JPH11250900A - 非水電解液二次電池用電極の製造方法、製造装置、および電極ならびにこの電極を用いた非水電解液二次電池 - Google Patents
非水電解液二次電池用電極の製造方法、製造装置、および電極ならびにこの電極を用いた非水電解液二次電池Info
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- JPH11250900A JPH11250900A JP10045225A JP4522598A JPH11250900A JP H11250900 A JPH11250900 A JP H11250900A JP 10045225 A JP10045225 A JP 10045225A JP 4522598 A JP4522598 A JP 4522598A JP H11250900 A JPH11250900 A JP H11250900A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 集電体と電極層との間のさらなる導電性の向
上を図り、小型、軽量であるとともに、高電圧、且つ、
高エネルギー密度を有する非水電解液二次電池用電極の
製造方法、製造装置、および電極ならびにこれを用いた
非水電解液二次電池を提供する。 【解決手段】 本発明の電極１は、少なくとも、集電体
２と、集電体２上に電極層４を有する非水電解液二次電
池用電極において、集電体２と電極層４との間に形成さ
れた、例えば少なくとも炭素、白金および金のいずれか
１種を含む導電性の被膜層３を有することを特徴とす
る。電極１の作製方法は、例えばスパッタイオンビーム
エッチング装置を用いて集電体２表面のエッチングを行
いつつ、例えば電子ビーム蒸着装置を用いて集電体２上
に炭素などからなる被膜層３を形成することを特徴とす
る。
上を図り、小型、軽量であるとともに、高電圧、且つ、
高エネルギー密度を有する非水電解液二次電池用電極の
製造方法、製造装置、および電極ならびにこれを用いた
非水電解液二次電池を提供する。 【解決手段】 本発明の電極１は、少なくとも、集電体
２と、集電体２上に電極層４を有する非水電解液二次電
池用電極において、集電体２と電極層４との間に形成さ
れた、例えば少なくとも炭素、白金および金のいずれか
１種を含む導電性の被膜層３を有することを特徴とす
る。電極１の作製方法は、例えばスパッタイオンビーム
エッチング装置を用いて集電体２表面のエッチングを行
いつつ、例えば電子ビーム蒸着装置を用いて集電体２上
に炭素などからなる被膜層３を形成することを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は非水電解液二次電池
用電極の製造方法、製造装置、および電極ならびにこれ
を用いた非水電解液二次電池に関し、さらに詳しくは、
集電体に正極活物質層、あるいは負極活物質層を形成し
た電極の製造方法、製造装置に特徴を有する非水電解液
二次電池用電極の製造方法、製造装置、およびこれらの
製造方法あるいは製造装置で作製される電極とこの電極
を用いた非水電解液二次電池に関する。
用電極の製造方法、製造装置、および電極ならびにこれ
を用いた非水電解液二次電池に関し、さらに詳しくは、
集電体に正極活物質層、あるいは負極活物質層を形成し
た電極の製造方法、製造装置に特徴を有する非水電解液
二次電池用電極の製造方法、製造装置、およびこれらの
製造方法あるいは製造装置で作製される電極とこの電極
を用いた非水電解液二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、地球環境に適応した、電気自動車
あるいはハイブリッド車などのＥＶ（（Ｅｌｅｃｔｒｉ
ｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）分野への関心が高まっており、こ
れらの電源用の二次電池では、より小型、軽量、且つエ
ネルギー密度の向上が益々望まれている。
あるいはハイブリッド車などのＥＶ（（Ｅｌｅｃｔｒｉ
ｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）分野への関心が高まっており、こ
れらの電源用の二次電池では、より小型、軽量、且つエ
ネルギー密度の向上が益々望まれている。
【０００３】このような要望に応える二次電池として
は、高電圧、且つ、高エネルギー密度を有するリチウ
ム、ナトリウムおよびアルミニウムなどの金属を負極活
物質として用いる非水電解液二次電池が有望である。特
に、リチウムを用いる非水電解液リチウム二次電池は取
り扱い性が良く、また、高電圧、高エネルギー密度が得
られるので、ＥＶ用の電源として注目を集めている。
は、高電圧、且つ、高エネルギー密度を有するリチウ
ム、ナトリウムおよびアルミニウムなどの金属を負極活
物質として用いる非水電解液二次電池が有望である。特
に、リチウムを用いる非水電解液リチウム二次電池は取
り扱い性が良く、また、高電圧、高エネルギー密度が得
られるので、ＥＶ用の電源として注目を集めている。
【０００４】非水電解液二次電池用電極の構成を、従来
の電極の概略構成断面図を示す図４を参照して以下に説
明する。非水電解液二次電池用の電極１は、集電体２
と、集電体２上に形成された、正極としては正極活物質
などを含む正極層、および負極としては負極活物質など
を含む負極層である電極層４とから構成されている。一
般的には、これらの電極１は集電体２の両面に電極層４
が形成される構造となっている。
の電極の概略構成断面図を示す図４を参照して以下に説
明する。非水電解液二次電池用の電極１は、集電体２
と、集電体２上に形成された、正極としては正極活物質
などを含む正極層、および負極としては負極活物質など
を含む負極層である電極層４とから構成されている。一
般的には、これらの電極１は集電体２の両面に電極層４
が形成される構造となっている。
【０００５】非水電解液二次電池のさらなる高エネルギ
ー密度化を図るためには集電体２と電極層４との間の導
電性の向上を図ることが不可欠であり、電極層４を構成
する活物質に粉末を用いる種類の二次電池では集電体２
に金属箔を使用するのが一般的である。この金属箔であ
る集電体２表面に金属酸化物などが残留していると、電
極層４と集電体２との間の接触抵抗が大となり、この金
属酸化物などを除去して集電体２と電極層４との間の導
電性の向上を図る効果的な方法が望まれていた。
ー密度化を図るためには集電体２と電極層４との間の導
電性の向上を図ることが不可欠であり、電極層４を構成
する活物質に粉末を用いる種類の二次電池では集電体２
に金属箔を使用するのが一般的である。この金属箔であ
る集電体２表面に金属酸化物などが残留していると、電
極層４と集電体２との間の接触抵抗が大となり、この金
属酸化物などを除去して集電体２と電極層４との間の導
電性の向上を図る効果的な方法が望まれていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、集電体と電
極層との間のさらなる導電性の向上を図り、小型、軽量
であるとともに、高電圧、且つ、高エネルギー密度を有
する非水電解液二次電池用電極の製造方法、製造装置、
および電極ならびにこれを用いた非水電解液二次電池を
提供することを課題とする。
極層との間のさらなる導電性の向上を図り、小型、軽量
であるとともに、高電圧、且つ、高エネルギー密度を有
する非水電解液二次電池用電極の製造方法、製造装置、
および電極ならびにこれを用いた非水電解液二次電池を
提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の非水電解液二次
電池用電極の製造方法では、正極活物質として少なくと
もリチウム、ナトリウムおよびアルミニウムのいずれか
１種の金属を含む複合酸化物を含有する正極層を集電体
上に形成した正極、あるいは、負極活物質として少なく
とも炭素、リチウム、ナトリウムおよびアルミニウムの
いずれか１種を含む負極層を集電体上に形成した負極を
作製する非水電解液二次電池用電極の製造方法におい
て、集電体に電極層を形成する工程の前に、減圧雰囲気
中で、プラズマエッチング、例えば平行平板型エッチン
グ、リアクティブイオンエッチング、ＥＣＲ（Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）
エッチング、マグネトロン型エッチングなどのスパッタ
エッチング、およびスパッタイオンビームエッチングお
よびリアクティブイオンビームエッチングなどのイオン
ビームエッチングのいずれか１つの方法を用いて集電体
表面をエッチングするエッチング工程と、導電性を有す
る少なくとも炭素、白金、および金のいずれか１種を含
む被膜層を、例えば蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタ、
イオンプレーティング、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖ
ａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、プラズマＣＶＤお
よびイオン注入のいずれか１つの方法を用いて集電体上
に形成する工程とを有することを特徴とする。この場
合、エッチング工程と、集電体上に形成する工程とを同
時に行うこともできる。
電池用電極の製造方法では、正極活物質として少なくと
もリチウム、ナトリウムおよびアルミニウムのいずれか
１種の金属を含む複合酸化物を含有する正極層を集電体
上に形成した正極、あるいは、負極活物質として少なく
とも炭素、リチウム、ナトリウムおよびアルミニウムの
いずれか１種を含む負極層を集電体上に形成した負極を
作製する非水電解液二次電池用電極の製造方法におい
て、集電体に電極層を形成する工程の前に、減圧雰囲気
中で、プラズマエッチング、例えば平行平板型エッチン
グ、リアクティブイオンエッチング、ＥＣＲ（Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）
エッチング、マグネトロン型エッチングなどのスパッタ
エッチング、およびスパッタイオンビームエッチングお
よびリアクティブイオンビームエッチングなどのイオン
ビームエッチングのいずれか１つの方法を用いて集電体
表面をエッチングするエッチング工程と、導電性を有す
る少なくとも炭素、白金、および金のいずれか１種を含
む被膜層を、例えば蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタ、
イオンプレーティング、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖ
ａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、プラズマＣＶＤお
よびイオン注入のいずれか１つの方法を用いて集電体上
に形成する工程とを有することを特徴とする。この場
合、エッチング工程と、集電体上に形成する工程とを同
時に行うこともできる。
【０００８】本発明の非水電解液二次電池用電極の製造
装置では、正極活物質として少なくともリチウム、ナト
リウムおよびアルミニウムのいずれか１種の金属を含む
複合酸化物の正極層を集電体上に形成する正極、あるい
は、負極活物質として少なくとも炭素、リチウム、ナト
リウムおよびアルミニウムのいずれか１種を含む負極層
を集電体上に形成する負極を作製する手段を有する非水
電解液二次電池用電極の製造装置において、電極層を形
成する手段が、減圧雰囲気中で、プラズマエッチング、
例えば平行平板型エッチング、リアクティブイオンエッ
チング、ＥＣＲエッチング、マグネトロン型エッチング
などのスパッタエッチングおよび例えばスパッタイオン
ビームエッチングおよびリアクティブイオンビームエッ
チングなどのイオンビームエッチングのいずれか一つの
装置を用いて集電体表面をエッチングするエッチング手
段と、導電性を有する少なくとも炭素、白金、および金
のいずれか一種を含む被膜層を、例えば蒸着、電子ビー
ム蒸着、スパッタ、イオンプレーティング、ＣＶＤ、プ
ラズマＣＶＤおよびイオン注入のいずれか１つの装置を
用いて集電体上に形成する手段とを有することを特徴と
する。
装置では、正極活物質として少なくともリチウム、ナト
リウムおよびアルミニウムのいずれか１種の金属を含む
複合酸化物の正極層を集電体上に形成する正極、あるい
は、負極活物質として少なくとも炭素、リチウム、ナト
リウムおよびアルミニウムのいずれか１種を含む負極層
を集電体上に形成する負極を作製する手段を有する非水
電解液二次電池用電極の製造装置において、電極層を形
成する手段が、減圧雰囲気中で、プラズマエッチング、
例えば平行平板型エッチング、リアクティブイオンエッ
チング、ＥＣＲエッチング、マグネトロン型エッチング
などのスパッタエッチングおよび例えばスパッタイオン
ビームエッチングおよびリアクティブイオンビームエッ
チングなどのイオンビームエッチングのいずれか一つの
装置を用いて集電体表面をエッチングするエッチング手
段と、導電性を有する少なくとも炭素、白金、および金
のいずれか一種を含む被膜層を、例えば蒸着、電子ビー
ム蒸着、スパッタ、イオンプレーティング、ＣＶＤ、プ
ラズマＣＶＤおよびイオン注入のいずれか１つの装置を
用いて集電体上に形成する手段とを有することを特徴と
する。
【０００９】本発明の電極は、少なくとも、集電体と、
集電体上に電極層を有する非水電解液二次電池用電極に
おいて、集電体と電極層との間に形成された、例えば少
なくとも炭素、白金および金のいずれか１種を含む導電
性の被膜層を有することを特徴とする。
集電体上に電極層を有する非水電解液二次電池用電極に
おいて、集電体と電極層との間に形成された、例えば少
なくとも炭素、白金および金のいずれか１種を含む導電
性の被膜層を有することを特徴とする。
【００１０】本発明の非水電解液二次電池は、請求項１
４に記載の電極を用いて作製されたことを特徴とする。
４に記載の電極を用いて作製されたことを特徴とする。
【００１１】上述した手段による作用を以下に述べる。
集電体に電極層を形成する前に、集電体表面をプラズマ
エッチング、スパッタエッチングあるいはイオンビーム
エッチングすることにより、集電体表面の酸化膜などが
除去されるとともに、酸化膜などが除去された集電体上
に良好な導電性を有する被膜層が形成されるので、後に
集電体上に形成される電極層との間の導電性の向上を図
ることができる。また、この製造方法または製造装置を
用いて作製した電極を用いて作製された非水電解液二次
電池の高エネルギー密度化を図ることができる。
集電体に電極層を形成する前に、集電体表面をプラズマ
エッチング、スパッタエッチングあるいはイオンビーム
エッチングすることにより、集電体表面の酸化膜などが
除去されるとともに、酸化膜などが除去された集電体上
に良好な導電性を有する被膜層が形成されるので、後に
集電体上に形成される電極層との間の導電性の向上を図
ることができる。また、この製造方法または製造装置を
用いて作製した電極を用いて作製された非水電解液二次
電池の高エネルギー密度化を図ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明は、正極活物質あるいは負
極活物質などを含む電極層を集電体上に形成した非水電
解液二次電池用電極の製造方法、製造装置、および電極
ならびにこれを用いた非水電解液二次電池に適用でき
る。
極活物質などを含む電極層を集電体上に形成した非水電
解液二次電池用電極の製造方法、製造装置、および電極
ならびにこれを用いた非水電解液二次電池に適用でき
る。
【００１３】非水電解液二次電池用電極の構成を、本発
明の電極の概略断面構成図である図１を参照して説明す
る。一般に、非水電解液二次電池を構成する電極１の負
極の集電体２には銅箔、正極の集電体２にはアルミニウ
ム箔などが用いられ、電極１の製造では、圧延、電解精
錬などによって得られた例えば厚さがほぼ２０μｍの金
属箔の集電体２に、例えば６０μｍのスラリー状の活物
質とバインダーなどを混合した塗料を塗布、乾燥させた
後、プレスを行い、集電体２と活物質を含む電極層４と
の平滑化と厚さの均一化を図っている。電極１は、集電
体２の両面に電極層４が形成される構造となっている。
明の電極の概略断面構成図である図１を参照して説明す
る。一般に、非水電解液二次電池を構成する電極１の負
極の集電体２には銅箔、正極の集電体２にはアルミニウ
ム箔などが用いられ、電極１の製造では、圧延、電解精
錬などによって得られた例えば厚さがほぼ２０μｍの金
属箔の集電体２に、例えば６０μｍのスラリー状の活物
質とバインダーなどを混合した塗料を塗布、乾燥させた
後、プレスを行い、集電体２と活物質を含む電極層４と
の平滑化と厚さの均一化を図っている。電極１は、集電
体２の両面に電極層４が形成される構造となっている。
【００１４】本発明はこの電極層４を形成する前に、集
電体２表面をプラズマエッチング、スパッタエッチング
あるいはイオンビームエッチングのいずれか一つの方法
によりエッチングを行い、さらにエッチング面に、良好
な導電性を有する被膜層３を形成することにより、後に
形成される電極層４と集電体２との間の導電性の向上を
図ることを特徴とするものである。
電体２表面をプラズマエッチング、スパッタエッチング
あるいはイオンビームエッチングのいずれか一つの方法
によりエッチングを行い、さらにエッチング面に、良好
な導電性を有する被膜層３を形成することにより、後に
形成される電極層４と集電体２との間の導電性の向上を
図ることを特徴とするものである。
【００１５】以下、電極層４を形成する前に行うエッチ
ング工程について説明する。集電体２表面をエッチング
する第１の方法としては、減圧雰囲気中で反応性ガスを
用いる円筒型プラズマエッチング装置などを用いるプラ
ズマエッチングがある。第２の方法としては、例えば、
減圧雰囲気中で、直流、交流または高周波電界などで不
活性ガスをプラズマ化して試料表面をエッチングする平
行平板型エッチング、リアクティブイオンエッチング、
ＥＣＲエッチング、マグネトロン型エッチング装置など
を用いるスパッタエッチングがある。第３の方法として
は、減圧雰囲気中で不活性ガスのイオンビームを照射す
るスパッタイオンビームエッチング、リアクティブイオ
ンビームエッチング装置などを用いるイオンビームエッ
チングがある。これらのうちのいずれか１つの方法を用
いることができる。
ング工程について説明する。集電体２表面をエッチング
する第１の方法としては、減圧雰囲気中で反応性ガスを
用いる円筒型プラズマエッチング装置などを用いるプラ
ズマエッチングがある。第２の方法としては、例えば、
減圧雰囲気中で、直流、交流または高周波電界などで不
活性ガスをプラズマ化して試料表面をエッチングする平
行平板型エッチング、リアクティブイオンエッチング、
ＥＣＲエッチング、マグネトロン型エッチング装置など
を用いるスパッタエッチングがある。第３の方法として
は、減圧雰囲気中で不活性ガスのイオンビームを照射す
るスパッタイオンビームエッチング、リアクティブイオ
ンビームエッチング装置などを用いるイオンビームエッ
チングがある。これらのうちのいずれか１つの方法を用
いることができる。
【００１６】次に、集電体２表面をエッチングした後
に、集電体２表面に、例えば通常の蒸着法、電子ビーム
蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ
法、プラズマＣＶＤ法およびイオン注入法のいずれか１
つの方法を用いて導電性の被膜層３の形成を行う。
に、集電体２表面に、例えば通常の蒸着法、電子ビーム
蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ
法、プラズマＣＶＤ法およびイオン注入法のいずれか１
つの方法を用いて導電性の被膜層３の形成を行う。
【００１７】また、不活性ガスのイオンビームを用いて
スパッタイオンビームエッチングする工程と、被膜層３
を蒸着により形成する工程とを同時に行うこともでき
る。これを真空成膜装置の概略構成図である図２を参照
して以下に説明する。この真空成膜装置５は、従来の電
子ビームを用いた真空蒸着装置にアルゴンなどのイオン
ビーム照射装置８を付加したものである。すなわち、真
空室６内で真空排気装置７により排気された減圧雰囲気
中で、イオンビーム照射装置８から出射された高速の例
えばアルゴンなどのイオンビーム９を例えばロール状の
アルミニウム箔または銅箔の集電体２上に照射する。同
時に、電子ビーム照射装置１０から例えば炭素、金およ
び白金のいずれかを充填した蒸発源ルツボ１２に電子ビ
ーム１１を照射して、この電子ビーム１１により溶解し
蒸発した蒸発原子１３を集電体２上に蒸着し、被膜層３
を形成する。これにより、エッチング工程と被膜層３を
形成する工程とを同時に行うことができるので、スルー
プットの向上などに寄与することができる。さらに詳し
い説明を以下に述べる。
スパッタイオンビームエッチングする工程と、被膜層３
を蒸着により形成する工程とを同時に行うこともでき
る。これを真空成膜装置の概略構成図である図２を参照
して以下に説明する。この真空成膜装置５は、従来の電
子ビームを用いた真空蒸着装置にアルゴンなどのイオン
ビーム照射装置８を付加したものである。すなわち、真
空室６内で真空排気装置７により排気された減圧雰囲気
中で、イオンビーム照射装置８から出射された高速の例
えばアルゴンなどのイオンビーム９を例えばロール状の
アルミニウム箔または銅箔の集電体２上に照射する。同
時に、電子ビーム照射装置１０から例えば炭素、金およ
び白金のいずれかを充填した蒸発源ルツボ１２に電子ビ
ーム１１を照射して、この電子ビーム１１により溶解し
蒸発した蒸発原子１３を集電体２上に蒸着し、被膜層３
を形成する。これにより、エッチング工程と被膜層３を
形成する工程とを同時に行うことができるので、スルー
プットの向上などに寄与することができる。さらに詳し
い説明を以下に述べる。
【００１８】集電体２は、例えば送りロール１４から送
り出され、ガイドロール１７、１８に支持されながら、
キャンロール１５上で蒸着され、巻き取りロール１６に
巻き取られる。キャンロール１５は集電体２が熱的損傷
を受ける虞がある場合には、冷却機構（不図示）を内蔵
することもできる。このとき蒸発源ルツボ１２から蒸発
した蒸発原子１３は、アルゴンのイオンビーム９により
電離および加速されて集電体２上に蒸着される。また、
集電体２は、ＤＣ電源（不図示）により負に印加されて
いるので、集電体２の表面はアルゴンのイオンビーム９
によりスパッタイオンビームエッチングされる。以上の
工程により、集電体２表面の酸化物および油脂などが除
去され、抵抗成分となる金属酸化物などの生成を防止す
るとともに、さらに、その上に緻密な炭素、白金および
金などの良好な導電性と耐酸化性を有する被膜層３を形
成することができる。したがって、後に形成される電極
層４との間の接触抵抗を低減することができ、この集電
体２、被膜層３および電極層４を用いて構成された電極
１を用いて作製される非水電解液二次電池のエネルギー
密度を大とし、電池特性を向上させることができる。
り出され、ガイドロール１７、１８に支持されながら、
キャンロール１５上で蒸着され、巻き取りロール１６に
巻き取られる。キャンロール１５は集電体２が熱的損傷
を受ける虞がある場合には、冷却機構（不図示）を内蔵
することもできる。このとき蒸発源ルツボ１２から蒸発
した蒸発原子１３は、アルゴンのイオンビーム９により
電離および加速されて集電体２上に蒸着される。また、
集電体２は、ＤＣ電源（不図示）により負に印加されて
いるので、集電体２の表面はアルゴンのイオンビーム９
によりスパッタイオンビームエッチングされる。以上の
工程により、集電体２表面の酸化物および油脂などが除
去され、抵抗成分となる金属酸化物などの生成を防止す
るとともに、さらに、その上に緻密な炭素、白金および
金などの良好な導電性と耐酸化性を有する被膜層３を形
成することができる。したがって、後に形成される電極
層４との間の接触抵抗を低減することができ、この集電
体２、被膜層３および電極層４を用いて構成された電極
１を用いて作製される非水電解液二次電池のエネルギー
密度を大とし、電池特性を向上させることができる。
【００１９】以下、上記の図２を参照して説明した事例
の真空成膜装置５を、正極および負極の集電体２に電極
層４を形成する工程を有する非水電解液二次電池用の電
極１の製造に適用し、これらの電極１を用いて作製した
非水電解液二次電池の実施例と従来の非水電解液二次電
池の比較例について説明する。
の真空成膜装置５を、正極および負極の集電体２に電極
層４を形成する工程を有する非水電解液二次電池用の電
極１の製造に適用し、これらの電極１を用いて作製した
非水電解液二次電池の実施例と従来の非水電解液二次電
池の比較例について説明する。
【００２０】実施例１ 非水電解液二次電池の実施例１として、以下の条件で作
製した。正極として、電極１を以下のように作製した。
圧延によって製造された厚さほぼ２０μｍのアルミニウ
ム箔の集電体２の両面に、真空成膜装置５を用いて、ア
ルゴンのイオンビーム９によりスパッタイオンビームエ
ッチングを行いつつ、炭素を充填した蒸発源ルツボ１２
に電子ビーム１１を照射して蒸着を行い、ほぼ１００ｎ
ｍの炭素からなる被膜層３を形成した。次に、リチウム
マンガンスピネル酸化物粉末の正極活物質と導電助剤と
して黒鉛粉末、炭素粉末をそれぞれ９０、５．９４、
０．０６重量部と結着剤のポリフッ化ビニリデン４重量
部とを混合し、この混合物をＮ−メチル−２−ピロリド
ンに分散させてスラリー状にした電極層４をアルミニウ
ム箔の被膜層３の蒸着面に塗布、乾燥後プレスし帯状の
電極１とした。電極１の成形後の合材厚さはほぼ１４０
μｍである。
製した。正極として、電極１を以下のように作製した。
圧延によって製造された厚さほぼ２０μｍのアルミニウ
ム箔の集電体２の両面に、真空成膜装置５を用いて、ア
ルゴンのイオンビーム９によりスパッタイオンビームエ
ッチングを行いつつ、炭素を充填した蒸発源ルツボ１２
に電子ビーム１１を照射して蒸着を行い、ほぼ１００ｎ
ｍの炭素からなる被膜層３を形成した。次に、リチウム
マンガンスピネル酸化物粉末の正極活物質と導電助剤と
して黒鉛粉末、炭素粉末をそれぞれ９０、５．９４、
０．０６重量部と結着剤のポリフッ化ビニリデン４重量
部とを混合し、この混合物をＮ−メチル−２−ピロリド
ンに分散させてスラリー状にした電極層４をアルミニウ
ム箔の被膜層３の蒸着面に塗布、乾燥後プレスし帯状の
電極１とした。電極１の成形後の合材厚さはほぼ１４０
μｍである。
【００２１】負極として、電極１を以下のように作製し
た。圧延により製造された厚さ１５μｍの銅箔の集電体
２の両面に、真空成膜装置５を用いて、アルゴンのイオ
ンビーム９によりスパッタイオンビームエッチングを行
いつつ、炭素を充填した蒸発源ルツボ１２に電子ビーム
１１を照射して蒸着を行い、約１００ｎｍの被膜層３を
形成した。黒鉛粉末９０重量部の負極活物質と結着剤で
あるポリフッ化ビニリデン１０重量部とを混合し、この
混合物をＮ−メチル−２−ピロリドンに分散させてスラ
リー状にした電極層４を銅箔の被膜層３の蒸着面に塗
布、乾燥後プレスし帯状の電極１とした。電極１の成形
後の合材厚さはほぼ１００μｍである。
た。圧延により製造された厚さ１５μｍの銅箔の集電体
２の両面に、真空成膜装置５を用いて、アルゴンのイオ
ンビーム９によりスパッタイオンビームエッチングを行
いつつ、炭素を充填した蒸発源ルツボ１２に電子ビーム
１１を照射して蒸着を行い、約１００ｎｍの被膜層３を
形成した。黒鉛粉末９０重量部の負極活物質と結着剤で
あるポリフッ化ビニリデン１０重量部とを混合し、この
混合物をＮ−メチル−２−ピロリドンに分散させてスラ
リー状にした電極層４を銅箔の被膜層３の蒸着面に塗
布、乾燥後プレスし帯状の電極１とした。電極１の成形
後の合材厚さはほぼ１００μｍである。
【００２２】実施例２ 非水電解液二次電池の実施例２として、以下の条件で作
製した。正極として、電極１を以下のように作製した。
実施例１の正極と同様な条件で作製し、アルミニウム箔
の集電体２への炭素からなる被膜層３の蒸着厚さを５０
ｎｍとした。
製した。正極として、電極１を以下のように作製した。
実施例１の正極と同様な条件で作製し、アルミニウム箔
の集電体２への炭素からなる被膜層３の蒸着厚さを５０
ｎｍとした。
【００２３】負極として、電極１を以下のように作製し
た。実施例１の負極と同様な条件で電極１を作製し、銅
箔の集電体２への炭素からなる被膜層３の蒸着厚さを５
０ｎｍとした。
た。実施例１の負極と同様な条件で電極１を作製し、銅
箔の集電体２への炭素からなる被膜層３の蒸着厚さを５
０ｎｍとした。
【００２４】比較例 非水電解液二次電池の比較例として、以下の条件で作製
した。正極として、電極１を実施例１と同様な条件で作
製し、アルミニウム箔の集電体２への炭素からなる被膜
層３の蒸着を行わなかったものである。
した。正極として、電極１を実施例１と同様な条件で作
製し、アルミニウム箔の集電体２への炭素からなる被膜
層３の蒸着を行わなかったものである。
【００２５】負極として、電極１を実施例１と同様な条
件で作製し、銅箔の集電体２への炭素からなる被膜層３
の蒸着を行わなかったものである。
件で作製し、銅箔の集電体２への炭素からなる被膜層３
の蒸着を行わなかったものである。
【００２６】電極１の電気抵抗の測定 上記の実施例１，２および比較例の非水電解液二次電池
用の電極１の電気抵抗を測定し、［表１］に結果を示
す。表１から、実施例１，２の電極１は、比較例の電極
１と比較して、集電体２の表面をスパッタイオンビーム
エッチングするとともに、炭素からなる被膜層３を形成
したことにより、電気抵抗が低下することがわかる。
用の電極１の電気抵抗を測定し、［表１］に結果を示
す。表１から、実施例１，２の電極１は、比較例の電極
１と比較して、集電体２の表面をスパッタイオンビーム
エッチングするとともに、炭素からなる被膜層３を形成
したことにより、電気抵抗が低下することがわかる。
【００２７】
【表１】
【００２８】上記の実施例１，２および比較例の非水電
解液二次電池について、放電特性を測定した。放電深度
ＤＯＤ（Ｄｅｐｔｈ ｏｆ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）に対
する放電出力（エネルギー密度）を測定した結果を図３
に示す。
解液二次電池について、放電特性を測定した。放電深度
ＤＯＤ（Ｄｅｐｔｈ ｏｆ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）に対
する放電出力（エネルギー密度）を測定した結果を図３
に示す。
【００２９】上記の結果から、電極１の集電体２に電極
層４を形成する前に、集電体２の金属箔の表面をスパッ
タイオンビームエッチングするとともに、例えば炭素か
らなる被膜層３を蒸着により形成することにより、電極
１の内部抵抗が減少し、この電極１を用いて作製した非
水電解液二次電池の放電特性などが向上し、本発明の有
効性が確認できた。
層４を形成する前に、集電体２の金属箔の表面をスパッ
タイオンビームエッチングするとともに、例えば炭素か
らなる被膜層３を蒸着により形成することにより、電極
１の内部抵抗が減少し、この電極１を用いて作製した非
水電解液二次電池の放電特性などが向上し、本発明の有
効性が確認できた。
【００３０】
【発明の効果】本発明の非水電解液二次電池用電極の製
造方法、製造装置によれば、集電体と電極層との間の導
電性の向上が図られた電極を作製できる。そして、この
電極を用いて作製した非水電解液二次電池は、高エネル
ギー密度化を図ることができる。
造方法、製造装置によれば、集電体と電極層との間の導
電性の向上が図られた電極を作製できる。そして、この
電極を用いて作製した非水電解液二次電池は、高エネル
ギー密度化を図ることができる。
【図１】 本発明の電極の概略構成断面図である。
【図２】 本発明の真空成膜装置を示す概略構成図であ
る。
る。
【図３】 本発明の非水電解液二次電池の放電特性を示
し、ＤＯＤとエネルギー密度の関係図である。
し、ＤＯＤとエネルギー密度の関係図である。
【図４】 従来の電極の概略構成断面図である。
１…電極、２…集電体、３…被膜層、４…電極層、５…
真空成膜装置、６…真空室、７…真空排気装置、８…イ
オンビーム照射装置、９…イオンビーム、１０…電子ビ
ーム照射装置、１１…電子ビーム、１２…蒸発源ルツ
ボ、１３…蒸発原子、１４…送りロール、１５…キャン
ロール、１６…巻き取りロール、１７，１８…ガイドロ
ール
真空成膜装置、６…真空室、７…真空排気装置、８…イ
オンビーム照射装置、９…イオンビーム、１０…電子ビ
ーム照射装置、１１…電子ビーム、１２…蒸発源ルツ
ボ、１３…蒸発原子、１４…送りロール、１５…キャン
ロール、１６…巻き取りロール、１７，１８…ガイドロ
ール
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｍ 10/40 Ｈ０１Ｍ 10/40 Ｚ
Claims (16)
- 【請求項１】 少なくとも、集電体上に電極層を形成す
る工程を有する非水電解液二次電池用電極の製造方法に
おいて、 前記集電体上に前記電極層を形成する工程の前に、 減圧雰囲気中で、プラズマエッチング、スパッタエッチ
ングおよびイオンビームエッチングのいずれか１つの方
法を用いて前記集電体表面をエッチングするエッチング
工程と、 前記集電体表面に導電性を有する被膜層を形成する工程
とを有することを特徴とする非水電解液二次電池用電極
の製造方法。 - 【請求項２】 前記電極層が正極活物質および負極活物
質のいずれか１種を含有することを特徴とする請求項１
に記載の非水電解液二次電池用電極の製造方法。 - 【請求項３】 前記正極活物質が、少なくともリチウ
ム、ナトリウムおよびアルミニウムのいずれか１種の金
属を含む複合酸化物を有することを特徴とする請求項２
に記載の非水電解液二次電池用電極の製造方法。 - 【請求項４】 前記負極活物質が、少なくとも炭素、リ
チウム、ナトリウムおよびアルミニウムのいずれか１種
を含むことを特徴とする請求項２に記載の非水電解液二
次電池用電極の製造方法。 - 【請求項５】 前記エッチング工程と、前記被膜層を形
成する工程とを同時に行うことを特徴とする請求項１に
記載の非水電解液二次電池用電極の製造方法。 - 【請求項６】 前記被膜層を形成する工程が、 真空蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタ、イオンプレーテ
ィング、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤおよびイオン注入のい
ずれか１つの方法を用いることを特徴とする請求項１に
記載の非水電解液二次電池用電極の製造方法。 - 【請求項７】 前記被膜層が少なくとも炭素、白金およ
び金のいずれか１種を含むことを特徴とする請求項１に
記載の非水電解液二次電池用電極の製造方法。 - 【請求項８】 少なくとも、集電体上に電極層を形成す
る手段を有する非水電解液二次電池用電極の製造装置に
おいて、 前記電極層を形成する手段が、 減圧雰囲気中で、プラズマエッチング、スパッタエッチ
ングおよびイオンビームエッチングのいずれか１つの装
置を用いて前記集電体表面をエッチングするエッチング
手段と、 前記集電体表面に導電性を有する被膜層を形成する手段
とを有することを特徴とする非水電解液二次電池用電極
の製造装置。 - 【請求項９】 前記電極層が正極活物質および負極活物
質のいずれか１種を含有することを特徴とする請求項８
に記載の非水電解液二次電池用電極の製造装置。 - 【請求項１０】 前記正極活物質が、少なくともリチウ
ム、ナトリウムおよびアルミニウムのいずれか１種の金
属を含む複合酸化物を有することを特徴とする請求項９
に記載の非水電解液二次電池用電極の製造装置。 - 【請求項１１】 前記負極活物質が少なくとも炭素、リ
チウム、ナトリウムおよびアルミニウムのいずれか１種
を含むことを特徴とする請求項９に記載の非水電解液二
次電池用電極の製造装置。 - 【請求項１２】 前記被膜層を形成する手段が、 真空蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタ、イオンプレーテ
ィング、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤおよびイオン注入のい
ずれか１つの装置を用いることを特徴とする請求項８に
記載の非水電解液二次電池用電極の製造装置。 - 【請求項１３】 前記被膜層が少なくとも炭素、白金お
よび金のいずれか１種を含むことを特徴とする請求項８
に記載の非水電解液二次電池用電極の製造装置。 - 【請求項１４】 少なくとも、集電体と、前記集電体上
に形成された電極層を有する非水電解液二次電池用電極
において、 前記集電体と前記電極層との間に形成された導電性の被
膜層を有することを特徴とする電極。 - 【請求項１５】 前記被膜層が少なくとも炭素、白金お
よび金のいずれか１種を含むことを特徴とする請求項１
４に記載の電極。 - 【請求項１６】 請求項１４に記載の電極を用いて作製
されたことを特徴とする非水電解液二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10045225A JPH11250900A (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | 非水電解液二次電池用電極の製造方法、製造装置、および電極ならびにこの電極を用いた非水電解液二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10045225A JPH11250900A (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | 非水電解液二次電池用電極の製造方法、製造装置、および電極ならびにこの電極を用いた非水電解液二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11250900A true JPH11250900A (ja) | 1999-09-17 |
Family
ID=12713335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10045225A Pending JPH11250900A (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | 非水電解液二次電池用電極の製造方法、製造装置、および電極ならびにこの電極を用いた非水電解液二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11250900A (ja) |
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