TWI496684B - 塗覆有導電物之鋁材及其製造方法 - Google Patents

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Description

塗覆有導電物之鋁材及其製造方法
本發明係關於一般將鋁材表面利用導電物被覆的塗覆有導電物之鋁材及其製造方法，特定而言，係關於各種電容器的集電體、電極、或各種電池的集電體、電極等所使用的塗覆有導電物之鋁材及其製造方法。
自習知起，當將鋁材直接使用為集電體與電極的材料時，便將在鋁材表面所形成的氧化被膜鈍態化，結果將導致表面導電性降低，會有絕緣化的問題。為解決此項問題，便有採取藉由在鋁材表面上施行碳塗佈，而改善表面導電性的手法。
例如日本專利特開2000-164466號公報(以下稱「專利文獻1」)所揭示，利用真空蒸鍍法在鋁材表面上形成碳膜的方法。具體而言，在專利文獻1就電容器或電池所使用電極的製造方法，有記載：在由鋁所形成的集電體上，設置碳中間膜，並在其上面，將由活性碳、碳黑、及屬於黏結劑的甲基纖維素進行混合，而呈糊膏狀的混合材料所構成活性物質層，當作導電物並施行被覆。
然而，依上述方法所獲得複合材料，因為係由屬於導電物的碳粒子本身載持於屬於基材的鋁材表面上構成，因而當長期暴露於高溫、高濕度環境中之時，環境中所含有的水分會侵入於碳粒子間，並在碳粒子與鋁材的界面處引發水合反應。且，當將該複合材料使用於電容器或電池時，多數情況會有電容器或電池中所含有的腐蝕成分，使上述水合反應加速進行。
例如專利文獻1所揭示利用真空蒸鍍法載持碳粒子的集電體與電極，會因上述水合反應所形成氫氧化物的影響，造成屬於導電物的碳粒子其中一部分脫離於鋁材表面，導致導電性降低。
再者，專利文獻1中，雖使用黏結劑將屬於導電物的碳粒子固著，但因長期間使用，不僅黏結劑本身的特性會劣化，且亦會因產生上述水合反應，結果導致導電性降低。
緣是，本發明目的在於提供：即便在高濕條件下使用時，仍不會因水分，而使擔保表面導電性的導電物從鋁材上剝離，頗適用為集電體與電極之材料的塗覆有導電物之鋁材及其製造方法。
本發明者經深入鑽研，結果獲得以下發現。本發明者思考若為將含導電物層形成於鋁材表面上，而在未使用碳粒子的情況下，依含有呈導電性物質的方式構成含導電物層，則或可抑制上述水合反應。即，本發明者認為若含導電物層係將有機物層形成於鋁材表面上，並在該有機物層中，將碳先質當作呈導電性物質並含有，而構成含導電物層便可。
具體而言，在未如習知般的使用碳粒子情況下，首先在鋁材表面上形成樹脂層。然後，在含有含烴物質的空間中，藉由對已在其表面上形成樹脂層的鋁材施行加熱，而在鋁材表面上所形成之樹脂層，於該加熱步驟後會殘存並成為有機物層。該有機物層具有非常緻密的構造。藉由此緻密的構造，當長期間暴露於高溫度、高濕度環境中時，可抑制環境中所含的水分侵入。此外，因為該有機物層係含有碳先質，因而藉由該碳先質的存在，即便在鋁材表面上未載持碳粒子，仍可確保導電性。結果，相較於習知碳被覆鋁材之下，發現可抑制與高濕度環境中的水分間之水合反應，俾可確保導電性。根據此種發明者的發現，遂完成本發明。
依照本發明的塗覆有導電物之鋁材，係具備有：鋁材、在該鋁材表面上所形成的有機物層、以及介設層；該介設層係在鋁材與有機物層之間，形成於鋁材表面至少其中一部分區域，且含有鋁的碳化物；其中，有機物層係含有導電物的碳先質。
本發明的塗覆有導電物之鋁材中，首先形成於鋁材與有機物層之間，且含有鋁之碳化物的介設層，係具有提高鋁材表面、與在鋁材表面上所形成有機物層間之密接性的作用。又，因為有機物層具有非常緻密的構造，因而可抑制與高濕度環境中的水分間之水合反應。且，藉由在有機物層中存在碳先質，即使鋁材表面上未載持碳粒子，仍可確保導電性。
本發明的塗覆有導電物之鋁材中，有機物層中所含的碳先質，較佳係至少含有碳與氫元素，且含有類似石墨的成分或類似非晶碳的成分。換言之，在本發明的塗覆有導電物之鋁材中，有機物層中所含的碳先質係至少含有碳與氫元素，且依照拉曼分光法所檢測得拉曼光譜中，在拉曼位移1350cm-1 附近或1580cm-1 附近具有拉曼散射強度尖峰。
藉由使此種碳先質含於有機物層中，便可形成呈導電性的有機物層。
再者，本發明的塗覆有導電物之鋁材中，有機物層較佳係由不會因在450℃以上且未滿660℃的溫度範圍，並依1小時以上且100小時以下範圍內施行加熱而揮發的物質形成。
有機物層係藉由如上述物質形成，便可形成缺陷與龜裂較少的構造。
再者，具有依照本發明上述任一特徵的塗覆有導電物之鋁材，較佳係使用於供構成電極構造體。
上述電極構造體較佳係使用於構成電容器的集電體與電極。藉此，便可提高電容器的電容特性、內電阻特性、充放電特性、及壽命。電容器係可例示如雙電荷層電容器、鋁電解電容器、功能性固態電容器等。
再者，上述電極構造體較佳係供為構成電池的集電體與電極而使用。藉此，便可提高電池的電容特性、內電阻特性、充放電特性、及壽命。電池係可例示諸如鋰離子電池等二次電池。
依照本發明的塗覆有導電物之鋁材的製造方法係包括有以下步驟：
(A)在鋁材表面上形成樹脂層的樹脂層形成步驟；
(B)將已形成樹脂層的鋁材，配置於含有含烴物質的空間中，藉由施行加熱，而形成含有碳先質之有機物層的有機物層形成步驟。
本發明的製造方法並不需要如專利文獻1所記載般的為確保密接性而設置碳中間膜，且在塗佈後亦未必一定需要施行諸如乾燥與壓接等一連串的步驟。在鋁材表面上形成樹脂層後，再將鋁材配置於含有含烴物質的空間中，藉由施行加熱的簡單步驟，不僅可將鋁材表面利用含碳先質的有機物層進行被覆，並可在鋁材與有機物層間形成含有鋁的碳化物之介設層。藉此可提高鋁材與有機物層間之密接性。
再者，本發明製造方法中，在鋁材表面上形成樹脂層後，再將鋁材與樹脂層配置於含有含烴物質的空間中，並藉由施行加熱，便使有機物層形成於鋁材表面上。在有機物層形成步驟中，樹脂層係在含有含烴物質的環境中施行加熱，但並未完全氧化、消失，而是形成含有碳先質的有機物層。藉此，形成在鋁材表面上存在有呈導電性的有機物層。
因為在鋁材表面上所形成的有機物層係具有非常緻密的構造，因而可抑制與高濕度環境中的水分間之水合反應。且，藉由在有機物層中存在碳先質，即便鋁材表面上未載持碳粒子，仍可確保導電性。
本發明塗覆有導電物之鋁材的製造方法中，樹脂層形成步驟較佳係包括有將樹脂與溶劑相混合的步驟。
藉由包括有該混合步驟，便可在鋁材表面上形成均勻的樹脂層，並將後續步驟所形成的有機物層均勻地形成於鋁材表面上。藉此，在鋁材表面上形成均勻且具有緻密構造的有機物層，鋁材表面的任何地方均可抑制與高濕度環境中的水分間之水合反應。
再者，本發明塗覆有導電物之鋁材的製造方法中，有機物層形成步驟較佳係依450℃以上且未滿660℃的溫度範圍實施。
依如上述，根據本發明，因為在鋁材表面上具備有機物層，因此當長期間暴露於高溫度、高濕度環境中之時，仍可抑制環境中所含的水分侵入。又，因為該有機物層係含有碳先質，因而藉由該碳先質的存在，即便鋁材表面未載持碳粒子，仍可確保導電性。結果，相較於習知塗覆有導電物之鋁材之下，可抑制與高濕度環境中的水分間之水合反應，俾可確保導電性，在較習知更高溫度、高濕度的嚴苛環境中，仍可長期間使用本發明的塗覆有導電物之鋁材。
以下，針對本發明實施形態，根據圖式進行說明。
如圖1所示，本發明一實施形態，根據塗覆有導電物之鋁材的截面構造，鋁材一例係在鋁箔1之表面上形成有機物層2。在鋁箔1與有機物層2之間，形成含有鋁元素與碳元素的介設層3。介設層3係形成於鋁箔1表面至少其中一部分區域中，含有鋁的碳化物(例如Al4 C3 )。有機物層2係含有碳先質。有機物層2係若有直接密接於鋁箔1的部分，亦會有隔著介設層3密接於鋁箔1的部分。有機物層2係藉由直接密接於鋁箔1，而具有充分的密接性，但藉由介設層3的存在，便可使有機物層2更牢固地密接於鋁箔1。
如圖1所示，一實施形態的有機物層2至少其中一部分，係附著於介設層3其中一部分區域上。亦可在鋁箔1表面上所形成的有機物層2其中一部分，係附著於介設層3其中一部分區域上的表面上，而有機物層2的其餘部分並非附著於介設層3的表面上，而是直接附著於未形成介設層3的鋁箔1表面上。另外，如圖1所示，複數介設層3係在鋁箔1的表面上相互間隔開間隔形成島狀，但亦可相互鄰接形成島狀。
圖1所示本發明的塗覆有導電物之鋁材，首先在鋁箔1與有機物層2間所形成且含有鋁之碳化物的介設層3，係具有提高鋁箔1表面、與在鋁箔1表面所形成有機物層2間之密接性的作用。此項作用的結果，即便在高濕度條件下，仍可抑制水分入侵於鋁箔1與有機物層2之間。
另外，在鋁箔1表面所形成的有機物層2中所含碳先質，較佳係至少含有碳與氫元素，且較佳係含有類似石墨的成分、或類似非晶碳的成分。另外，利用後述加熱步驟，推測在鋁箔1表面所形成的樹脂層會轉變為碳先質。
具有上述構造的本發明塗覆有導電物之鋁材，在依下述所規定的鹽酸剝離試驗中，截至有機物層2從鋁箔1上完全剝離為止的時間係越長越好。
＜鹽酸剝離試驗＞
將寬10mm、長100mm的細方塊狀塗覆有導電物之鋁材，浸漬於80℃、1M(M係指體積莫耳濃度[mol/升])鹽酸溶液中，並測定截至有機物層從鋁材上完全剝離的時間。
該時間越長，成為導電體的有機物層便可長期間安定地密接於鋁材。
本發明一實施形態，已形成有機物層2且當作基材用的鋁材(上述實施形態中的一例係鋁箔1)，並無特別的限定，可使用純鋁或鋁合金。此種鋁材的鋁純度係根據「JIS H2111」所記載方法測得的值，較佳達98質量%以上。本發明所使用的鋁材係涵蓋就組成，在必要範圍內經添加諸如鉛(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、或者經限定上述不可避免的雜質元素含有量之鋁。鋁材厚度並無特別的限定，若屬於箔的話則較佳設為5μm以上且200μm以下，若屬於板的話則較佳設為超過200μm且3mm以下範圍內。
上述鋁材係可使用依照公知方法製得物。例如將經調整上述具有既定組成的鋁或鋁合金之熔液，再將其施行鑄造而獲得的鑄塊，施行適當的均質化處理。然後，藉由對該鑄塊施行熱軋與冷軋，便可獲得鋁材。另外，在上述冷軋步驟的途中，亦可於150℃以上且400℃以下範圍內施行中間退火處理。
依照本發明具有上述任一特徵的塗覆有導電物之鋁材，最好使用於供構成電極構造體用。
上述電極構造體較佳係使用於供構成電容器的集電體與電極用。藉此，便可提高電容器的電容特性、內電阻特性、充放電特性、及壽命。電容器係可例示如：雙電荷層電容器、鋁電解電容器、功能性固態電容器等。
再者，上述電極構造體較佳係使用於供構成電池的集電體與電極。藉此，便可提高電池的電容特性、內電阻特性、充放電特性、及壽命。電池係可例示如鋰離子電池等二次電池。
根據本發明的塗覆有導電物之鋁材的製造方法一實施形態，首先，在鋁箔1表面上形成樹脂層(樹脂層形成步驟)。接著，將已形成樹脂層的鋁箔1配置於含有含烴物質的空間中，再藉由施行加熱，而形成含有含碳先質的有機物層(有機物層形成步驟)。藉由該有機物層形成步驟，便如圖1所示，在鋁箔1的表面上形成有機物層2。
本發明的製造方法，並不需要如專利文獻1所記載般的為能確保密接性而設置碳中間膜，且經塗佈後，亦未必一定要施行諸如乾燥與壓接之類的一連串步驟。在鋁箔1的表面上形成樹脂層後，便將鋁箔1配置於含有含烴物質的空間中，利用施行加熱的簡單步驟，不僅可將鋁箔1的表面利用有機物層2進行被覆，亦可在鋁箔1與有機物層2之間形成含有鋁之碳化物的介設層3。藉此，如圖1所示，可提高鋁箔1與含碳先質的有機物層2間之密接性。
再者，本發明製造方法，於樹脂層形成步驟中在鋁箔1表面上形成樹脂層後，再於有機物層形成步驟中，將鋁箔1與樹脂層配置於含有含烴物質的空間中，藉由施行加熱，便如圖1所示，使有機物層2形成於鋁箔1的表面上。在有機物層形成步驟中，樹脂層係在含有含烴物質的環境中施行加熱，但並未完全地氧化、消失，而是成為含有碳先質的有機物層2。藉此，便可對有機物層2賦予導電性。
再者，因為有機物層2具有非常緻密的構造，因此藉由在鋁箔1表面上存在有機物層2，便可抑制與高濕度環境中的水分間之水合反應。藉此，成為在較習知更高溫度、高濕度的嚴苛環境中，仍可長期間使用的塗覆有導電物之鋁材。
本發明塗覆有導電物之鋁材的製造方法中，樹脂層形成步驟較佳係包括有將樹脂與溶劑相混合的步驟(混合步驟)。
藉由包括有該混合步驟，便可在鋁箔1的表面上均勻地形成樹脂層，並將經由後續步驟所形成的有機物層2，均勻地形成於鋁箔1的表面上。藉此，便在鋁箔1的表面上均勻地形成具有緻密構造的有機物層2，即便鋁箔1表面的任何地方，均可抑制與高濕度環境中的水分間之水合反應。
另外，在能形成均勻的樹脂層的前提下，就混合方法與混合時間均無特別的限定。所添加的溶劑量，係相對於樹脂添加量較佳在50質量%以下。
樹脂層形成步驟中所使用的樹脂並無特別的限定，可舉例如：聚乙烯醇系、聚乙烯丁醛系、環氧系、具有芳香族等環狀構造的樹脂(例如酚系)、丙烯酸系等樹脂，較佳為酚系樹脂。此外，樹脂係就特性面而言，較佳係使用在烴環境下，於450℃以上且未滿660℃溫度範圍內，不會因施行1小時以上且100小時以下範圍的加熱而揮發之樹脂。理由係若在有機物層形成步驟中出現有機物層揮發，有機物層2便會發生缺陷或龜裂，在缺損部分容易形成介設層3，結果無法獲得抑制水合反應的作用效果。
在樹脂層形成步驟中適合使用的溶劑並無特別的限定，較佳為樹脂的親溶劑(樹脂較容易溶解的溶劑)。例如當樹脂係使用油溶性樹脂的情況，便有如甲基異丁酮、甲苯、甲乙酮等。
上述樹脂層形成步驟中，在鋁箔1的表面上形成樹脂層的方法，係只要將使用樹脂與適當溶劑調製為漿狀、液體狀物，利用諸如塗佈、浸塗等方法附著於鋁箔1的表面上便可，或者將調製為固態狀物，依粉末形態施行散佈、擠壓、熱壓接等方法，而附著於鋁箔1的表面上。亦可使上述樹脂層附著於鋁箔1表面上之後，在施行加熱處理前，便依20℃以上且300℃以下範圍內的溫度施行乾燥。
再者，本發明塗覆有導電物之鋁材中，有機物層2係只要形成於鋁箔1的至少單面上便可，且厚度較佳在0.01μm以上且10mm以下範圍內。另外，有機物層係可形成於鋁材整面上，但配合最後所欲獲得用途，亦可在鋁材表面其中一部分設置未形成有機物層的部分(例如為與端子相連接，而在鋁材端部設置沒有形成有機物層部分的情況等)。
本發明塗覆有導電物之鋁材的製造方法一實施形態，所使用的含烴物質種類並無特別的限定。含烴物質的種類係可舉例如：甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、異丁烷及戊烷等烷烴系烴；乙烯、丙烯、丁烯及丁二烯等烯烴系烴；乙炔等乙炔系烴等、或該等烴的衍生物。該等烴之中，諸如甲烷、乙烷、丙烷等烷烴系烴，最好在對鋁材施行加熱的步驟中呈氣體狀。更佳係甲烷、乙烷及丙烷中任一種烴。特佳的烴係甲烷。
再者，含烴物質係在本發明製造方法中可依液態、氣態等任一狀態使用。含烴物質係只要存在於鋁材所存在的空間中便可，可依任何方法導入於配置鋁材的空間中。例如當含烴物質係氣體狀的情況(諸如甲烷、乙烷、丙烷等)，只要在施行鋁材之加熱處理的密閉空間中，單獨填充或與惰性氣體一起填充含烴物質便可。又，當含烴物質係液體的情況，亦可依使在該密閉空間中進行氣化的方式，單獨填充或與惰性氣體一起填充含烴物質。
在對鋁材施行加熱的步驟中，加熱環境的壓力並無特別的限定，可為常壓、減壓或加壓下。又，壓力的調整係可在保持某一定加熱溫度期間實施，或在升溫至某一定加熱溫度的升溫中、或從某一定加熱溫度起進行降溫中等任何時間點實施。
被導入於對鋁材施行加熱之空間中的含烴物質質量比率並無特別的限定，通常係相對於鋁100質量份，依碳換算值計，較佳設為0.1質量份以上且50質量份以下範圍內，更佳設為0.5質量份以上且30質量份以下範圍內。
在對鋁材施行加熱的步驟中，加熱溫度係只要配合屬於加熱對象物的鋁材組成等再適當設定便可，通常較佳係依450℃以上且未滿660℃範圍內、更佳係530℃以上且未滿620℃以下範圍內實施。但，本發明的製造方法中，並非排除依未滿450℃的溫度對鋁材施行加熱，而是只要依至少超過300℃的溫度對鋁材施行加熱便可。
加熱時間係依加熱溫度等而異，一般係1小時以上且100小時以下範圍內。
當加熱溫度達400℃以上時，較佳係將加熱環境中的氧濃度設為1.0體積%以下。若加熱溫度達400℃以上，且加熱環境中的氧濃度超過1.0體積%，則鋁材表面的熱氧化被膜會肥大，會有導致鋁材表面電阻值增加的可能性。
再者，亦可在加熱處理前便對鋁材表面施行粗面化。粗面化方法並無特別的限定，可採用諸如洗淨、蝕刻、研磨等公知技術。
(實施例)
依照以下的實施例1~5及比較例1~2，將鋁箔1使用為基材並進行塗覆有導電物之鋁材的製作。
(實施例1~5)
相對於表1中「樹脂層形成步驟所使用的樹脂」所示各種樹脂1質量份，添加表1中「溶劑」所示各種溶劑4質量份，並進行混合，經溶解，獲得固形份20質量%的塗佈液。另外，實施例2~5中，「溶劑」的甲苯與甲乙酮混合溶劑混合比係1：1。
將該等塗佈液塗佈於厚度50μm且純度99.3質量%的鋁箔雙面上，藉此形成樹脂層，再依溫度150℃施行30秒鐘乾燥(樹脂層形成步驟)。另外，經乾燥後的樹脂層厚度係單面側1~3μm。然後，將雙面已形成樹脂層的鋁箔，在甲烷氣體環境中依溫度550℃保持10小時，藉此便形成有機物層(有機物層形成步驟)。依此製得本發明塗覆有導電物的鋁材。
經觀察所獲得實施例1~5的本發明塗覆有導電物之鋁材的截面，結果可確認到在鋁箔1表面上有形成有機物層2。
另外，截面的觀察係使用掃描式電子顯微鏡(SEM)實施。
一例係針對實施例4的塗覆有導電物之鋁材試料截面，經利用掃描式電子顯微鏡(SEM)進行觀察的照片，如圖2所示。照片的倍率係10000倍。
如圖2所示，得知塗覆有導電物之鋁材中，有機物層(相對的呈色澤較濃部分)具有非常緻密的構造狀態。
再者，為觀察實施例4的塗覆有導電物之鋁材的介設層3，便使用溴-甲醇混合溶液將鋁部分予以溶解，且針對所殘存介設層3的表面，經利用SEM直接進行觀察的照片，如圖3所示。即，圖3所示係圖1中，針對經去除鋁箔1而露出的介設層3表面，從介設層3朝有機物層2觀察背面的照片。圖3中，照片的倍率係依箭頭順序分別為3000倍、10000倍、15000倍。
如圖3所示，得知在塗覆有導電物之鋁材中，於鋁箔表面至少其中一部分的區域中，多數介設層呈島狀分散形成狀態。
再者，相關實施例4的塗覆有導電物之鋁材，利用依照拉曼分光法(測定裝置名：RENISHAW公司製的顯微拉曼裝置Ramascope1000)所檢測到的拉曼光譜，確認有機物層中所含的成分，結果在拉曼位移1350cm-1 附近有檢測到相當於非晶碳的拉曼散射強度尖峰，且在拉曼位移1580cm-1 附近有檢測到相當於石墨的拉曼散射強度尖峰。該拉曼光譜係如圖4所示。
如圖4所示，因為有檢測到判斷屬非晶碳成分與石墨成分的拉曼散射強度尖峰，因此推測在本發明的塗覆有導電物之鋁材中，於有機物層中有存在碳先質。
(比較例1)
藉由使平均粒徑20nm的碳黑粒子1質量份，分散於表1中「溶劑」所示的丁醇中，而形成固形份20質量%的塗佈液，獲得固形份20質量%之含碳黑粒子的塗佈液。將該塗佈液塗佈於厚度50μm且純度99.3質量%的鋁箔雙面上，依溫度150℃施行30秒鐘乾燥(對應於樹脂層形成步驟的步驟)。另外，經乾燥後的含碳黑粒子層的厚度係單面為1μm。然後，將雙面已形成含碳黑粒子層的鋁箔，在甲烷氣體環境中，依溫度550℃保持10小時，藉此便形成含碳層(對應於有機物層形成步驟的步驟)。依此，便製得比較例1的塗覆有導電物之鋁材。本比較例的製造方法，係取代本發明製造方法中的樹脂層形成步驟，改為施行形成使碳黑粒子利用溶劑分散之含碳黑粒子層的步驟。
(比較例2)
藉由使平均粒徑20nm的碳黑粒子2質量份，與表1中「樹脂層形成步驟所使用的樹脂」所示聚氯乙烯系樹脂(此情況，具有碳黑粒子的黏結劑作用)1質量份相混合，並分散於表1中「溶劑」所示的甲苯與甲乙酮混合溶劑(混合比1：1)中，而形成對應於樹脂層形成步驟的步驟所使用塗佈液，獲得固形份20質量%之含碳黑粒子的塗佈液。將該塗佈液塗佈於厚度50μm且純度99.3質量%的鋁箔雙面上，依溫度150℃施行30秒鐘乾燥(對應於樹脂層形成步驟的步驟)。另外，經乾燥後的含碳黑粒子層的厚度係單面為1μm。然後，將雙面已形成含碳黑粒子層的鋁箔，在甲烷氣體環境中，依溫度550℃保持10小時，藉此便形成含碳層(對應於有機物層形成步驟的步驟)。依此，便製得比較例2的塗覆有導電物之鋁材。本比較例的製造方法，係取代本發明製造方法中的樹脂層形成步驟，改為施行形成使碳黑粒子與黏結劑利用溶劑分散之含碳黑粒子層的步驟。
[評估]
依實施例1~5、比較例1~2所獲得塗覆有導電物之鋁材中，針對有機物層2(比較例1~2為含碳層)的導電性試驗、塗覆有導電物之鋁材經時可靠度試驗(鹽酸剝離試驗、水合反應試驗)的結果，如表1所示。另外，評估條件係如下。
[導電性試驗]
所製得實施例1~5、比較例1~2的塗覆有導電物之鋁材，就導電性係依如下施行評估。首先，從所製得實施例1~5、比較例1~2的塗覆有導電物之鋁材中，切斷為寬20mm、長100mm的矩形狀試料，當作試驗試料並準備。使用砂紙，對該試料其中一部分，將表層的導電物層刮落。對依此所製得試驗試料的鋁部與導電物層各表面，使用測試儀(三和電氣計器(股)製DIGITAL MULTIMETER PM5)的導電導通檢查模式，壓抵各端子進行導電性確認。評估結果如表1中的「導電性」所示。
[經時可靠度試驗：鹽酸剝離試驗]
首先，從所製得實施例1~5、比較例1~2的塗覆有導電物之鋁材中，切斷為寬10mm、長100mm的細方塊狀試料，當作試驗試料並準備。然後，將該試驗試料浸漬於80℃、1M(M係指體積莫耳濃度[mol/升])的鹽酸溶液中，測定直到有機物層2(比較例1~2中為含碳層)完全剝離為止的時間。所測得時間係如表1中的「鹽酸剝離時間」所示。
[經時可靠度試驗：水合反應試驗]
首先，從所製得實施例1~5、比較例1~2的塗覆有導電物之鋁材中，切取出寬65mm、長70mm尺寸的矩形狀試料，當作試驗試料並準備。然後，將該試驗試料在經加熱至80℃的純水中浸漬60分鐘，回收因水合反應所產生的氣體，並測定其體積，將該所測得體積視為水合反應的量並施行評估。該量係如表1中的「水合反應量」。
由表1的結果得知，實施例1~5的塗覆有導電物之鋁材，相較於比較例1~2的塗覆有導電物之鋁材，呈現水合反應已受抑制，且有機物層對鋁材呈優異密接性的特性。
此現象證實實施例1~5的塗覆有導電物之鋁材達以下的作用效果。即，實施例1~5的塗覆有導電物之鋁材，係導電物並未含有碳黑粒子，而是在鋁箔1的表面上形成有機物層2。因為該有機物層2具有非常緻密的構造，因此長期暴露於高溫度、高濕度環境中之時，可抑制環境中所含的水分侵入。且，因為該有機物層2係含有碳先質，因而藉由該碳先質的存在，即便在鋁箔1的表面上未載持碳粒子，仍可確保導電性。結果相較於習知塗覆有導電物之鋁材，可抑制與高濕度環境中的水分間之水合反應，並可確保導電性，推測在較習知更高溫、高濕度的嚴苛環境中，本發明的塗覆有導電物之鋁材係可長期間使用。
本次所揭示的實施形態與實施例全部均僅止於例示而已，不應認為係限制事項。本發明的範圍並非以上的實施形態與實施例，而是依照申請專利範圍所示，舉凡在與申請專利範圍屬均等涵義及範疇內的所有修正與變化，均涵蓋於本發明中。
(產業上之可利用性)
藉由使用本發明的塗覆有導電物之鋁材，構成諸如：雙電荷層電容器、鋁電解電容器、功能性固態電容器等電容器的電極或集電體、或者鋰離子電池等二次電池的集電體與電極等電極構造體，便可提高電容器與電池的電容特性、內電阻特性、充放電特性、及壽命。
1．．．鋁箔
2．．．有機物層
3．．．介設層
圖1為本發明一實施形態，塗覆有導電物之鋁材的詳細截面構造示意剖視圖。
圖2為本發明實施例4的試料截面，利用掃描式電子顯微鏡(SEM)所觀察到的照片。
圖3為為了觀察本發明實施例4的試料之介設層，使用溴-甲醇混合溶液將鋁部分予以溶解，並利用SEM直接觀察殘存介設層表面的照片。
圖4為針對本發明實施例4的試料之有機物層，依照拉曼分光法所檢測到的拉曼光譜圖。
1．．．鋁箔
2．．．有機物層
3．．．介設層

Claims (9)

  1. 一種塗覆有導電物之鋁材，係具備有：鋁材；有機物層，其乃形成於上述鋁材表面上；以及介設層，其乃在上述鋁材與上述有機物層之間，形成於上述鋁材表面至少其中一部分區域，且含有鋁的碳化物；其中，上述有機物層係含有碳先質，且不含碳粒子。
  2. 如申請專利範圍第1項之塗覆有導電物之鋁材，其中，上述碳先質係至少含有碳與氫元素，且依照拉曼分光法所檢測得之拉曼光譜中，在拉曼位移1350cm-1 附近或1580cm-1 附近，具有拉曼散射強度之尖峰。
  3. 如申請專利範圍第1項之塗覆有導電物之鋁材，其中，上述有機物層係由不會因在450℃以上且未滿660℃的溫度範圍依1小時以上且100小時以下範圍內施行加熱而揮發的物質所形成。
  4. 如申請專利範圍第1項之塗覆有導電物之鋁材，其中，該塗覆有導電物之鋁材係使用於供構成電極構造體。
  5. 如申請專利範圍第4項之塗覆有導電物之鋁材，其中，上述電極構造體係電容器的集電體與電極。
  6. 如申請專利範圍第4項之塗覆有導電物之鋁材，其中，上述電極構造體係電池的集電體與電極。
  7. 一種塗覆有導電物之鋁材的製造方法，係包括有： 在鋁材表面上形成樹脂層的樹脂層形成步驟；以及將上述已形成樹脂層的鋁材，配置於含有含烴物質的空間中，藉由施行加熱，而形成含有碳先質且不含碳粒子之有機物層的有機物層形成步驟。
  8. 如申請專利範圍第7項之塗覆有導電物之鋁材的製造方法，其中，上述樹脂層形成步驟係包括有將樹脂與溶劑相混合的步驟。
  9. 如申請專利範圍第7項之塗覆有導電物之鋁材的製造方法，其中，上述有機物層形成步驟係依450℃以上且未滿660℃的溫度範圍實施。
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