[发明专利]导电层包覆铝材及其制造方法

说明书

技术领域

一般而言，本发明涉及用导电层包覆铝材表面而得到的导电层包覆铝材及其制造方法，特定而言，本发明涉及用于双电层电容器、电解电容器、锂电池、锂离子电池、锂离子聚合物电池、染料敏化太阳能电池、燃料电池、固体高分子燃料电池等的集流体或电极等电极结构体的导电层包覆铝材及其制造方法。

背景技术

用于将化学能直接转变成电能的装置有电池。电池利用电化学变化而发挥进行电荷放电或反复进行电荷的充电和放电的作用，因此用作各种电气电子设备的电源。此外，发挥反复进行电荷的充电和放电的作用的设备有电容器。电容器用作各种电气电子设备的电气部件。

近年来，锂离子电池、锂离子聚合物电池等作为高能量效率的二次电池而用作手机、个人电脑、相机等的电源。此外，尝试将燃料电池作为汽车的电源使用。关于太阳能电池，作为结晶类、非晶类和薄膜类太阳能电池的新一代电池，正在开发低成本普及型的染料敏化太阳能电池。

例如，就燃料电池而言，用包含碳材料的活性物质包覆由铝板形成的集流体的表面的材料用作负极材料。

就染料敏化太阳能电池而言，将以碳材料等导电性材料等包覆薄膜基材表面而得到的材料用作电极材料。

另一方面，就作为电化学电容器之一的双电层电容器而言，将以由活性炭粉末形成的活性物质包覆由铝箔形成的集流体的表面而得到的材料用作极化性电极。具体来说，例如，日本特开平10-64765号公报(专利文献1)中公开了如下技术：向活性炭粉末中添加粘结材料和导电材料等并混合，制备成浆料状，将其涂布到铝箔的表面上，然后在室温下干燥，并切割成预定尺寸，由此制造极化性电极。此外，有时也通过将活性炭粉末与树脂等的混合物热压接在铝箔的表面上来制造极化性电极。

就电解电容器而言，一直使用由通过蚀刻扩大了表面积的铝箔形成的导电体作为阴极材料。近年来，正在开发通过使碳粉末附着到铝箔表面上而扩大了电极表面的阴极材料。

上述用包含碳材料的活性物质包覆的碳包覆铝材通过仅使用粘合剂固定碳材料的方法来制造。因此，制造工序比较容易。然而，在假设将碳包覆铝材长时间用作电极材料等电子部件的构成材料的情况下，会产生碳包覆铝材的特性因电子部件产生的热而劣化的问题。

此外，为了提高电路组装线的生产率，存在使电子部件成为表面安装部件(Surface Mounted Device)的趋势。这种情况下，电子部件的安装以回流焊方式进行，因此，即使在苛刻的温度条件下，也需要维持碳包覆铝材的特性。针对这种要求，以往使用粘合剂固定碳材料的碳包覆铝材中，粘合剂本身对热通常是不稳定的，由于施加热而使碳材料与铝材表面之间的密合性随粘合剂的劣化而变弱，因此，最终会产生碳材料的脱落。此外，以前还指出过，为了提高碳材料与铝材表面之间的密合性而增加粘合剂的添加量时，可能会因粘合剂的存在而导致电阻值变高或者因热所致的粘合剂变质而使电阻值产生变化。如上所述，对于碳包覆铝材而言，为了使碳材料固定在铝材表面上而使用粘合剂的情况下，问题较多。

另一方面，例如，如国际公开第2004/087984号(专利文献2)中公开所示，正在开发具有铝材和形成在铝材的表面上的含碳层并且还具有形成在该铝材与含碳层之间且含有铝元素和碳元素的插入层的碳包覆铝材。根据该碳包覆铝材，形成在铝材与作为活性物质层的含碳层之间的插入层具有提高铝材与活性物质层之间的密合性的作用。因此，消除了因施加热而导致含碳层与铝材表面之间的密合性变弱的问题。此外，即使使用粘合剂作为含碳层的起始原料之一，由于为了形成含碳层而加热，因此粘合剂也会消失。因此，不会产生前述的由于热所致的粘合剂劣化而使密合性降低的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-64765号公报

专利文献2：国际公开第2004/087984号

发明内容

发明所要解决的问题

然而，上述碳包覆铝材在长时间作为电极材料等电子部件的构成材料使用时，从电子部件的外壳进入的微量水分或制造工序中残留在电子部件内的水分有时会浸入到含碳层的间隙中。这种情况下，由于插入层的水合反应而使含碳层中所含的碳粒子等活性物质脱落。由此，电子部件的可靠性可能会下降。

因此，本发明的目的在于提供具有能够耐受长时间使用的特性的导电层包覆铝材及其制造方法。

用于解决问题的方法