[发明专利]锂二次电池用负极及其制造方法

权利要求书

1.一种锂二次电池用负极，其特征在于该锂二次电池用负极由集电体基板、碳纳米片体层和硅薄膜层构成，该碳纳米片体层由从该集电体基板面独立的在不规则的方向倾斜生长的石墨烯片形成，该硅薄膜层形成在该碳纳米片体层上，在硅薄膜层和集电体基板面之间形成有碳纳米片体间的空隙。

2.根据权利要求1所述的锂二次电池用负极，其特征在于对于构成上述碳纳米片体层的石墨的拉曼光谱，g/d在0.30～0.80的范围，其中，g表示碳原子的六方晶格内振动造成的在1600cm^－1附近的g-带的峰值强度，d表示用于表示石墨缺陷的在1360cm^－1附近的d-带的峰值强度，d’表示用于表示碳纳米片体层的垂直取向性的在1630cm^－1附近的d’-带的峰值强度。

3.根据权利要求1或2所述的锂二次电池用负极，其特征在于上述碳纳米片体层为以甲烷-氢的混合气体为原料通过等离子体CVD法形成的层。

4.根据权利要求1～3中的任何一项所述的锂二次电池用负极，其特征在于硅薄膜层的表面具有反映碳纳米片体层表面的凹凸的凹凸部。

5.根据权利要求1～4中的任何一项所述的锂二次电池用负极，其特征在于在硅薄膜层的厚度在形成在平滑的基板表面上的场合，以相当于20～500nm的厚度形成。

6.根据权利要求1～5中的任何一项所述的锂二次电池用负极，其特征在于上述硅薄膜层通过真空蒸镀法形成。

7.根据权利要求1～6中的任何一项所述的锂二次电池用负极，其特征在于集电体基板由碳钢、不锈钢、铜、铜合金、硅、硅合金、镍、镍合金、钛或钛合金构成。

8.一种锂二次电池，其特征在于该锂二次电池采用权利要求1～7中的任何一项所述的锂二次电池用负极。

9.一种权利要求1～8中的任何一项所述的锂二次电池用负极的制造方法，其特征在于该方法包括：

形成碳纳米片体层的步骤，在该步骤中，通过等离子体CVD法，采用氢和甲烷的混合气体，在流量比为H₂/CH₄＝1/5～2/1、基板温度在650～850℃的范围内、DC偏电压在－200～0V的范围内、生长时间在15分钟～2小时的条件下在负极集电体上形成碳纳米片体层，该碳纳米片体层由从负极集电体基板独立的在不规则的方向倾斜生长的石墨烯片构成；

以及在该碳纳米片体层上形成硅薄膜层的步骤。

10.根据权利要求9所述的锂二次电池用负极的制造方法，其特征在于包括在进行上述等离子体CVD法之前，在腔内部存在氧的条件下产生等离子，从而对集电体基板表面和等离子体CVD电极表面进行氧清洗的步骤。