JP6138007B2 - 導電部材、電極、二次電池、キャパシタ、ならびに、導電部材および電極の製造方法 - Google Patents
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Description
実施例1では、アルミニウムの含有量が99.9質量%、厚みが20μmのアルミニウム材11(JIS 1085)を準備した。アルミニウム材11を、絶縁体の支持台(図示せず)に固定されたアルミニウム製の枠体(図示せず)に設けて、図3に示す被加工材25として、一対の誘導結合型の高周波アンテナ24のほぼ中央部に対向するように取り付けた。次に、プラズマ処理室21内を排気することによって10-3Pa以下の圧力の高真空にした。そして、被加工材25を240℃の温度に保持することにより、被加工材25からガスを充分に排出した。その後、アルゴンと水素の混合ガスをプラズマ処理室21内に導入して、そのガス圧を0.5Paの圧力に調整し、高周波アンテナ24に700Wの高周波電力を供給して放電プラズマを励起させた。この放電プラズマが励起した状態で、被加工材25としてのアルミニウム材11に、波高値が12kV,繰り返し周波数が2kHz,パルス幅が5μsの負のパルス電圧を印加することにより、15分間のイオンボンバードによる表面クリーニングを行った。
電極活物質としての活性炭素粉末を91.5質量部、導電助剤を4.5質量部、20質量%濃度のバインダーを含む水溶液23質量部を加え、その後、1.2質量%に調整した増粘剤カルボキシメチルセルロース水溶液を150質量部加えて混合し、さらに濃度調整のための蒸留水を210質量部添加して、電極活物質を含むペーストを調製した。次に、このペーストを、上記で得られた実施例1の導電部材101の導電性ダイヤモンドライクカーボン層13の片面に塗布し、乾燥させることにより、電極活物質層14を形成して、厚みが45μmの電極100を作製した。
実施例3では、アルミニウムの含有量が99.9質量%、厚みが20μmのアルミニウム材11(JIS 1085)を準備した。アルミニウム材11を、絶縁体の支持台(図示せず)に固定されたアルミニウム製の枠体(図示せず)に設けて、図3に示す被加工材25として、一対の誘導結合型の高周波アンテナ24のほぼ中央部に対向するように取り付けた。次に、プラズマ処理室21内を排気することによって10−3Pa以下の圧力の高真空にした。そして、被加工材25を330〜360℃の温度に保持することにより、被加工材25からガスを充分に排出した。その後、アルゴンと水素の混合ガスをプラズマ処理室21内に導入して、そのガス圧を0.5Paの圧力に調整し、高周波アンテナ24に700Wの高周波電力を供給して放電プラズマを励起させた。この放電プラズマが励起した状態で、被加工材25としてのアルミニウム材11に、波高値が8kV,繰り返し周波数が2kHz,パルス幅が5μsの負のパルス電圧を印加することにより、30分間のイオンボンバードによる表面クリーニングを行った。
実施例3で得られた導電部材101を用いて、実施例2と同様にして電気二重層キャパシタのフィルムセルを作製した。
実施例1にて準備されたアルミニウムの含有量が99.9質量%、厚みが20μmのアルミニウム材11(JIS 1085)を1%フッ酸溶液に浸漬した。その結果、2分経過するとアルミニウム材の腐食によるガスが発生した。
集電体として、日本蓄電器工業株式会社製のエッチドアルミニウム箔(型番50CK)を用いたこと以外は、実施例2と同様にして、厚みが45μmの電極を作製した。
比較例3では、アルミニウムの含有量が99.9質量%、厚みが20μmのアルミニウム材11(JIS 1085)を準備した。アルミニウム材11を、絶縁体の支持台(図示せず)に固定されたアルミニウム製の枠体(図示せず)に設けて、図3に示す被加工材25として、一対の誘導結合型の高周波アンテナ24のほぼ中央部に対向するように取り付けた。次に、プラズマ処理室21内を排気することによって10−3Pa以下の圧力の高真空にした。そして、被加工材25を330〜360℃の温度に保持することにより、被加工材25からガスを充分に排出した。その後、アルゴンと水素の混合ガスをプラズマ処理室21内に導入して、そのガス圧を0.5Paの圧力に調整し、高周波アンテナ24に700Wの高周波電力を供給して放電プラズマを励起させた。この放電プラズマが励起した状態で、被加工材25としてのアルミニウム材11に、波高値が8kV,繰り返し周波数が2kHz,パルス幅が5μsの負のパルス電圧を印加することにより、30分間のイオンボンバードによる表面クリーニングを行った。
比較例3で得られた導電部材を用いて、実施例2と同様にして電気二重層キャパシタのフィルムセルを作製した。
Claims (12)
- アルミニウム材と、
前記アルミニウム材の表面から内部に向かって形成され、ホウ素および窒素の少なくともいずれかとアルミニウムとを含む不動態層と、
前記不動態層の表面に形成された導電性ダイヤモンドライクカーボン層と、
を備えた、導電部材。 - 前記不動態層の厚みが、5nm以上200nm以下である、請求項1に記載の導電部材。
- 前記導電性ダイヤモンドライクカーボン層の厚みが10nm以上300nm以下である、請求項1または請求項2のいずれかに記載の導電部材。
- 当該導電部材が集電体である、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の導電部材。
- 請求項4に記載の導電部材と、
前記導電部材における前記導電性ダイヤモンドライクカーボン層の表面に形成された電極活物質層と、
を備えた、電極。 - 請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の導電部材からなる電極。
- 請求項5または請求項6のいずれかに記載の電極を備えた、二次電池。
- 請求項5または請求項6のいずれかに記載の電極を備えた、キャパシタ。
- ホウ素イオンおよび窒素イオンの少なくともいずれかを含む放電プラズマを発生させた空間にて、アルミニウム材の表面に、前記アルミニウム材を加熱した状態で、ホウ素イオンおよび窒素イオンの少なくともいずれかを注入することにより、ホウ素および窒素の少なくともいずれかとアルミニウムとを含む不動態層を前記アルミニウム材の表面から内部に向かって形成する不動態層形成工程と、
炭素イオンを含む放電プラズマを発生させた空間にて、前記不動態層が形成された前記アルミニウム材の表面に、前記アルミニウム材を加熱した状態で、導電性ダイヤモンドライクカーボン層を形成する導電性ダイヤモンドライクカーボン層形成工程と、
を備えた、導電部材の製造方法。 - 前記不動態層形成工程が、前記アルミニウム材を前記空間に配置し、ホウ素化合物ガスおよび窒素化合物ガスの少なくともいずれかを前記空間に導入した状態で、前記アルミニウム材の少なくとも一方の表面近傍に放電プラズマを発生させ、前記アルミニウム材に負のバイアス電圧を印加することにより、前記アルミニウム材の表面から内部に向かって前記不動態層を形成することを含む、請求項9に記載の導電部材の製造方法。
- 前記導電性ダイヤモンドライクカーボン層形成工程が、前記アルミニウム材を前記空間に配置し、炭素化合物ガスを前記空間に導入した状態で、前記アルミニウム材の少なくとも一方の表面近傍に放電プラズマを発生させ、前記アルミニウム材に負のバイアス電圧を印加することにより、前記不動態層が形成された前記アルミニウム材の表面に前記導電性ダイヤモンドライクカーボン層を形成することを含む、請求項9または請求項10のいずれかに記載の導電部材の製造方法。
- 請求項9から請求項11までのいずれか1項に記載の製造方法によって得られた導電部材における前記導電性ダイヤモンドライクカーボン層の表面に電極活物質層を形成する工程を備えた、電極の製造方法。
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