JP2001266851A - リチウム二次電池用電極の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 充放電容量が高く、かつ充放電サイクル特性
に優れたリチウム二次電池用電極を安定して製造する。 【解決手段】 気相から原料を供給して薄膜を形成する
方法を用いて、リチウムと合金化する活物質からなる薄
膜をリチウムと合金化しない金属からなる集電体上に形
成するリチウム二次電池用電極の製造方法において、集
電体との界面近傍の薄膜内に集電体成分が拡散してなる
混合層が形成される温度で薄膜を形成することを特徴と
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、新規なリチウム二
次電池用電極を製造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、研究開発が盛んに行われているリ
チウム二次電池は、用いられる電極により充放電電圧、
充放電サイクル寿命特性、保存特性などの電池特性が大
きく左右される。このことから、電極に用いる活物質を
改善することにより、電池特性の向上が図られている。

【０００３】負極活物質としてリチウム金属を用いる
と、重量当たり及び体積当たりともに高いエネルギー密
度の電池を構成することができるが、充電時にリチウム
がデンドライト状に析出し、内部短絡を引き起こすとい
う問題があった。

【０００４】これに対し、充電の際に電気化学的にリチ
ウムと合金化するアルミニウム、シリコン、錫などを電
極として用いるリチウム二次電池が報告されている（So
lidState Ionics,113-115,p57(1998)) 。これらのう
ち、特にシリコンは理論容量が大きく、高い容量を示す
電池用負極として有望であり、これを負極とする種々の
二次電池が提案されている（特開平１０−２５５７６８
号公報）。しかしながら、この種の合金負極は、電極活
物質である合金自体が充放電により微粉化し集電特性が
悪化することから、十分なサイクル特性は得られていな
い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本出願人は、シリコン
を電極活物質とし、良好な充放電サイクル特性を示すリ
チウム二次電池用電極として、ＣＶＤ法またはスパッタ
リング法などの薄膜形成方法により、集電体上に微結晶
シリコン薄膜または非晶質シリコン薄膜を形成したリチ
ウム二次電池用電極を提案している（特願平１１−３０
１６４６号など）。

【０００６】本発明の目的は、このようなシリコン薄膜
などの活物質薄膜を用いたリチウム二次電池用電極であ
って、充放電容量が高く、かつ充放電サイクル特性に優
れたリチウム二次電池用電極を製造する方法を提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、気相から原料
を供給して薄膜を形成する方法を用いて、リチウムと合
金化する活物質からなる活物質薄膜をリチウムと合金化
しない金属からなる集電体上に形成するリチウム二次電
池用電極の製造方法であり、集電体との界面近傍の活物
質薄膜内に集電体成分が拡散してなる混合層が形成され
る温度で上記薄膜を形成することを特徴としている。

【０００８】気相から原料を供給して活物質薄膜を形成
する方法としては、スパッタリング法、ＣＶＤ法、蒸着
法、及び溶射法などが挙げられる。本発明において活物
質として用いられる材料は、リチウムと合金化する材料
であり、例えば、シリコン、ゲルマニウム、錫、鉛、亜
鉛、マグネシウム、ナトリウム、アルミニウム、ガリウ
ム、インジウムなどが挙げられる。

【０００９】上記の薄膜形成方法により薄膜として形成
し易いという観点からは、シリコンまたはゲルマニウム
を主成分とする活物質が好ましい。また、高い充放電容
量の観点からは、シリコンを主成分とする活物質が特に
好ましい。また、活物質薄膜は、非晶質薄膜または微結
晶薄膜であることが好ましい。従って、活物質薄膜とし
ては、非晶質シリコン薄膜または微結晶シリコン薄膜が
好ましく用いられる。非晶質シリコン薄膜は、ラマン分
光分析において結晶領域に対応する５２０ｃｍ ^-1近傍の
ピークが実質的に検出されない薄膜であり、微結晶シリ
コン薄膜は、ラマン分光分析において、結晶領域に対応
する５２０ｃｍ^-1近傍のピークと、非晶質領域に対応す
る４８０ｃｍ^-1近傍のピークの両方が実質的に検出され
る薄膜である。また、非晶質ゲルマニウム薄膜、微結晶
ゲルマニウム薄膜、非晶質シリコンゲルマニウム合金薄
膜、及び微結晶シリコンゲルマニウム合金薄膜も好まし
く用いることができる。

【００１０】本発明において用いられる集電体は、リチ
ウムと合金化しない金属から形成される。リチウムと合
金化しない金属としては、例えば銅などが挙げられる。
本発明においては、集電体と活物質薄膜との界面近傍の
活物質薄膜内に、集電体成分が拡散してなる混合層が形
成される温度で活物質薄膜を形成する。すなわち、活物
質薄膜を形成する際の温度（薄膜形成温度）が高くなる
と、集電体成分が活物質薄膜内に拡散し易くなるので、
本発明においては集電体成分が十分に拡散し、活物質薄
膜内に集電体成分と活物質成分との混合層が十分に形成
される温度で活物質薄膜を形成する。

【００１１】集電体成分が活物質薄膜内に拡散して混合
層が形成されることにより、集電体と活物質薄膜の密着
性が良好になる。また、集電体成分はリチウムと合金化
しない金属成分であるので、このような集電体成分が活
物質薄膜内に拡散することにより、リチウムを吸蔵及び
放出する際の、活物質薄膜の膨張及び収縮が相対的に小
さくなる。このため、活物質薄膜の膨張・収縮に伴う応
力が集電体との界面近傍で小さくなるため、体積の膨張
・収縮による活物質薄膜の集電体からの剥離を防止する
ことができ、集電体と活物質薄膜との密着性をさらに良
好なものにすることができる。

【００１２】このような混合層において、集電体成分の
濃度は集電体との界面近傍において高く、活物質薄膜の
表面に向かうにつれてその濃度が減少していることがわ
かっている。混合層内においてその濃度が連続的に減少
していることから、混合層における集電体成分は、活物
質と固溶体を形成していると考えられる。

【００１３】また、薄膜形成温度を高めると、集電体成
分が過剰に薄膜内に拡散するとともに、集電体成分と活
物質との金属間化合物が形成され易くなる。このような
金属間化合物が形成されると、化合物となった活物質原
子に関し、活物質として作用するサイトが減少して活物
質薄膜の充放電容量が低下する。また金属間化合物の形
成により集電体と活物質薄膜との密着性が悪くなる。従
って、混合層において活物質と集電体成分の金属間化合
物が形成されない温度で、活物質薄膜を集電体上に形成
することが好ましい。このような温度としては、３００
℃未満の温度であることが好ましい。

【００１４】また、本発明においては、活物質薄膜を形
成した後、熱処理を行なってもよい。このような熱処理
を行なうことにより、薄膜内に集電体成分をさらに拡散
することができる。従って、活物質薄膜を形成する際
に、集電体成分を十分に薄膜内に拡散させることができ
ず、十分な厚みの混合層が形成できなかった場合に、こ
のような熱処理を行なうことが好ましい。熱処理は、上
述のように、集電体成分の過剰な拡散により、集電体成
分と活物質との金属間化合物が形成されないような条件
で行なうことが好ましい。このような熱処理の温度とし
ては、６５０℃未満の温度であることが好ましく、さら
に好ましくは４００℃以下である。

【００１５】本発明において、活物質薄膜内に拡散する
集電体成分としては、銅が特に好ましい。このような銅
は、集電体の表面部分から活物質薄膜内に拡散するもの
であるので、集電体の少なくとも表面部分が銅を主成分
としていることが好ましい。

【００１６】本発明において、活物質薄膜をスパッタリ
ング法で形成する場合、活物質の構成原子を含むターゲ
ットに投入する電力密度は、５０Ｗ／ｃｍ² 以下である
ことが好ましく、さらに好ましくは６Ｗ／ｃｍ² 以下で
ある。このとき、電力の投入は、ＤＣ電圧、ＲＦ電圧、
あるいは、パルス電圧の印加のいずれを用いて行なって
もよい。

【００１７】また、本発明においては、集電体上への活
物質薄膜の形成を間欠的に行なうことが好ましい。間欠
的に活物質薄膜を形成することにより、薄膜形成の際の
温度、すなわち薄膜形成において到達する最高温度を低
くすることができる。従って、上記のような金属間化合
物が形成されにくい条件で活物質薄膜を形成することが
できる。間欠的に薄膜を形成する方法としては、集電体
をドラム状のホルダーの外周面上に設置し、該ホルダー
を回転させながら集電体上に活物質薄膜を形成させる方
法が挙げられる。

【００１８】気相から原料を供給して薄膜を形成する薄
膜形成方法における好ましい薄膜形成条件を以下に説明
する。基板温度は、上述のように３００℃未満であるこ
とが好ましい。基板温度が高くなり過ぎると、活物質と
集電体成分の金属間化合物が形成される場合がある。

【００１９】成膜速度は、０．０１ｎｍ／秒（０．１Å
／秒）以上であることが好ましい。成膜速度が低くなり
過ぎると、低温であっても、表面拡散及び再配列の影響
が顕著になり、熱平衡プロセスに近くなるため、金属間
化合物が生じ易くなる。

【００２０】雰囲気圧力（真空度）は、１０^-2〜１０²
Ｐａ程度が好ましい。雰囲気圧力（真空度）がこの範囲
よりも高くなると、粉末状の粒子を堆積したような薄膜
が作製され易くなり、集電体との密着性が悪くなる場合
がある。また、雰囲気圧力（真空度）がこの範囲よりも
低くなると、成膜速度が極端に遅くなり、上述のように
金属間化合物が生じ易くなる。

【００２１】活物質薄膜をスパッタリング法で形成する
場合において、ターゲットに投入する電力密度は、上述
のように５０Ｗ／ｃｍ² 以下であることが好ましく、さ
らに好ましくは６Ｗ／ｃｍ² 以下である。ターゲットに
投入する電力密度が高くなり過ぎると、プラズマからの
輻射熱の影響が大きくなり、金属間化合物が形成し易く
なる。

【００２２】また、スパッタリングガスとしては、シリ
コンなどのターゲット材料と反応しないガスが好まし
く、このような観点からは、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、
Ｘｅ、Ｒｎ等の不活性ガスが好ましい。これらの中で
も、プラズマが発生し易く、スパッタリングの効率が高
いＡｒガスが特に好ましい。

【００２３】また、スパッタリングに用いるターゲット
としては、単結晶あるいは多結晶のターゲットが好まし
く、純度は９９％以上であることが好ましい。これは、
形成する活物質薄膜への不純物の混入が減少するからで
ある。

【００２４】また、薄膜形成を開始する前のチャンバー
内の圧力としては、０．１Ｐａ以下であることが好まし
い。これも、活物質薄膜への不純物の混入を少なくする
ことができるからである。

【００２５】薄膜を形成する前に、基板である集電体に
対してプラズマ照射などの前処理を行なうことが好まし
い。このような前処理のプラズマ照射としては、Ａｒプ
ラズマ照射、水素プラズマ照射などが挙げられる。この
ような前処理を行なうことにより、集電体の表面を清浄
化することができる。このような前処理により、基板の
温度上昇も生じるため、基板温度が３００℃以上となら
ないようにすることが好ましい。

【００２６】また、基板である集電体は、表面を清浄化
するため、薄膜を形成する前に洗浄しておくことが好ま
しい。洗浄剤としては、水、有機溶媒、酸、アルカリ、
中性洗剤及びこれらを組み合わせたものが好ましく用い
られる。

【００２７】薄膜を形成した後、熱処理を行なう場合、
上述のように、熱処理温度は６５０℃未満であることが
好ましく、さらに好ましくは４００℃以下である。熱処
理温度が高くなると、上述のように金属間化合物が形成
され易くなる。

【００２８】また、集電体上への活物質薄膜の形成は、
間欠的に行なうことが好ましい。従って、上述のように
集電体をドラム状のホルダーの外周面上に設置し、ホル
ダーを回転させながら集電体上に活物質薄膜を形成させ
たり、あるいは往復運動するホルダーの上に集電体を取
り付け、集電体の上に間欠的に活物質薄膜を形成させる
ことが好ましい。さらには、活物質薄膜を形成するため
のターゲットを複数設け、集電体がターゲットに対向す
る領域を順次通過するようにすることにより、活物質薄
膜の形成を間欠的に行うことができる。このように間欠
的に活物質薄膜を形成することにより、基板の温度上昇
を抑制することができる。また、１回の薄膜形成の膜厚
は、１μｍ以下であることが好ましい。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例に基づいて
さらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら
限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲に
おいて適宜変更して実施することが可能なものである。

【００３０】（実験１） 〔負極の作製〕集電体として、表面に電解法で銅を析出
させることにより、表面を粗面化した圧延銅箔（厚み２
６μｍ）を用い、この集電体の上に平行平板型ＲＦスパ
ッタリング装置を用いて、シリコン薄膜を形成した。ス
パッタリングの雰囲気ガスとしてはＡｒガスのみを用
い、ターゲットとしては、９９．９９９％のシリコン単
結晶を用いた。Ａｒガス流量や排気バルブの開度を調整
しながら、表１及び表２に示す薄膜形成条件において、
実施例１〜７及び比較例１〜３の負極を作製した。シリ
コン薄膜の厚みは約６μｍとした。

【００３１】実施例１〜３及び比較例１〜２において
は、基板温度を変化させ、薄膜形成温度（最高到達温
度）を変えてシリコン薄膜（活物質薄膜）を形成した。
実施例４及び比較例３においては、薄膜形成後、表２に
示す条件で熱処理を行なった。実施例５〜７は、ターゲ
ットに投入する電力密度を変化させて薄膜を形成した。

【００３２】形成したシリコン薄膜についてラマン分光
分析を行い、その結晶性を同定した。４８０ｃｍ^-1近傍
のピークが実質的に認められ、５２０ｃｍ^-1近傍のピー
クが実質的に認められないものは「非晶質」とした。ま
た、４８０ｃｍ^-1近傍のピークが実質的に認められず、
５２０ｃｍ^-1近傍のピークのみが実質的に認められるも
のを「多結晶」とした。

【００３３】なお、シリコン薄膜は、銅箔上の２．５ｃ
ｍ×２．５ｃｍの領域に、マスクを用いて限定的に形成
した。活物質薄膜を形成した後、シリコン薄膜が形成さ
れていない銅箔の領域の上に負極タブを取り付け、負極
を完成した。

【００３４】〔正極の作製〕ＬｉＣｏＯ₂ 粉末９０重量
部、及び導電材としての人造黒鉛粉末５重量部を、結着
剤としてのポリテトラフルオロエチレンを５重量部含む
５重量％のＮ−メチルピロリドン水溶液に混合し、正極
合剤スラリーとした。このスラリーをドクターブレード
法により、正極集電体であるアルミニウム箔（厚み１８
μｍ）の２ｃｍ×２ｃｍの領域の上に塗布した後乾燥
し、正極活物質層を形成した。正極活物質層を塗布しな
かったアルミニウム箔の領域の上に正極タブを取り付
け、正極を完成した。

【００３５】〔電解液の作製〕エチレンカーボネートと
ジメチルカーボネートとの等体積混合溶媒に、ＬｉＰＦ
₆ を１モル／リットル溶解して電解液を調製し、これを
以下の電池の作製において用いた。

【００３６】〔電池の作製〕図２は、作製したリチウム
二次電池を示す斜視図である。図３は、作製したリチウ
ム二次電池を示す断面模式図である。図３に示すよう
に、アルミラミネートフィルムからなる外装体１０内
に、正極及び負極が挿入されている。負極集電体１１の
上には負極活物質としてのシリコン薄膜１２が設けられ
ており、正極集電体１３の上には正極活物質層１４が設
けられている。シリコン薄膜１２と正極活物質層１４
は、セパレーター１５を介して対向するように配置され
ている。外装体１０内には、上記の電解液が注入されて
いる。外装体１０の端部は溶着により封口されており、
封口部１０ａが形成されている。負極集電体１１に取り
付けられた負極タブ１７は、この封口部１０ａを通り外
部に取り出されている。なお、図３に図示されないが、
正極集電体１３に取り付けられた正極タブ１８も、同様
に封口部１０ａを通り外部に取り出されている。

【００３７】〔充放電サイクル試験〕上記のようにして
作製したリチウム二次電池について、充放電サイクル試
験を行った。充放電の条件は、充電電流９ｍＡで充電終
止容量９ｍＡｈとなるまで充電した後、放電電流９ｍＡ
で放電終止電圧２．７５Ｖとなるまで放電し、これを１
サイクルの充放電として、各電池について、１サイクル
目、５サイクル目、及び２０サイクル目における放電容
量及び充放電効率を求めた。結果を表１及び表２に示
す。なお、以下の表における流量の単位ｓｃｃｍは、０
℃、１気圧（１０１．３３ｋＰａ）の１分間当りの体積
流量（ｃｍ³／分）であり、standard cubic centimeter
s per minute の略である。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【表２】

【００４０】表１に示す実施例１〜３及び比較例１〜２
の結果から明らかなように、薄膜形成温度（最高到達温
度）が３００℃未満であれば、高い放電容量及び良好な
充放電効率が得られている。

【００４１】表１に示す実施例１及び表２に示す実施例
４及び比較例３の結果から明らかなように、薄膜形成後
に行なう熱処理の温度が６５０℃になるとシリコン薄膜
の結晶性が多結晶になり、放電容量及び充放電効率が低
下することがわかる。このことから、熱処理の温度は６
５０℃未満であることが好ましく、さらに好ましくは４
００℃以下であることがわかる。

【００４２】表１に示す実施例１並びに表２に示す実施
例５〜７の結果から明らかなように、薄膜形成の際のタ
ーゲットに投入する電力密度が４．９４Ｗ／ｃｍ² 以下
の範囲において、高い放電容量及び良好な充放電効率が
得られることがわかる。

【００４３】次に、基板温度を変化させ、薄膜形成温度
（最高到達温度）を変化させて形成した実施例１〜３及
び比較例１〜２の負極について、ＳＩＭＳ（二次イオン
質量分析）により、深さ方向における銅元素の濃度分布
を測定した。負極としては、充放電試験前の負極を用
い、Ｏ₂ ⁺ をスパッタリング源に用いて銅元素（⁶³Ｃ
ｕ⁺) の濃度分布を測定した。

【００４４】図４〜図８は、実施例１〜３及び比較例１
〜２で作製した負極の深さ方向の銅の濃度分布を示して
おり、横軸は深さ（μｍ）を示し、縦軸は原子密度（ａ
ｔｏｍｓ／ｃｃ：ａｔｏｍｓ／ｃｍ³ ）を示している。
図４は実施例１、図５は実施例２、図６は実施例３、図
７は比較例１、図８は比較例２をそれぞれ示している。

【００４５】図４〜図８のいずれにおいても、表面近傍
においては、銅の濃度がほぼ均一で、相対的に低い領域
が存在している。また、活物質薄膜の表面から集電体と
の界面に向かうにつれて、銅濃度が増加している領域が
存在している。このような銅濃度が増加する領域が存在
することから、活物質薄膜と集電体との界面近傍におい
ては、集電体からの銅元素の拡散によって、活物質薄膜
と銅元素との混合領域が存在していることがわかる。こ
のような混合領域（混合層）の存在によって、集電体と
活物質薄膜との間における高い密着性が得られていると
考えられる。

【００４６】比較的基板温度が低い条件で形成した実施
例１〜３（図４〜図６）においては、活物質薄膜表面近
傍の銅濃度は、１０²⁰ａｔｏｍｓ／ｃｃ（ａｔｏｍｓ／
ｃｍ ³ ）（約１％）である。これに対して、比較的高い
基板温度で活物質薄膜を形成した比較例１〜２（図７〜
図８）では、活物質薄膜表面近傍の銅濃度は、１０²¹ａ
ｔｏｍｓ／ｃｃ（ａｔｏｍｓ／ｃｍ³ ）（約１０％）以
上になっている。これらのことから、より高い基板温度
で活物質薄膜を形成すると、活物質薄膜全体に銅が拡散
し、活物質の濃度が相対的に減少するため、放電容量が
低下すると考えられる。また、活物質薄膜中に銅が高い
濃度で存在することにより、サイクル特性が低下するも
のと考えられる。これは、おそらく活物質薄膜中で金属
間化合物が生成するためであると考えられる。

【００４７】（実験２） 〔負極の作製〕ＲＦスパッタリング装置として、図１に
示すような、回転ホルダーを有するスパッタリング装置
を用いて、シリコン薄膜を形成した。集電体としては、
実験１に用いたものと同様のものを用い、その上にシリ
コン薄膜を形成した。集電体を、図１に示す回転ホルダ
ー１の外周面の上に設置し、回転ホルダー１を回転させ
ながら、ターゲット２に、高周波電源３から高周波（Ｒ
Ｆ）電力を供給し、Ａｒプラズマ４を発生させ、集電体
の上にシリコン薄膜を形成した。回転ホルダー１の回転
速度は、約１０ｒｐｍとし、その他の薄膜形成条件は、
表３に示す通りとした。なお、スパッタリングガスとし
ては、Ａｒガスのみを用い、ターゲットは、実験１と同
様のものを用いた。シリコン薄膜の膜厚は約６μｍとな
るように形成した。

【００４８】〔電池の作製及び充放電サイクル試験〕実
験１と同様の正極を用い、実験１と同様にしてリチウム
二次電池を作製し、実験１と同様にして充放電サイクル
試験を行なった。結果を表３に示す。

【００４９】

【表３】

【００５０】表３に示す結果から明らかなように、実施
例８においては、実施例１に比べ、その他の形成条件が
同じで、ターゲットに投入する電力密度が若干大きいに
もかかわらず、薄膜形成温度（最高到達温度）が実施例
１よりも低くなっている。これは、集電体を回転ホルダ
ーの上に設置し、回転ホルダーを回転させながら活物質
薄膜を形成しているので、集電体上へのシリコン薄膜の
形成が間欠的に行なわれ、このため最高到達温度が低く
抑制されているものと考えられる。また、放電容量及び
充放電効率は、実施例１に比べ若干良好になっているこ
とがわかる。

【００５１】（実験３）実験１と同じ平行平板型スパッ
タリング装置を用い、ターゲットに投入する電力を、高
周波（ＲＦ）電力に代えて、ＤＣ電力またはパルス電力
とし、表４に示す電力密度とする以外は、実験１の実施
例１と同様にして集電体上にシリコン薄膜を形成し、実
験１と同様にして負極を作製した。

【００５２】〔電池の作製及び充放電サイクル試験〕実
験１と同様の正極を用い、実験１と同様にしてリチウム
二次電池を作製し、実験１と同様にして充放電サイクル
試験を行なった。結果を表４に示す。

【００５３】

【表４】

【００５４】表４に示す結果から明らかなように、高周
波電源に代えて、ＤＣ電源またはパルス電源を用いるこ
とにより、実施例１に比べて、薄膜形成温度（最高到達
温度）が低くなっていることがわかる。また、得られた
リチウム二次電池の放電容量及び充放電効率は、実施例
１とほぼ同様の、良好な結果が得られている。

【００５５】上記実施例では、スパッタリング法により
活物質薄膜を形成しているが、本発明はこれに限定され
るものではなく、ＣＶＤ法などの他の薄膜形成方法を用
いてもよい。

【００５６】

【発明の効果】本発明によれば、充放電容量が高く、か
つ充放電サイクル特性に優れたリチウム二次電池用電極
を安定して製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う実施例で用いた回転ホルダーを有
するスパッタリング装置を示す模式的構成図。

【図２】本発明に従う実施例において作製したリチウム
二次電池を示す斜視図。

【図３】本発明に従う実施例において作製したリチウム
二次電池を示す断面模式図。

【図４】実施例１の電極における深さ方向の銅元素の濃
度分布を示す図。

【図５】実施例２の電極における深さ方向の銅元素の濃
度分布を示す図。

【図６】実施例３の電極における深さ方向の銅元素の濃
度分布を示す図。

【図７】比較例１の電極における深さ方向の銅元素の濃
度分布を示す図。

【図８】比較例２の電極における深さ方向の銅元素の濃
度分布を示す図。

【符号の説明】

１…回転ホルダー ２…ターゲット ３…高周波電源 ４…Ａｒプラズマ １０…外装体 １１…負極集電体 １２…シリコン薄膜 １３…正極集電体 １４…正極活物質層 １５…セパレータ １６…電解液 １７…負極タブ １８…正極タブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願2000−3644(P2000−3644) (32)優先日 平成12年１月12日(2000．1．12) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (72)発明者 八木 弘雅 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 樽井 久樹 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 藤本 正久 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 藤谷 伸 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 島 正樹 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5H050 AA07 AA08 BA15 CB11 CB13 DA03 FA19 FA20 GA02 GA24 HA14

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気相から原料を供給して薄膜を形成する
   方法を用いて、リチウムと合金化する活物質からなる活
   物質薄膜をリチウムと合金化しない金属からなる集電体
   の上に形成するリチウム二次電池用電極の製造方法であ
   って、 前記集電体との界面近傍の前記活物質薄膜内に前記集電
   体成分が拡散してなる混合層が形成される温度で前記活
   物質薄膜を形成することを特徴とするリチウム二次電池
   用電極の製造方法。
2. 【請求項２】 前記活物質薄膜の形成温度が、前記混合
   層において前記活物質と前記集電体成分の金属間化合物
   が形成されない温度であることを特徴とする請求項１に
   記載のリチウム二次電池用電極の製造方法。
3. 【請求項３】 前記活物質薄膜の形成温度が３００℃未
   満の温度であることを特徴とする請求項１または２に記
   載のリチウム二次電池用電極の製造方法。
4. 【請求項４】 前記活物質薄膜を形成した後、熱処理を
   行なうことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に
   記載のリチウム二次電池用電極の製造方法。
5. 【請求項５】 前記熱処理の温度が６５０℃未満である
   ことを特徴とする請求項４に記載のリチウム二次電池用
   電極の製造方法。
6. 【請求項６】 前記活物質がシリコンまたはゲルマニウ
   ムを主成分とすることを特徴とする請求項１〜５のいず
   れか１項に記載のリチウム二次電池用電極の製造方法。
7. 【請求項７】 前記活物質薄膜が非晶質シリコン薄膜ま
   たは微結晶シリコン薄膜であることを特徴とする請求項
   １〜６のいずれか１項に記載のリチウム二次電池用電極
   の製造方法。
8. 【請求項８】 前記活物質薄膜が、非晶質ゲルマニウム
   薄膜、微結晶ゲルマニウム薄膜、非晶質シリコンゲルマ
   ニウム合金薄膜、または微結晶シリコンゲルマニウム合
   金薄膜であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか
   １項に記載のリチウム二次電池用電極の製造方法。
9. 【請求項９】 前記集電体の少なくとも表面部分が銅を
   主成分としていることを特徴とする請求項１〜８のいず
   れか１項に記載のリチウム二次電池用電極の製造方法。
10. 【請求項１０】 前記活物質薄膜の形成方法がスパッタ
    リング法であることを特徴とする請求項１〜９のいずれ
    か１項に記載のリチウム二次電池用電極の製造方法。
11. 【請求項１１】 前記集電体上への前記活物質薄膜の形
    成を間欠的に行なうことを特徴とする請求項１〜１０の
    いずれか１項に記載のリチウム二次電池用電極の製造方
    法。
12. 【請求項１２】 前記集電体をドラム状のホルダーの外
    周面に設置し、該ホルダーを回転させながら前記集電体
    上に前記活物質薄膜を形成することにより間欠的に前記
    集電体上に前記活物質薄膜を形成することを特徴とする
    請求項１１に記載のリチウム二次電池用電極の製造方
    法。