容器和电极构造体的制造方法 |
US7857193B2 (en) * | 2005-11-23 | 2010-12-28 | Babcock & Wilcox Technical Services Y-12, Llc | Method of forming and assembly of parts |
US20070258192A1 (en) * | 2006-05-05 | 2007-11-08 | Joel Schindall | Engineered structure for charge storage and method of making |
US7544546B2 (en) * | 2006-05-15 | 2009-06-09 | International Business Machines Corporation | Formation of carbon and semiconductor nanomaterials using molecular assemblies |
CN101490302A (zh) * | 2006-07-24 | 2009-07-22 | 斯瓦戈洛克公司 | 具有高间隙含量的金属制品 |
US8518573B2 (en) * | 2006-09-29 | 2013-08-27 | Maxwell Technologies, Inc. | Low-inductive impedance, thermally decoupled, radii-modulated electrode core |
JP4958510B2 (ja) * | 2006-10-10 | 2012-06-20 | 東洋アルミニウム株式会社 | アルミニウム電解コンデンサ用電極材及びその製造方法 |
JP5239311B2 (ja) * | 2006-11-27 | 2013-07-17 | 株式会社デンソー | 集電体、電極および蓄電装置 |
JP5038774B2 (ja) * | 2007-05-14 | 2012-10-03 | 東洋アルミニウム株式会社 | 集電体材料とその製造方法 |
WO2008142913A1 (ja) * | 2007-05-15 | 2008-11-27 | Toyo Aluminium Kabushiki Kaisha | 炭素被覆アルミニウム材とその製造方法 |
JP4836887B2 (ja) * | 2007-07-09 | 2011-12-14 | 三洋電機株式会社 | 電解コンデンサの製造方法及び電解コンデンサ |
US7852611B2 (en) * | 2007-12-18 | 2010-12-14 | General Electric Company | High capacitance film capacitor system and method for manufacturing the same |
WO2009130765A1 (ja) | 2008-04-22 | 2009-10-29 | 東洋アルミニウム株式会社 | アルミニウム電解コンデンサ用電極材及びその製造方法 |
JP5110380B2 (ja) * | 2008-06-13 | 2012-12-26 | 株式会社デンソー | 集電体、電極および蓄電装置 |
US8178241B2 (en) | 2008-08-28 | 2012-05-15 | 3M Innovative Properties Company | Electrode including current collector with nano-scale coating and method of making the same |
TWI407468B (zh) * | 2008-11-26 | 2013-09-01 | Ind Tech Res Inst | 複合陰極箔及包含此陰極箔之固態電解電容器 |
US20110027537A1 (en) * | 2009-01-28 | 2011-02-03 | Hidetoshi Inoue | Carbon-coated aluminum material and method for manufacturing the same |
JP5649285B2 (ja) * | 2009-03-17 | 2015-01-07 | 東洋アルミニウム株式会社 | 導電物被覆アルミニウム材とその製造方法 |
CN102362324B (zh) * | 2009-03-23 | 2014-04-09 | 东洋铝株式会社 | 电极结构体、电容器、电池及电极结构体的制造方法 |
DE102009002320B4 (de) * | 2009-04-09 | 2013-11-07 | Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst Fachhochschule Hildesheim/Holzminden/Göttingen | Verfahren zur Reduzierung des elektrischen Kontaktwiderstands einer Oberfläche eines metallischen Körpers und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
TWI462381B (zh) * | 2009-11-25 | 2014-11-21 | Univ Nat Taiwan | 高性能電流收集裝置 |
US20110236567A1 (en) * | 2010-03-26 | 2011-09-29 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of forming electrode |
US9337474B1 (en) * | 2010-05-20 | 2016-05-10 | Halbert P. Fischel | Electrodes for electrochemical cells |
US8687346B2 (en) * | 2010-05-27 | 2014-04-01 | Corning Incorporated | Multi-layered electrode for ultracapacitors |
JP5634184B2 (ja) | 2010-09-14 | 2014-12-03 | 東洋アルミニウム株式会社 | 導電層被覆アルミニウム材とその製造方法 |
US8668984B2 (en) | 2010-10-14 | 2014-03-11 | Wnc Solar, Llc | Multilayer composite |
EP2641251A1 (en) * | 2010-11-17 | 2013-09-25 | 3M Innovative Properties Company | Electrochemically-conductive articles including current collectors having conductive coatings and methods of making same |
JP5957179B2 (ja) * | 2011-01-28 | 2016-07-27 | ソウル バイオシス カンパニー リミテッドSeoul Viosys Co.,Ltd. | 炭化アルミニウム薄膜、炭化アルミニウム薄膜を形成した半導体基板及びそれらの製造方法 |
CN103380469B (zh) * | 2011-02-21 | 2017-08-11 | 日本蓄电器工业株式会社 | 电极箔、集电体、电极及使用这些对象的蓄电组件 |
JP5782616B2 (ja) * | 2011-02-23 | 2015-09-24 | エス・イー・アイ株式会社 | リチウム二次電池 |
US9001495B2 (en) | 2011-02-23 | 2015-04-07 | Fastcap Systems Corporation | High power and high energy electrodes using carbon nanotubes |
US8663752B2 (en) * | 2011-03-14 | 2014-03-04 | Jeng-Kuang Lin | Manufacturing method of carbon coated aluminum foil as cathode of solid aluminum electrolytic capacitor |
WO2012162500A2 (en) | 2011-05-24 | 2012-11-29 | Fastcap Systems Corporation | Power system for high temperature applications with rechargeable energy storage |
CN103563028B (zh) | 2011-05-26 | 2017-10-27 | 东洋铝株式会社 | 用于铝电解电容器的电极材料及其制造方法 |
AU2012267770A1 (en) | 2011-06-07 | 2014-01-23 | Fastcap Systems Corporation | Energy storage media for ultracapacitors |
US9558894B2 (en) | 2011-07-08 | 2017-01-31 | Fastcap Systems Corporation | Advanced electrolyte systems and their use in energy storage devices |
AU2012282799A1 (en) | 2011-07-08 | 2014-02-27 | Fastcap Systems Corporation | High temperature energy storage device |
JP5769528B2 (ja) | 2011-07-15 | 2015-08-26 | 東洋アルミニウム株式会社 | アルミニウム電解コンデンサ用電極材及びその製造方法 |
RU2477336C1 (ru) * | 2011-07-27 | 2013-03-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Донской государственный технический университет" | Способ цементации металлического изделия |
US9017634B2 (en) | 2011-08-19 | 2015-04-28 | Fastcap Systems Corporation | In-line manufacture of carbon nanotubes |
JP5952284B2 (ja) * | 2011-08-23 | 2016-07-13 | 東洋アルミニウム株式会社 | バイオチップ用基板及びその製造方法 |
CN102433542B (zh) * | 2011-09-09 | 2013-06-26 | 西安近代化学研究所 | 碳-铝复合材料的制备方法 |
CN108868747A (zh) | 2011-11-03 | 2018-11-23 | 快帽系统公司 | 生产测井仪 |
JP6073255B2 (ja) | 2012-02-10 | 2017-02-01 | 東洋アルミニウム株式会社 | アルミニウム電解コンデンサ用電極材の製造方法 |
US9899681B2 (en) | 2012-06-27 | 2018-02-20 | Toyo Aluminium Kabushiki Kaisha | Positive electrode for secondary batteries, secondary battery, and method for producing positive electrode for secondary batteries |
TWI573158B (zh) * | 2013-02-06 | 2017-03-01 | 鈺邦科技股份有限公司 | 電容器陰極箔結構之製造方法 |
CA2820468A1 (fr) * | 2013-06-21 | 2014-12-21 | Hydro-Quebec | Anode comprenant un alliage de lithium pour batteries a haute energie |
CN105579609B (zh) * | 2013-09-26 | 2019-04-12 | 东洋铝株式会社 | 包覆铝材及其制造方法 |
US10872737B2 (en) | 2013-10-09 | 2020-12-22 | Fastcap Systems Corporation | Advanced electrolytes for high temperature energy storage device |
US11270850B2 (en) * | 2013-12-20 | 2022-03-08 | Fastcap Systems Corporation | Ultracapacitors with high frequency response |
EA038707B1 (ru) | 2013-12-20 | 2021-10-07 | Фасткэп Системз Корпорейшн | Устройство электромагнитной телеметрии |
JP2015193233A (ja) * | 2014-03-28 | 2015-11-05 | 東洋アルミニウム株式会社 | 被覆アルミニウム材及びその製造方法 |
KR101693359B1 (ko) * | 2014-03-31 | 2017-01-05 | (주)탑전지 | 알루미늄 집전체, 이를 구비한 전극, 및 전기화학 소자 |
CN104200997B (zh) * | 2014-09-10 | 2017-06-06 | 万裕三信电子(东莞)有限公司 | 复合集流体及其制备方法 |
KR102459315B1 (ko) | 2014-10-09 | 2022-10-27 | 패스트캡 시스템즈 코포레이션 | 에너지 저장 디바이스를 위한 나노구조 전극 |
US10522856B2 (en) | 2014-12-03 | 2019-12-31 | Global Energy Science, Llc | Electrochemical cells with mobile electrolyte |
KR20220159480A (ko) | 2015-01-27 | 2022-12-02 | 패스트캡 시스템즈 코포레이션 | 넓은 온도 범위 울트라커패시터 |
DE102015106811B4 (de) | 2015-04-30 | 2022-02-03 | VON ARDENNE Asset GmbH & Co. KG | Verwendung einer Folienstruktur in einem Energiespeicher und Energiespeicher |
JP2017073423A (ja) * | 2015-10-05 | 2017-04-13 | 東洋アルミニウム株式会社 | 導電物被覆アルミニウム材及びその製造方法 |
WO2017201180A1 (en) * | 2016-05-20 | 2017-11-23 | Avx Corporation | Multi-cell ultracapacitor |
CN109155204B (zh) * | 2016-05-20 | 2020-12-22 | 阿维科斯公司 | 用于超级电容器的电极构造体 |
JP7191699B2 (ja) * | 2016-05-20 | 2022-12-19 | キョーセラ・エイブイエックス・コンポーネンツ・コーポレーション | 高温で使用されるウルトラキャパシタ |
EP3459097A4 (en) | 2016-05-20 | 2020-05-06 | AVX Corporation | NON-AQUEOUS ELECTROLYTE FOR SUPERCAPACITOR |
US11830672B2 (en) * | 2016-11-23 | 2023-11-28 | KYOCERA AVX Components Corporation | Ultracapacitor for use in a solder reflow process |
KR20190083368A (ko) | 2016-12-02 | 2019-07-11 | 패스트캡 시스템즈 코포레이션 | 복합 전극 |
US11211602B2 (en) * | 2017-01-31 | 2021-12-28 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Electrochemical device |
CN107256970A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-10-17 | 湖南格兰博智能科技有限责任公司 | 一种锂离子电池基带的处理方法 |
US11557765B2 (en) | 2019-07-05 | 2023-01-17 | Fastcap Systems Corporation | Electrodes for energy storage devices |
CN110648849B (zh) * | 2019-09-26 | 2021-12-14 | 宇启材料科技南通有限公司 | 一种阀金属多孔体涂层电极箔及制作方法和电解电容器 |
CN111009419B (zh) * | 2019-09-26 | 2022-05-10 | 宇启材料科技南通有限公司 | 一种涂层电极箔及制作方法和电解电容器 |
CN113140733A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-07-20 | 南通耐维特电源有限公司 | 一种基于涂碳铝箔的锂电池制备工艺 |
DE102022211300A1 (de) | 2022-10-25 | 2024-04-25 | Karlsruher Institut für Technologie, Körperschaft des öffentlichen Rechts | Kathode und Verfahren zu ihrer Herstellung |
Family Cites Families (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5921950B2 (ja) * | 1976-05-14 | 1984-05-23 | 松下電器産業株式会社 | アルミニウム複合材料の製造方法 |
JPS58174567A (ja) * | 1982-04-02 | 1983-10-13 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 金属材料への炭火物被覆方法 |
JPH0462820A (ja) * | 1990-06-25 | 1992-02-27 | Showa Alum Corp | 電解コンデンサ電極用アルミニウム箔 |
JPH0471213A (ja) * | 1990-07-12 | 1992-03-05 | Nippon Chemicon Corp | 電解コンデンサ用アルミニウム電極およびその製造方法 |
JPH04196208A (ja) * | 1990-11-27 | 1992-07-16 | Toray Ind Inc | 電解コンデンサ用電極箔 |
CN1069527A (zh) * | 1991-08-09 | 1993-03-03 | 东北重型机械学院 | 碳弧渗碳 |
JPH05247609A (ja) | 1992-03-06 | 1993-09-24 | Kobe Steel Ltd | 電解コンデンサ陰極用アルミニウム箔の製造方法 |
US5626963A (en) * | 1993-07-07 | 1997-05-06 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Hard-carbon-film-coated substrate and apparatus for forming the same |
JP3429428B2 (ja) * | 1997-04-08 | 2003-07-22 | 本田技研工業株式会社 | エネルギー貯蔵装置用集電体 |
EP0886288B1 (en) * | 1997-06-20 | 2006-01-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electrolytic capacitor and method for manufacturing the same |
US6808845B1 (en) * | 1998-01-23 | 2004-10-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electrode metal material, capacitor and battery formed of the material and method of producing the material and the capacitor and battery |
IL141592A (en) * | 2001-02-22 | 2007-02-11 | Zvi Finkelstein | Electrolytic capacitors and method for making them |
JPH11265839A (ja) * | 1998-03-17 | 1999-09-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アルミニウム電解コンデンサ |
JP2000012400A (ja) | 1998-06-19 | 2000-01-14 | Nichicon Corp | アルミニウム電解コンデンサ用電極箔 |
KR100276966B1 (ko) | 1998-07-31 | 2001-02-01 | 이병길 | 2차전지용 금속 알루미늄과 구리 집전체의 전처리 방법 |
JP2000164466A (ja) | 1998-11-26 | 2000-06-16 | Toyota Motor Corp | キャパシタまたは電池に使用される電極の製造方法 |
JP2000299258A (ja) | 1999-04-16 | 2000-10-24 | Nichicon Corp | アルミニウム電解コンデンサ用陰極箔およびその製造方法 |
KR20010105662A (ko) * | 2000-05-17 | 2001-11-29 | 구자홍 | 개인정보 보안 장치 및 방법 |
JP2002060966A (ja) * | 2000-08-08 | 2002-02-28 | Kobe Steel Ltd | リン酸塩処理性および成形性に優れたAl基材料およびその製造方法 |
JP3722088B2 (ja) * | 2002-05-20 | 2005-11-30 | 株式会社サーマル | アルミニウムの表面硬化方法 |
TWI285385B (en) * | 2003-02-19 | 2007-08-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Solid electrolytic capacitor and method for manufacturing same |
EP1619699B1 (en) * | 2003-03-31 | 2015-11-18 | Toyo Aluminium Kabushiki Kaisha | Foil for negative electrode of capacitor and process for producing the same |
-
2003
- 2003-11-27 EP EP03775947.9A patent/EP1619699B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-11-27 WO PCT/JP2003/015199 patent/WO2004088690A1/ja active Application Filing
- 2003-11-27 KR KR1020057018334A patent/KR100873426B1/ko active IP Right Grant
- 2003-11-27 JP JP2004570192A patent/JPWO2004088690A1/ja not_active Withdrawn
- 2003-11-27 US US10/549,309 patent/US7388740B2/en active Active
- 2003-11-27 CN CNB2003801102159A patent/CN100521013C/zh not_active Expired - Lifetime
-
2004
- 2004-01-12 TW TW093100650A patent/TWI333221B/zh not_active IP Right Cessation
- 2004-03-11 CA CA2519115A patent/CA2519115C/en not_active Expired - Lifetime
- 2004-03-11 CN CN2004800085945A patent/CN1833047B/zh not_active Expired - Lifetime
- 2004-03-11 WO PCT/JP2004/003239 patent/WO2004087984A1/ja active Search and Examination
- 2004-03-11 JP JP2005504148A patent/JP4445465B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2004-03-11 US US10/549,202 patent/US7327556B2/en active Active
- 2004-03-11 KR KR1020057017772A patent/KR100880434B1/ko active IP Right Grant
- 2004-03-11 EP EP04719665.4A patent/EP1609878B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2004-03-24 TW TW093107909A patent/TWI339912B/zh active
-
2009
- 2009-10-27 JP JP2009246013A patent/JP4782862B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2004087984A1 (ja) | 2004-10-14 |
EP1619699B1 (en) | 2015-11-18 |
KR100880434B1 (ko) | 2009-01-29 |
WO2004088690A1 (ja) | 2004-10-14 |
CN1777965A (zh) | 2006-05-24 |
CN1833047B (zh) | 2010-05-26 |
US7327556B2 (en) | 2008-02-05 |
TW200426867A (en) | 2004-12-01 |
EP1609878A4 (en) | 2007-08-08 |
JPWO2004088690A1 (ja) | 2006-07-06 |
KR20050116836A (ko) | 2005-12-13 |
KR100873426B1 (ko) | 2008-12-11 |
EP1609878A1 (en) | 2005-12-28 |
JP2010021589A (ja) | 2010-01-28 |
TW200423459A (en) | 2004-11-01 |
US7388740B2 (en) | 2008-06-17 |
KR20050118202A (ko) | 2005-12-15 |
TWI333221B (en) | 2010-11-11 |
CA2519115A1 (en) | 2004-10-14 |
CN100521013C (zh) | 2009-07-29 |
JP4445465B2 (ja) | 2010-04-07 |
CA2519115C (en) | 2011-01-18 |
JP4782862B2 (ja) | 2011-09-28 |
TWI339912B (en) | 2011-04-01 |
EP1609878B1 (en) | 2017-06-14 |
CN1833047A (zh) | 2006-09-13 |
US20060171102A1 (en) | 2006-08-03 |
EP1619699A4 (en) | 2007-08-08 |
US20060172134A1 (en) | 2006-08-03 |
EP1619699A1 (en) | 2006-01-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4445465B2 (ja) | 炭素被覆アルミニウムおよびその製造方法 | |
EP2605325B1 (en) | Cathode current collector coated with a primer and magnesium secondary battery including same | |
EP1536499B1 (en) | Negative electrode for lithium secondary cell and lithium secondary cell | |
AU2012221308B2 (en) | Electrode foil, current collector, electrode, and energy storage element using same | |
US9356281B2 (en) | Intercalation electrode based on ordered graphene planes | |
TWI386960B (zh) | 電極材料和其製造方法 | |
TWI342030B (en) | Electrode member for capacitor and method for manufacturing the same, and capacitor including the electrode member | |
TW201106521A (en) | High energy density lithium secondary battery | |
JP2009123664A (ja) | 集電体、電極および蓄電装置 | |
JP5595349B2 (ja) | リチウムイオン二次電池用正極集電体、リチウムイオン二次電池用正極およびリチウムイオン二次電池用正極集電体の製造方法 | |
KR101787619B1 (ko) | 도전층 피복 알루미늄재와 그 제조 방법 | |
JP6495009B2 (ja) | 二次電池用正極、二次電池および二次電池用正極の製造方法 | |
JP3707617B2 (ja) | 負極およびそれを用いた電池 | |
JP2013165250A (ja) | 集電体及び電極、これを用いた蓄電素子 | |
JP2005071655A (ja) | 非水電解液二次電池用負極材料及びその製造方法並びにこれを用いた非水電解液二次電池 | |
JP4329357B2 (ja) | リチウム二次電池負極部材、及びその製造方法 | |
CN115275211A (zh) | 一种复合集流体及其制备方法、电极极片、电池和终端 | |
CN116417621B (zh) | 一种复合箔材、电池极片与电池 | |
CN117894995A (zh) | 一种复合集流体以及包括该复合集流体的电化学装置 | |
JP2006156248A (ja) | リチウム二次電池用電極及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061214 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20090916 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20091006 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091020 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091202 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100112 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100115 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4445465 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130122 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130122 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140122 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |