TW201542352A - 被覆鋁材及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種被覆鋁材及其製造方法,該被覆鋁材包含鋁材、中介層及被覆層;且於積層片狀鋁材來製造時、或於將鋁材捲成卷狀並製成帶狀來製造時,鋁材與被覆層可充分地密接。
該被覆鋁材具有:鋁材;形成在前述鋁材表面上的被覆層;及形成在前述鋁材與前述被覆層之間的中介層,且其含有鋁元素及碳元素;該被覆鋁材之特徵在於:(1)前述中介層係形成在前述鋁材表面至少一部份區域,且包含鋁之碳化物;及(2)前述被覆鋁材在一面或兩面形成有凹凸部。
Description
本發明係有關於被覆鋁材及其製造方法。
電池、電容器等之電極材料可使用藉如含碳層或介電體層類之被覆層被覆的被覆鋁。
以往,就被覆鋁而言,已知的是在鋁材表面形成被覆層,且為提高該鋁材與被覆層之密接性,在鋁材與被覆層之間形成含有鋁之碳化物之層的技術。
例如,專利文獻1揭示在鋁材表面形成含碳層後,在含有含烴物質之空間加熱該含碳層,藉此在鋁材與含碳層間形成含有鋁之碳化物之中介層的技術。此外,專利文獻2揭示在鋁材表面附著包含介電體粒子之介電體層後,在含有含烴物質之空間加熱該介電體層,藉此在鋁材與介電體層間形成含有鋁之碳化物之中介層的技術。兩技術之被覆鋁材可藉前述中介層提高鋁材與含碳層或介電體層間之密接性。
專利文獻1:國際公開第2004/087984號冊子
專利文獻2:國際公開第2010/109783號冊子
但是,若製造專利文獻1記載之碳被覆鋁材,則在碳被覆鋁材之一部份中,有鋁材與含碳層之密接性不足之問題。例如,若使用平滑之片狀鋁材作為基材,且積層多數鋁材後進行熱處理,則在鋁材之中央部附近,鋁材與含碳層之密接性不足。此外,若使用平滑之帶狀鋁材作為基材,且在捲成卷狀之狀態下進行熱處理,則在鋁材寬度方向之中央部附近,鋁材與含碳層之密接性不足。另外,若製造專利文獻2記載之電極結構體,則鋁材與介電體層之密接性同樣地不足。即,積層片狀鋁材時,或使鋁材捲成卷狀而形成帶狀時,有在被覆鋁材之一部份,即中央部附近,附著在鋁材表面之介電體層的密接性不足之問題。結果,有二次電池或電容器之充放電特性、壽命等下降的問題。
此外,為提高生產效率,有人考慮加大鋁材之寬度。但是,只單純加大鋁材之寬度,如上所述,在寬度方向之中央部,鋁材與被覆層之密接性會惡化,因此在組合電容器步驟等中之被覆層會由鋁材剝離。而且,若被覆層由鋁材剝離,則鋁材之電阻值會上升,有無法獲得所希望
之電氣特性的問題。
本發明之目的在於提供被覆鋁材及其製造方法,該被覆鋁材包含鋁材、中介層及被覆層;且於積層片狀鋁材來製造時、或於將鋁材捲成卷狀並製成帶狀來製造時,鋁材與被覆層可充分地密接。
本發明人等為解決上述課題而專心檢討,結果發現一具有鋁材、含有鋁之碳化物的中介層及被覆層之該被覆鋁材,特別是當前述被覆鋁材在一面或兩面形成有凹凸部時可解決上述課題,從而完成本發明。
即,本發明係以下被覆鋁材及其製造方法。
項1.
一種被覆鋁材,具有:鋁材;形成在前述鋁材表面上的被覆層;及形成在前述鋁材與前述被覆層之間的中介層,且其含有鋁元素及碳元素;該被覆鋁材之特徵在於:(1)前述中介層係形成在前述鋁材表面至少一部份區域,且包含鋁之碳化物;及(2)前述被覆鋁材在一面或兩面形成有凹凸部。
項2.
如前述項1記載之被覆鋁材,其中前述凹凸部中,該凹凸部之谷部至山部的高度係1μm以上且300μm以下。
項3.
如前述項1記載之被覆鋁材,其中前述凹凸部之表面粗
度Ra係0.3μm以上且10μm以下。
項4.
如前述項1至3中任一項記載之被覆鋁材,其中前述凹凸部之形狀係點、梨皮花紋、格子、條紋、龜甲、布紋、絲綢紋、縐綢、波狀或縐紗中任一者。
項5.
如前述項4記載之被覆鋁材,當前述凹凸部之形狀為布紋、條紋或縐紗時,相鄰接之筋狀的該凹部間的距離係1μm以上且100mm以下。
項6.
如前述項4記載之被覆鋁材,當前述凹凸部之形狀為點時,相鄰接之點狀的該凹部間的距離係1μm以上且100mm以下。
項7.
如前述項1至6中任一項記載之被覆鋁材,其中前述被覆層係含碳之層或含無機物之層。
項8.
如前述項1至6中任一項記載之被覆鋁材,其中前述被覆鋁材係用以構成電極結構體者。
項9.
如前述項8記載之被覆鋁材,其中前述電極結構體係電容器之集電體或電極。
項10.
如前述項8記載之被覆鋁材,其中前述電極結構體係電
池之集電體或電極。
項11.
一種被覆鋁材之製造方法,包含以下步驟:被覆層形成步驟,係在鋁材表面形成被覆層;及加熱步驟,係在含有含烴物質之空間配置形成有被覆層的鋁材並加熱;其中前述被覆層形成步驟包含凹凸部形成步驟,該凹凸部形成步驟係在鋁材或形成有被覆層的鋁材之一面或兩面形成凹凸部。
項12.
如前述項11記載之被覆鋁材之製造方法,其中前述凹凸部形成步驟係藉壓凸加工以形成凹凸部,且該凹凸部之谷部至山部之高度為1μm以上且300μm以下。
本發明之被覆鋁材包含鋁材、中介層及被覆層;且於積層片狀鋁材來製造時、或於將鋁材捲成卷狀並製成帶狀來製造時,鋁材與被覆層可充分地密接。
1‧‧‧鋁材
2‧‧‧被覆層
3‧‧‧中介層
4‧‧‧凹凸部
21‧‧‧表面部份
41‧‧‧凹部
42‧‧‧凸部
圖1係示意顯示本發明一形態之被覆鋁材截面結構的截面圖。
圖2顯示利用掃描式電子顯微鏡(SEM)確認本發明實施例1之試料表面的照片。
以下詳細說明本發明。
本發明有關於被覆鋁材及其製造方法。本發明特別有關於使用於各種電容器之電極或集電體,各種電池之電極或集電體等,進一步,觸媒材料,散熱材料,脫臭、清淨用材料的被覆鋁材及其製造方法。詳而言之,本發明有關於作為使用於鋰電池、鋰離子電池、鋰離子聚合物電池、染料敏化太陽電池、電氣雙層電容器、電解電容器、燃料電池、固體高分子燃料電池等之電極或電極之集電體的材料,或光觸媒材料,氣體分解觸媒材料,各種電子機器之散熱材料,具有脫臭作用或空氣清淨作用之材料的被覆鋁材及其製造方法。
本發明人發現於積層平滑片狀被覆鋁材時、或於將被覆鋁材捲成卷狀並製成帶狀時,鋁材與被覆層之密接性不足的原因之一是形成在鋁材與被覆層間之中介層未充分地生成。
依據本發明人等之知識,使被覆層(例如,包含碳之層)附著在鋁材表面後,在含有含烴物質之空間中加熱之,藉此可使鋁材之鋁元素與含烴物質之碳元素反應而生成含有鋁及碳之中介層。即,為生成該中介層,鋁材與含烴物質可充分地接觸是必要的。
例如,若使用氣體狀者作為含烴物質,則積層平滑片狀之被覆鋁材,或使平滑帶狀之被覆鋁材捲成卷狀,接著積層多數被覆鋁材,再將該被覆鋁材配置在含有含烴
物質之空間中。而且,含有含烴物質之氣體通過各個被覆鋁材間之微小間隙,由被覆鋁材之端部向中央部浸透,藉此形成中介層。
此時,雖然在被覆鋁材之端部附近含有含烴物質之氣體容易浸透,但是在被覆鋁材之中央部附近離開端部之距離越大,含有含烴物質之氣體越難浸透。結果,在含有上述含烴物質之空間中的加熱步驟中,含烴物質會無法充分地接觸到被覆鋁材表面之中央部附近。而且,考慮在鋁材與被覆層之間,中介層之生成量降低。
本發明人反覆專心研究,結果獲得以下知識。
包含鋁材、中介層及被覆層之被覆鋁材,藉由被覆鋁材在一面或兩面具有凹凸部,可於積層片狀鋁材時、或於將鋁材捲成卷狀並製成帶狀時,充分地生成中介層。即,發現被覆鋁材可充分地與含烴物質接觸,且在被覆鋁材表面中央部附近亦充分地生成中介層,以致鋁材與被覆層具有充分之密接性。
藉在形成有被覆層的鋁材之一面或兩面上形成凹凸部,當一次製造大量之被覆鋁材時,即使拉近積層之鋁材間隔,且使鋁材以高密度排列成積層狀,亦可在鋁材間產生適當之空間。結果,可更有效率地製造包含鋁材、中介層及被覆層之被覆鋁材。由於被覆鋁材在鋁材與被覆層之間充分地形成中介層,故鋁材與被覆層可良好地密接。結果,可減少被覆鋁材中鋁材與被覆層之間的電阻值,且可使用被覆鋁材製造具有高靜電容量之電極結構體。
(1)被覆鋁材
本發明之被覆鋁材具有:鋁材;形成在前述鋁材表面上的被覆層;及形成在前述鋁材與前述被覆層之間的中介層,且其含有鋁元素及碳元素;該被覆鋁材之特徵在於:(1)前述中介層係形成在前述鋁材表面至少一部份區域,且包含鋁之碳化物;及(2)前述被覆鋁材在一面或兩面形成有凹凸部。
使鋁材與被覆層(例如,包含如碳粒子等之碳的層)黏著之中介層可在高溫下之加熱步驟中,藉使含烴物質與鋁接觸而成長。若考慮生產性,通常係在積層多數片狀鋁材之狀態、或在將帶狀鋁材捲成卷狀之狀態下進行上述處理。但是,若因積層而提高鋁材之積層程度,則鋁材與鋁材之間隔(間隙)會消失,或變得非常小,因此鋁材與含烴物質難以接觸,而可能難以形成中介層。另外,若積層之鋁材面積變大,則在鋁材之中央部,鋁材與含烴物質可能難以接觸。結果,產生未形成具有使鋁材與含烴物質接著功能之中介層的部份,而可能產生被覆層容易剝落之區域。
本發明之被覆鋁材藉在一面或兩面形成有凹凸部,鋁材與被覆層可具有充分之密接性。這是因為在形成中介層之加熱步驟中,即使在重疊多數被覆鋁材之狀態下,被覆鋁材與含烴物質亦可充分地接觸到被覆鋁材之中央部為止,因此即使在被覆鋁材表面中央部附近亦可充分地
生成中介層中之鋁之碳化物。
被覆鋁材之前述凹凸部只要在被覆鋁材之一面或兩面形成有凹凸部即可。
被覆鋁材可使用之鋁材(基材)在其組成方面沒有特別限制。例如,可使用純鋁或鋁合金之箔或板。如此之鋁材依據JIS H 2111記載之方法測量的鋁純度值宜為98質量%以上。
鋁材之組成亦可為在必要範圍內添加鉛(Pb)、矽(Si)、鐵(Fe)、銅(Cu)、錳(Mn)、鎂(Mg)、鉻(Cr)、鋅(Zn)、鈦(Ti)、釩(V)、鎵(Ga)、鎳(Ni)及硼(B)中至少1種合金元素的鋁合金。此外,鋁材亦可含有上述列舉之元素以外之不可避免的不純物元素。
上述鋁材可使用藉習知之方法製造者。例如,調製具有上述預定組成之鋁熔融液,接著適當均質化處理鑄造該鋁熔融液而製得之鑄塊。然後,藉對該鑄塊實施熱軋與冷軋,可製得鋁箔或鋁板。另外,上述冷軋步驟之途中,亦可在150至400℃左右之範圍內實施中間退火處理。
鋁材之厚度沒有特別限制。若使用鋁箔,一般宜在5至200μm左右之範圍內。若使用鋁板,宜在超過200μm,且3mm左右以下之範圍內。
形成在被覆鋁材上之凹凸部宜形成在被覆層表面。
此外,凹凸部宜多數地形成在被覆層表面。
雖然凹凸部之形成方法沒有特別限制,但是可舉
衝壓加工、壓凸加工、蝕刻加工、雷射加工等為例。由容易形成凹凸部之觀點來看,宜藉壓凸加工形成凹凸部。
雖然被覆鋁材之凹凸部之谷部至山部的高度沒有特別限制,但是該凹凸部之谷部至山部的高度宜在1μm以上且300μm以下。
藉令凹凸部之谷部至山部的高度在該範圍內,即使在積層多數被覆鋁材之狀態下,亦可在被覆鋁材間產生適當空間,因此可使含烴物質浸透到被覆鋁材之中央部。結果,被覆鋁材與含烴物質可充分地接觸,因此可形成充分確保鋁材與被覆層之密接性所需之中介層。
相對原本基材之凸部份或凹部份的高度(後述圖1中之高度H)為凹凸部之谷部至山部的高度。
另外,由中介層形成之觀點來看,凹凸部之谷部至山部的高度之上限值沒有特別限制。若凹凸部之谷部至山部的高度變大,則在被覆鋁材間產生之間隙亦變大,因此在被覆鋁材之中央部容易形成中介層。但是,若凹凸部之谷部至山部的高度變大則製得之被覆鋁材全體之厚度變大,以致使用該被覆鋁材之電極結構體尺寸亦變大,因此凹凸部之谷部至山部的高度上限值宜為300μm。但是,本發明之被覆鋁材不排除凹凸部之谷部至山部的高度超過300μm者。
若凹凸部之谷部至山部的高度小於1μm,則在形成中介層之加熱步驟中,鋁材可能無法充分地接觸含烴物質。結果,無法充分地生成中介層,以致在被覆鋁材表面
中央部附近,鋁材與被覆層可能沒有充分密接性。
如上所述,被覆鋁材之凹凸部之谷部至山部的高度宜為1μm以上且300μm以上,而以5μm以上且60μm以下為佳。
凹凸部之谷部至山部的高度可依據JIS B7502,使用測微器作為簡便之測量方法測量。具體而言,測量被覆鋁材之凹凸部形成前後的厚度,可算出「(已形成凹凸部之被覆鋁材厚度)-(形成凹凸部前之被覆鋁材厚度)」作為「凹凸部之谷部至山部的高度」。
由於上述測量方法難以由最後製得之被覆鋁材(即,已形成凹凸部之被覆鋁材)確認高度,故可採用藉截面觀察確認之方法作為另一測量方法。具體而言,切出已形成凹凸部之被覆鋁材的垂直截面,接著藉光學顯微鏡或電子顯微鏡進行觀察,可藉測量凹凸部之谷部至山部的高度獲得高度。
本發明之被覆鋁材亦可藉表面粗度Ra(μm)來特定前述凹凸部之凹凸。在此情形下,雖然表面粗度Ra沒有特別限制,但是宜為0.3μm以上且10μm以下,而以1.0μm以上且4.5μm以下為更佳。藉使之在該範圍內,即使在積層有多數被覆鋁材之狀態下,亦可在被覆鋁材間產生適當之空間,因此可使含烴物質浸透至被覆鋁材之中央部。結果,被覆鋁材與含烴物質可充分地接觸,以致可形成充分確保鋁材與被覆層之密接性所需的中介層。另外,表面粗度Ra可依據JIS B0601:1982之中心線平均粗度Ra而利用表面粗
度計測量。形成之凹凸部具有周期性時之測量長度係使凹凸部包含10周期部分以上來進行測量。此外,測量速度為0.3mm/秒以下。
由中介層形成之觀點來看,表面粗度Ra沒有特別限制。若表面粗度Ra之值變大,則在被覆鋁材間產生之間隙亦變大,因此在被覆鋁材之中央部容易形成中介層。但是,若表面粗度Ra變大則製得之被覆鋁材全體的厚度變大,以致使用該被覆鋁材之電極結構體尺寸亦變大,因此表面粗度Ra之上限值宜為10μm。但是,本發明之被覆鋁材不排除表面粗度Ra超過10μm者。若表面粗度Ra小於0.3μm,則在形成中介層之加熱步驟中,鋁材可能無法充分地接觸含烴物質。結果,無法充分地生成中介層,以致在被覆鋁材表面中央部附近,鋁材與被覆層可能沒有充分密接性。
在本發明之被覆鋁材中,除了上述Ra以外,前述凹凸部之凹凸之最大高度Rmax(μm)宜為1μm以上且300μm以下,而以5μm以上且60μm以下為更佳。在此情形下,若最大高度Rmax之值變大,則在被覆鋁材間產生之間隙亦變大,因此在被覆鋁材之中央部容易形成中介層。但是,若最大高度Rmax變大則製得之被覆鋁材全體的厚度變大,以致使用該被覆鋁材之電極結構體尺寸亦變大,因此最大高度Rmax之上限值宜為300μm。但是,本發明之被覆鋁材不排除最大高度Rmax超過300μm者。若最大高度Rmax小於1μm,則在形成中介層之加熱步驟中,鋁材可能無法充分地接觸含烴物質。結果,無法充分地生成中介層,以致在
被覆鋁材表面中央部附近,鋁材與被覆層可能沒有充分密接性。
雖然凹凸部之形狀只要可達成本發明之效果即可,沒有特別限制,但是,可舉例如在平面圖中為點、梨皮花紋、格子、條紋、龜甲、布紋、絲綢紋、縐綢、波狀或縐紗等之形狀。
雖然本發明之被覆鋁材之凹凸部間的間隔只要可達成本發明之效果即可,沒有特別限制,但是宜形成在1μm以上且100mm以下之範圍內,而以10μm以上且10mm以下為更佳。此外,在本發明中凹凸部間之間隔意味觀察凹凸部之截面時由凹部之中心到相鄰接凹部之中心的距離。
藉令凹凸部間之間隔在1μm至100mm之範圍內,在含有含烴物質之空間中配置在表面已形成被覆層之鋁材(形成有被覆層的鋁材)後加熱時(加熱步驟),可對該材料均一地進行熱處理。
若凹凸部間之間隔超過100mm,則在被覆鋁材為薄箔狀之情形下,被覆鋁材表面之未形成凹凸部的部份可能容易互相接觸,因此在鋁箔與鋁箔間可能無法確保充分之間隙。因此,在前述加熱步驟中,含烴物質無法由被覆鋁材之間隙充分地浸透,以致在鋁材與被覆層之間可能未充分地形成中介層。結果,鋁材與被覆層之密接性可能降低。
若凹凸部間之間隔小於1μm,則難以形成表面粗
度Ra為0.3μm以上之凹凸部。結果,在被覆鋁材表面中央部附近,鋁材與被覆層可能沒有充分密接性。
若凹凸部之形狀為布紋,條紋或縐紗,則凹凸部形成筋狀,而相鄰接之筋狀的凹凸部間的間隔宜為1μm至100mm。
若凹凸部之形狀為點,則相鄰接之點狀的凹凸間的間隔宜為1μm至100mm。
此外,若藉壓凸形成凹凸部,雖然凹凸部之圖案形狀(截面之凹凸形狀)只要可達成本發明之效果即可,沒有特別限制,但是可採用各種形狀。例如,可採用點、梨皮花紋、格子、條紋、龜甲、布紋、絲綢紋、縐綢、波狀或縐紗等習知圖案中任一者。
被覆鋁材之被覆層形成在鋁材表面上。
被覆鋁材之被覆層宜為含碳之層或含無機物之層。被覆層形成在鋁基材之一面或兩面上。被覆鋁材之被覆層具有使鋁材之表面積擴大或增大之作用。
含碳之層只要是含有碳者即可,沒有特別限制。可舉例如藉後述樹脂等之熱分解而生成之碳前驅物、碳單體、含碳等之化合物為例。此外,其等之形態沒有特別限制,可為緻密層,亦可採用粒子狀、纖維狀、鬚狀等之形狀。
碳前驅物宜至少含有碳及氫之元素。碳前驅物以含有類似石墨之成分或類似非晶碳之成分者為更佳。
碳單體宜為活性碳纖維、活性碳織物、活性碳氈、
活性碳粉末、碳黑、石墨等,亦可使用墨汁作為含碳單體之物質。
含碳之化合物宜為無機碳化合物、碳化矽等之碳化合物等。含無機物之層只要是含有無機物者即可,沒有特別限制。可舉金屬單體、金屬氧化物、金屬氮化物等為例。無機物之形態沒有特別限制,可為緻密層,亦可採用粒子狀、纖維狀、鬚狀等之形狀。
雖然構成金屬單體、金屬氧化物、金屬氮化物等之金屬沒有特別限制,但是可舉例如:鎂、釷、鎘、鎢、錫、鐵、銀、矽、鉭、鈦、鉿、鋁、鋯、鈮、鋅、鉍、銻、鎳、鋰、錳、鈷等。若特別地使用本發明之被覆鋁材作為電極結構體,則金屬氧化物以氧化鈦、氧化鉭、氧化鋯、氧化鈮、氧化鋅、氧化鋯、氧化鎢、氧化鋁等為更佳。
此外,若使用本發明之被覆鋁材作為二次電池之電極,則含無機物之層的無機物可使用構成二次電池之電極之活性物質。例如,若二次電池為鋰離子電池,則無機物宜使用含鋰金屬氧化物。若為含鋰金屬氧化物,則可使用例如,一般式為LixMO2、LixM2O4、LixMAO4等。在此,M係1種或2種以上之過渡金屬元素,且可舉Co、Ni、Mn、Fe等為例。此外,A可舉P、Si、S、V等為例。另外,若在本發明中使用含鋰金屬氧化物,則含鋰金屬氧化物只要是在加熱步驟中組成或結晶結構沒有變化者即可,具體而言,可舉LiMPO4、LiM2O4、LiFePO4等為例。其中,含鋰金屬氧化物宜為LiFePO4。
雖然被覆層之厚度沒有特別限制,只要按照其用途適當設定即可,但是宜為0.001μm以上且200μm以下,而以0.01μm以上且100μm以下為更佳。
鋁材表面至少一部份的區域係形成後述之中介層。而且,被覆層亦可包含鋁之碳化物,且該鋁之碳化物係以呈如纖維狀、絲狀、鬚狀、板狀、壁狀、塊狀之形態由中介層之表面部份延伸至外側的方式形成。在此情形下,該等鋁之碳化物具有使被覆層之表面積增大之作用,而若用於電極結構體,則具有提高靜電容量之作用。
在被覆鋁材中,係在鋁材與被覆層之間形成含有鋁元素及碳元素之中介層。前述中介層係形成在前述鋁材表面至少一部份的區域,且包含鋁之碳化物。
中介層係藉在含有含烴物質之環境中對在表面已形成被覆層之鋁材實施熱處理而製得。
中介層可提高鋁材與被覆層之密接性,同時可控制在鋁材與被覆層間形成之含有鋁及之氧層的生成。結果,若使用被覆鋁材於電極結構體,則可減少鋁材與被覆層間之電阻值,因此可製造具有高靜電容量之電極結構體。
此外,中介層宜包含結晶化之鋁的碳化物。結晶化之鋁的碳化物具有進一步提高密接性之效果。
雖然本發明之被覆鋁材的用途沒有限制,但是,例如,可用以構成電極結構體。藉使用被覆鋁材構成電極結構體,可提高電池或電容器之充放電特性、壽命等。
前述電極結構體可用以構成電容器之集電體或電極。藉電極結構體構成電容器,可提高電容器之充放電特性、壽命等。前述電容器可舉電氣雙層電容器,鋁電解電容器,機能性固體電容器等為例。
前述電極結構體可用以構成電池之集電體或電極。藉此,可使電池之內部電阻(損失電阻)降低,且,可提高電池之充放電特性、壽命等。電池可舉鋰離子電池等之二次電池為例。
若本發明之被覆鋁材之被覆層為作為觸媒作用之層,例如若使用具有光觸媒作用或氣體分解作用之層,可作為觸媒材料使用。例如,若被覆層含有氧化鈦粒子等具有光觸媒作用之粒子,則鋁材及被覆層不是藉樹脂固定,而是藉中介層固定鋁材及被覆層。若藉樹脂固定,則樹脂會因被覆鋁材本身具有之光觸媒作用而在一段時間後劣化以致密接性降低,但是若為本發明之被覆鋁材之構成,由於中介層不會因光觸媒作用而在一段時間後劣化,故具有即使經過一段時間後亦可確保鋁材與被覆層之密接性的優點。
此外,本發明之被覆鋁材亦可作為散熱材料使用。例如,若被覆層為包含具有散熱性之碳的層,可作為各種電子機器之散熱用途使用。
另外,若本發明被覆鋁材之被覆層為含有活性碳等的層,亦可用於具有利用活性碳吸附作用之脫臭作用或空氣清淨作用的用途。
(2)被覆鋁材之製造方法
本發明之被覆鋁材之製造方法的特徵在於包含在鋁材表面形成被覆層的被覆層形成步驟,及在含有含烴物質之空間配置形成有被覆層的鋁材並加熱的加熱步驟,且前述被覆層形成步驟包含在形成有被覆層的鋁材之一面或兩面形成凹凸部之凹凸部形成步驟。
被覆鋁材之製造方法中,被覆層形成步驟包含在形成有被覆層的鋁材之一面或兩面形成凹凸部之凹凸部形成步驟,藉此可在形成有被覆層的鋁材之一面或兩面形成凹凸部。
被覆層形成步驟後接著進行之加熱步驟中,係在含有含烴物質之空間配置在一面或兩面具有凹凸部之形成有被覆層的鋁材並加熱。
藉此,於積層片狀之形成有被覆層的鋁材以製造被覆鋁材時、或於將帶狀之形成有被覆層的鋁材捲成卷狀以製造被覆鋁材時,鋁材可與含烴物質充分地接觸。結果,在被覆鋁材表面中央部附近亦可充分地生成中介層,因此鋁材及被覆層可具有充分之密接性。
本發明之被覆鋁材之製造方法包含在鋁材表面形成被覆層之被覆層形成步驟。進一步,前述被覆層形成步驟包含在鋁材或形成有被覆層的鋁材之一面或兩面形成凹凸部的凹凸部形成步驟。
在本發明被覆鋁材之製造方法中,凹凸部形成步驟可在被覆層形成步驟中之任一時點進行。例如,可在鋁
材上形成凹凸部後形成被覆層,或亦可在鋁材上形成被覆層後形成凹凸部。
雖然被覆層形成步驟只要至少包含在鋁材表面形成被覆層之步驟及在鋁材或形成有被覆層的鋁材之一面或兩面形成凹凸部的凹凸部形成步驟即可,沒有特別限制,但是可舉下述3形態為例:(1)在鋁材表面形成凹凸部後,形成被覆層(含碳之層或含無機物之層);(2)在鋁材表面形成被覆層後,形成凹凸部;或(3)在鋁材表面形成具有凹凸部之被覆層。
形成被覆層之情形中的方法沒有特別限制。例如,如後所述,可藉塗布、浸塗或熱壓附著等附著在鋁材表面上。此外,在上述(2)之情形中,若在鋁材上具有凹凸部,則與無凹凸之情形相比,可能難以使被覆層均一地附著在鋁材表面上。基於此點,宜在鋁材表面形成被覆層後,再形成凹凸部。
如此,藉形成有被覆層的鋁材之一面或兩面形成凹凸部,於積層片狀之形成有被覆層的鋁材來製造時、或於將帶狀之形成有被覆層的鋁材捲成卷狀來製造時,在後述之加熱步驟中,鋁材可與含烴物質充分地接觸。結果,在被覆鋁材表面中央部附近亦可充分地生成中介層,因此鋁材及被覆層可具有充分之密接性。結果,即使在積層多數片狀鋁箔之狀態下、或即使在捲成卷狀之帶狀鋁材的狀態下,亦可製造在鋁材與被覆層間具有充分之密接性的被覆鋁材。
在本發明被覆鋁材之製造方法的被覆層形成步驟中,使被覆層附著在鋁材表面的方法可藉塗布、浸塗或熱壓附著,將使用黏結劑、溶劑或水等,使上述碳或無機物混合成漿狀、液體狀或固體狀等者附著在鋁材表面上。此外,塗布之方法沒有特別限制,可適當採用旋塗法、桿塗法、流塗法、噴塗法等。亦可在使被覆層附著在鋁材表面後,加熱步驟前,在20至300℃左右之範圍內的溫度下,使之乾燥。
本發明被覆鋁材之製造方法中,為使被覆層附著在鋁材表面上,如上所述,宜使用黏結劑。黏結劑可合適地使用羧基變性聚烯烴樹脂、乙酸乙烯樹脂、氯乙烯樹脂、氯乙酸乙烯共聚合樹脂、乙烯醇樹脂、氟乙烯樹脂、丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、胺基甲酸酯樹脂、環氧樹脂、尿素樹脂、酚樹脂、丙烯腈樹脂、硝化纖維素樹脂、石臘、聚乙烯蠟等之合成樹脂、蠟或瀝青,及動物膠、漆樹漆、松脂、蜂蠟等之天然樹脂或蠟。該等黏結劑包括依各自之分子量、樹脂種類,在加熱時揮發者,及因熱分解殘存在被覆中形成碳前驅物者。黏結劑亦可藉水或有機溶劑等稀釋,以調整黏性。
被覆鋁材之製造方法的凹凸部形成步驟宜藉壓凸加工形成,且凹凸部之谷部至山部的高度係1μm以上且300μm以下。凹凸部之谷部至山部的高度以5μm以上且60μm以下為更佳。藉令凹凸部之谷部至山部的高度在該範圍內,即使在積層多數形成有被覆層的鋁材之狀態下,亦
可使含烴物質浸透到形成有被覆層的鋁材之中央部。結果,形成有被覆層的鋁材與含烴物質可充分地接觸,因此可在鋁材表面均一地形成充分確保鋁材與被覆層之密接性所需的中介層。
由中介層形成之觀點來看,凹凸部之谷部至山部的高度之上限值沒有特別限制。若凹凸部之谷部至山部的高度變大,則最後製得之被覆鋁材全體之厚度變大,且使用該被覆鋁材之電極結構體尺寸亦變大,因此凹凸部之谷部至山部的高度上限值宜為300μm。但是,本發明之被覆鋁材不排除凹凸部之谷部至山部的高度超過300μm者。
若凹凸部之谷部至山部的高度小於1μm,則在形成中介層之加熱步驟中,鋁材可能無法充分地接觸含烴物質。結果,無法充分地生成中介層,以致在被覆鋁材表面中央部附近,鋁材與被覆層可能沒有充分密接性。
在被覆層形成步驟中,若(1)在鋁材表面形成凹凸部後,形成被覆層,或(2)在鋁材表面形成被覆層後,形成凹凸部,則凹凸部形成步驟沒有特別限制。例如,可使用壓凸加工、衝壓加工、雷射加工、蝕刻加工等習知技術。
若凹凸部之形成方法實施壓凸加工,則凹凸部之圖案形狀沒有特別限制。例如,可採用點,梨皮花紋,格子,條紋,龜甲,布紋,絲綢紋,縐綢,波狀或縐紗等之習知圖案。
例如,若以卷狀製造被覆鋁材,則藉使鋁材通過在至少一者上具有壓凸形狀之2根輥間,使輥上之凹凸部圖
案形狀轉印在形成有被覆層的鋁材(或鋁材)表面上,藉此可在形成有被覆層的鋁材(或鋁材)表面上形成凹凸部。用於壓凸加工之輥,可為單面壓凸或兩面壓凸中任一者。例如,藉合適地採用其中一者係具有凹凸部圖案形狀之金屬輥,而另一者係沒有凹凸部圖案形狀之樹脂輥或紙輥的組合,亦可形成兩面壓凸。此外,若以片狀製造被覆鋁材,則壓凸加工可藉在至少一面具有凹凸部圖案形狀之模具中夾入片狀之形成有被覆層的鋁材(或鋁材)而形成。
在被覆層形成步驟中,(3)在鋁材表面形成具有凹凸部之被覆層之情形中的形成凹凸部方法沒有特別限制。可舉例如:在印刷版上形成所希望之圖案,以使在鋁材表面形成之被覆層厚度產生高低差,藉此形成凹凸部的方法;或在鋁材表面之全部均一地塗布被覆層且適當乾燥後,只在該形成有被覆層的鋁材之所希望部份再塗布被覆層,以使在鋁材表面形成之被覆層厚度產生高低差,藉此形成凹凸部的方法等。
壓凸加工以外之凹凸部形成方法可使用衝壓加工、雷射加工、蝕刻加工等習知技術。
被覆鋁材之製造方法中,凹凸部形成步驟宜形成多數凹凸部。此外,雖然凹凸之形狀沒有特別限制,但是宜為線狀(筋狀)、格子狀、斑點狀等。可舉例如在平面圖中為點,梨皮花紋,格子,條紋,龜甲,布紋,絲綢紋,縐綢,波狀或縐紗等之形狀。另外,亦可為組合多數該等凹凸形狀而得之形狀、任意地配置該等凹凸形狀而得之形
狀。
此外,凹凸部不需要在形成有被覆層的鋁材(或鋁材)之整面形成。例如,可只在形成有被覆層的鋁材(或鋁材)之中央部形成凹凸部,亦可只在端部形成凹凸部。
被覆鋁材之製造方法包含在含有含烴物質之空間配置形成有被覆層的鋁材並加熱之加熱步驟。
被覆鋁材之製造方法的加熱步驟係在含有含烴物質之空間配置有形成有被覆層的鋁材之狀態下加熱。在此情形下,可依需要在加熱前,在20℃以上且300℃以下之溫度範圍內乾燥形成有被覆層的鋁材。
用於加熱步驟之含烴物質的種類沒有特別限制。含烴物質之種類可舉例如:甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、異丁烷及戊烷等之石蠟系烴,乙烯、丙烯、丁烯及丁二烯等之烯烴系烴,乙炔等之乙炔系烴等,或該等烴之衍生物。該等烴中,甲烷、乙烷、丙烷等之石蠟系烴宜在加熱形成有被覆層的鋁材之步驟中呈氣體狀。更佳的是甲烷、乙烷及丙烷中之任一種烴。最佳的烴係甲烷。
含烴物質可在液體、氣體、固體等中之任一種狀態下使用。含烴物質可存在形成有被覆層的鋁材存在之空間中,亦可藉任何方法導入配置形成有被覆層的鋁材之空間。例如,若含烴物質為氣體狀(甲烷、乙烷、丙烷等),可在進行形成有被覆層的鋁材之加熱處理的密閉空間中單獨或與惰性氣體一起填充含烴物質。此外,若含烴物質為液體或固體,亦可在該密閉空間中以藉加熱氣化之方式
單獨或與惰性氣體一起填充含烴物質。
導入用以加熱形成有被覆層的鋁材之空間的含烴物質重量比率沒有特別限制。通常,宜相對於100重量份之鋁材按碳換算值為0.1至50重量份左右之範圍的重量比,而以0.5至30重量份左右之範圍的重量比為更佳。
在加熱步驟中,加熱環境之壓力沒有特別限制,可在常壓、減壓或加壓下。此外,壓力之調整可在保持在某一定加熱溫度之期間,到某一定加熱溫度為止之升溫中,或,在由某一定加熱溫度至降溫中的任一時點進行。
加熱溫度可按照加熱對象物之鋁材的組成等適當設定。通常,宜在450℃以上且660℃以下之範圍內,而以在530℃以上且620℃以下之範圍內進行為更佳。藉令加熱溫度為450℃以上,可使含有鋁及碳之中介層中含有結晶化之鋁的碳化物。但是,在本發明之製造方法中,不排除在小於450℃之溫度,加熱已在表面形成該混合物層之鋁材,且宜至少在超過300℃之溫度下加熱。此外,若加熱溫度超過660℃,恐有鋁材熔化之虞。
雖然加熱時間依加熱溫度等而不同,但是,通常,宜在1小時以上且100小時以下之範圍內。
若加熱溫度為400℃以上,宜使加熱環境中之氧濃度為1.0體積%以下。若加熱溫度在400℃以上且加熱環境中之氧濃度超過1.0體積%,則鋁材表面之熱氧化被膜肥大,恐有鋁材之表面電阻值增大之虞。
藉上述方法可製造一被覆鋁材,該被覆鋁材具
有:鋁材;形成在前述鋁材表面上的被覆層;及形成在前述鋁材與前述被覆層之間的中介層,且其含有鋁元素及碳元素;且(1)前述中介層係形成在前述鋁材表面至少一部份區域,且包含鋁之碳化物;及(2)前述被覆鋁材在一面或兩面形成有凹凸部。但是,製造本發明之被覆鋁材時,不限於上述方法。
(3)被覆鋁材之態樣
以下一面參照圖式一面說明本發明之被覆鋁材的具體態樣。
圖1所示者係本發明之被覆鋁材的一較佳態樣。
圖1顯示被覆鋁材之截面結構。在鋁材1一例之鋁箔的表面上形成有被覆層2。鋁箔1與被覆層2之間形成有中介層3。中介層3具有提高鋁箔1與被覆層2間之密接性的作用。中介層3含有鋁元素及碳元素。
被覆鋁材至少其中一表面具有凹凸部4。藉此,於積層多數片片狀之形成有被覆層的鋁材來製造時、或於將帶狀之形成有被覆層的鋁材捲成卷狀來製造時,鋁材可與含烴物質充分地接觸。結果,即使在被覆鋁材表面中央部附近,亦可充分地形成中介層3,以致鋁材1與被覆層2可具有充分之密接性。
被覆鋁材之表面上,其表面部份亦可以纖維狀、絲狀、鬚狀、板狀、壁狀、塊狀之形態由中介層3之表面部份延伸至外側,以形成表面部份21。該表面部份形成在中介層3與被覆層之間,且包含例如鋁之碳化物。
被覆鋁材至少在一面或兩面形成有凹凸部。在被覆層只形成在鋁基材之一面的被覆鋁材中,凹凸部可設在被覆層側之面上,可只設在未設置被覆層之側的鋁材表面上,亦可設在該等兩面上。被覆層形成在鋁材兩面之被覆鋁材只要至少在其中一表面具有凹凸部即可。
凹凸部4係以由凹部41之谷部至凸部42之山部具有所希望高度H之方式形成。此外,凹凸部4係以具有所希望間隔之方式在相鄰接之凹凸部4與凹凸部4之間按間隔T形成。
以下,舉實施例說明本發明。但是,本發明不限於該等實施例。
(1)實施例及比較例
實施例1
<被覆層形成步驟>
在厚度為20μm且四邊為500mm之鋁箔(JIS A1050 H-18)兩面塗布塗布液,且該塗布液係對1重量份之碳黑(三菱化學公司(股)製#2400B)添加6重量份之異丙醇(IPA)而製得。接著,在溫度100℃下乾燥處理該塗布液10分鐘,藉此形成含碳之被覆層,以製成形成有被覆層的鋁材。此時之塗布液調整成使乾燥後之被覆層厚度為單面1μm。
<凹凸部形成步驟>
對該形成有被覆層的鋁材調整壓凸加工時之加壓力,接著進行壓凸加工,以形成後述凹凸部之谷部至山部的高
度。凹凸部之圖案形狀係點,且壓凸輥之點模具深度係55至60μm,而凹凸部之圖案形狀間的間隔係317.5μm。
<加熱步驟>
在使500片壓凸加工後之形成有被覆層的鋁材重疊接觸之狀態下,在甲烷氣體環境中在600℃之溫度下保持10小時,而製得本發明之被覆鋁材。
依據JIS B7502,對製得之被覆鋁材,使用測微器,測量已形成有凹凸部之被覆鋁材及形成凹凸部前之形成有被覆層的鋁材的厚度,藉此利用下述計算式算出形成在被覆鋁材之凹凸部之谷部至山部的高度。
計算式:(已形成有凹凸部之被覆鋁材的厚度)-(形成凹凸部前之被覆鋁材的厚度)
結果顯示於表1中。
此外,對製得之本發明被覆鋁材的被覆層表面,藉表面粗度計,依據JIS B0601:1982,測量Ra(中心線平均粗度)及Rmax(最大高度)。結果顯示於表1中。
由製得之被覆鋁材採取試料,接著使用掃描式電子顯微鏡觀察試料表面。如圖2所示,確認在被覆鋁材表面形成有凹凸部。
實施例2
<被覆層形成步驟>
與實施例1同樣地,製作形成有被覆層的鋁材。
<凹凸部形成步驟>
對該形成有被覆層的鋁材進行壓凸加工,且藉由實施
例1改變壓凸加工時之加壓力來調整,以形成後述凹凸部之谷部至山部的高度。凹凸部之圖案形狀係點,且壓凸輥之點模具深度係55至60μm,而凹凸部之圖案形狀間的間隔係317.5μm。
<加熱步驟>
在使500片壓凸加工後之形成有被覆層的鋁材重疊接觸之狀態下,與實施例1同樣地,進行加熱步驟,而製得本發明之被覆鋁材。
此外,與實施例1同樣地,求出凹凸部之谷部至山部的高度,同時對製得之本發明被覆鋁材的被覆層表面,測量Ra及Rmax。結果顯示於表1中。
實施例3
<被覆層形成步驟>
與實施例1同樣地,製作形成有被覆層的鋁材。
<凹凸部形成步驟>
對該形成有被覆層的鋁材進行壓凸加工,且藉由實施例1改變壓凸加工時之加壓力來調整,以形成後述凹凸部之谷部至山部的高度。凹凸部之圖案形狀係點,且壓凸輥之點模具深度係55至60μm,而凹凸部之圖案形狀間的間隔係317.5μm。
<加熱步驟>
在使500片壓凸加工後之形成有被覆層的鋁材重疊接觸之狀態下,與實施例1同樣地,進行加熱步驟,而製得本發明之被覆鋁材。
此外,與實施例1同樣地,求出凹凸部之谷部至山部的高度,同時對製得之本發明被覆鋁材的被覆層表面,測量Ra及Rmax。結果顯示於表1中。
實施例4
<被覆層形成步驟>
與實施例1同樣地,製作形成有被覆層的鋁材。
<凹凸部形成步驟>
對該形成有被覆層的鋁材進行壓凸加工,且藉由實施例1改變壓凸加工時之加壓力來調整,以形成後述凹凸部之谷部至山部的高度。凹凸部之圖案形狀係點,且壓凸輥之點模具深度係55至60μm,而凹凸部之圖案形狀間的間隔係317.5μm。
<加熱步驟>
在使500片壓凸加工後之形成有被覆層的鋁材重疊接觸之狀態下,與實施例1同樣地,進行加熱步驟,而製得本發明之被覆鋁材。
此外,與實施例1同樣地,求出凹凸部之谷部至山部的高度,同時對製得之本發明被覆鋁材的被覆層表面,測量Ra及Rmax。結果顯示於表1中。
實施例5
<被覆層形成步驟>
與實施例1同樣地,製作形成有被覆層的鋁材。
<凹凸部形成步驟>
對該形成有被覆層的鋁材進行壓凸加工,且將壓凸加
工時之凹凸部的圖案形狀由實施例1至4之點變更成梨皮花紋,並且調整加壓力以形成後述凹凸部之谷部至山部的高度。凹凸部之圖案形狀係梨皮花紋,且壓凸輥之梨皮花紋模具深度係100至150μm,而凹凸部之圖案形狀間的間隔不規則。
<加熱步驟>
在使500片壓凸加工後之形成有被覆層的鋁材重疊接觸之狀態下,與實施例1同樣地,進行加熱步驟,而製得本發明之被覆鋁材。
此外,與實施例1同樣地,求出凹凸部之谷部至山部的高度,同時對製得之本發明被覆鋁材的被覆層表面,測量Ra及Rmax。結果顯示於表1中。
實施例6
<被覆層形成步驟>
與實施例1同樣地,製作形成有被覆層的鋁材。
<凹凸部形成步驟>
對該形成有被覆層的鋁材進行壓凸加工,且將壓凸加工時之凹凸部的圖案形狀由實施例1至4之點變更成條紋,並且調整加壓力以形成後述凹凸部之谷部至山部的高度。凹凸部之圖案形狀係條紋,且壓凸輥之條紋模具深度係55至60μm,而凹凸部之圖案形狀間的間隔係1mm。
<加熱步驟>
在使500片壓凸加工後之形成有被覆層的鋁材重疊接觸之狀態下,與實施例1同樣地,進行加熱步驟,而製得本
發明之被覆鋁材。
此外,與實施例1同樣地,求出凹凸部之谷部至山部的高度,同時對製得之本發明被覆鋁材的被覆層表面,測量Ra及Rmax。結果顯示於表1中。
比較例1
除了在實施例1中,不進行凹凸部形成步驟以外,與實施例1同樣地,製得被覆鋁材。
此外,與實施例1同樣地,依據JIS B7502,對製得之被覆鋁材,使用測微器,測量被覆鋁材及加熱步驟前之形成有被覆層的鋁材的厚度,接著算出其差。另外,對製得之被覆鋁材的被覆層表面,測量Ra及Rmax。結果顯示於表1中。
(2)評價方法
密接性之評價
藉浸塗法評價密接性。將各評價試料切成寬度10mm、長度50mm之長方形,接著將具有寬度15mm、長度70mm之接著面的膠帶(住友3M公司(股)製,商品名「Scotch Tape」抵壓在含碳層表面上後,剝下膠帶,且依據以下式評價密接性。
密接性(%)={剝下後之含碳層重量(mg)/剝下前之含碳層重量(mg)}×100
在該式中,若完全看不到含碳層之剝離,則該值為100。結果顯示於表1中。
中介層之定量分析
藉鋁碳化物(Al4C3)之定量分析,評價中介層之形成量。
由藉實施例1至6及比較例1製得之四邊為500mm的被覆鋁材,分別切取取樣位置之端部(100mm×100mm)及中央部(100mm×100mm),作為評價用樣本。使該評價用樣本在20%之氫氧化鈉水溶液中溶解,接著收集產生之甲烷氣體。對產生之甲烷氣體,使用具火焰離子化檢測器之高感度氣相層析儀進行定量分析。將所定量之甲烷氣體量換算為鋁碳化物之重量,以算出每單面面積之重量(mg/cm2)。此外,雖然鋁材及鋁碳化物溶解於20%之氫氧化鈉水溶液中,但是被覆層不溶解,因此可由獲得之甲烷氣體中含有之碳元素量換算成鋁碳化物(Al4C3)之重量。
電氣雙層電容器之性能評價
<電極之製作>
由藉實施例1至6及比較例1製得之四邊為500mm的被覆鋁材,分別切取取樣位置之端部(50mm×10mm)及中央部(50mm×10mm),作為評價用基本樣本。
首先,混合100重量份之活性碳(Kuraray公司(股)YP-50F),5重量份之乙炔黑(電氣化學公司(股)DENKA BLACK),按固體成分換算為2重量份之已調整為1.2重量%的增黏劑羧甲基纖維素(DIACEL CHEMICAL INDUSTRIES,LTD.1160)。接著,混合按固體成分換算為5重量份之丙烯酸系乳劑。接著,進一步添加蒸餾水而使固體成分為25重量%,藉此作成活性碳漿液。
接著,在評價用基本樣本及切成同樣大小之已蝕刻箔(JCC製20CB,習知例)的一面上,使用塗布器塗布活性碳漿液,接著在100℃下乾燥2分鐘而形成活性碳層,以作成作為電氣雙層電容器之電極的評價用樣本。此外,乾燥後之活性碳層厚度為55μm。
<電氣雙層電容器之單元組裝>
使用藉上述方法製作之各評價用樣本,作為電氣雙層電容器之電極,接著藉以下方法組裝單元。
準備將四氟硼酸四乙銨溶解於碳酸丙烯酯中,使電解質濃度調整成1.5mol/L之電解液(東洋合成公司製,商品名「1.5M TEMA-BF4/PC」),作為電解液。
接著,將評價用樣本切成8cm×1cm之長方形。而且,切出之評價用樣本之8cm中之一端部削去3cm之活性碳層及被覆層,以形成5cm×1cm之長方形電極(但是,在習知例中未形成被覆層,因此只削去活性碳層)。此外,削去之3cm的部份作為耳片使用。將該長方形電極及厚度25μm之6cm×2cm大小之紙形成的分隔件(日本高度紙工業社製),按電極、分隔件及電極之順序積層在7.5cm×7.5cm大小之積層薄膜內。
接著,將1mL之前述電解液注入分隔件後,密封積層薄膜,而製成薄膜單元。
接著,由薄膜單元之上方安放金屬板(材質:不鏽鋼),再以薄膜單元內之電極不移動之方式施加壓力,以維持該狀態,藉此製作薄膜單元型電氣雙層電容器。
如上所述地,就各評價用樣本,分別製作薄膜單元型電氣雙層電容器,接著藉以下方法,測量靜電容量及內部電阻。
<電氣雙層電容器之性能評價(靜電容量及內部電阻)>
藉50mA之定電流充電薄膜單元型電氣雙層電容器到2.5V。然後,進一步維持10分鐘充電狀態後,藉10mA之定電流進行放電。由獲得之充放電特性求得靜電容量。接著,對薄膜單元型電氣雙層電容器,藉50mA之定電流進行到2.5V之充電10分鐘後,藉500mA之定電流進行放電。由獲得之充放電特性求得內部電阻。
表1中,比較了有壓凸品及無壓凸品之特性。
由表1之結果可知,比較例1之被覆鋁材之中央部幾乎未生成中介層之鋁碳化物。
另一方面,實施例1至6之被覆鋁材之中央部與比
較例1相比,中介層之鋁碳化物生成量增加。因此,可知在被覆鋁材之中央部,鋁材與被覆層之密接性亦提高。
由表1之結果可知,實施例1至6之被覆鋁材的靜電容量及內部電阻值與比較例1相比,顯示相同之值。即,可知雖然被覆鋁材在最外層之至少其中一表面形成有凹凸部,但是靜電容量及內部電阻顯示與未形成凹凸部之比較例1相同之值。
實施例1至6之被覆鋁材之靜電容量及內部電阻幾乎沒有影響,因此可說是可作為電極結構體使用。
本發明之被覆鋁材具有鋁材,形成在前述鋁材表面上之被覆層,及形成在前述鋁材與前述被覆層之間且含有鋁元素及碳元素之中介層,而前述中介層係形成在前述鋁材表面至少一部份區域,且包含鋁之碳化物,又前述被覆鋁材,由於在一面或兩面具有凹凸部,故積層片狀鋁材時,或使鋁材捲成卷狀而形成帶狀時,鋁材與被覆層可充分地密接。
1‧‧‧鋁材
2‧‧‧被覆層
3‧‧‧中介層
4‧‧‧凹凸部
21‧‧‧表面部份
41‧‧‧凹部
42‧‧‧凸部
Claims (12)
- 一種被覆鋁材,具有:鋁材;形成在前述鋁材表面上的被覆層;及形成在前述鋁材與前述被覆層之間的中介層,且其含有鋁元素及碳元素;該被覆鋁材之特徵在於:(1)前述中介層係形成在前述鋁材表面至少一部份區域,且其包含鋁之碳化物;及(2)前述被覆鋁材在一面或兩面形成有凹凸部。
- 如請求項1之被覆鋁材,其中前述凹凸部中,該凹凸部之谷部至山部的高度係1μm以上且300μm以下。
- 如請求項1之被覆鋁材,其中前述凹凸部之表面粗度Ra係0.3μm以上且10μm以下。
- 如請求項1至3中任一項之被覆鋁材,其中前述凹凸部之形狀係點、梨皮花紋、格子、條紋、龜甲、布紋、絲綢紋、縐綢、波狀或縐紗中任一者。
- 如請求項4之被覆鋁材,當前述凹凸部之形狀為布紋、條紋或縐紗時,相鄰接之筋狀的該凹部間的距離係1μm以上且100mm以下。
- 如請求項4之被覆鋁材,當前述凹凸部之形狀為點時,相鄰接之點狀的該凹部間的距離係1μm以上且100mm以下。
- 如請求項1至6中任一項之被覆鋁材,其中前述被覆層係含碳之層或含無機物之層。
- 如請求項1至6中任一項之被覆鋁材,其中前述被覆鋁材係用以構成電極結構體者。
- 如請求項8之被覆鋁材,其中前述電極結構體係電容器之集電體或電極。
- 如請求項8之被覆鋁材,其中前述電極結構體係電池之集電體或電極。
- 一種被覆鋁材之製造方法,包含以下步驟:被覆層形成步驟,係在鋁材表面形成被覆層;及加熱步驟,係在含有含烴物質之空間配置形成有被覆層的鋁材並加熱;其中前述被覆層形成步驟包含凹凸部形成步驟,該凹凸部形成步驟係在鋁材或形成有被覆層的鋁材之一面或兩面形成凹凸部。
- 如請求項11之被覆鋁材之製造方法,其中前述凹凸部形成步驟係藉壓凸加工以形成凹凸部,且該凹凸部之谷部至山部之高度為1μm以上且300μm以下。
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