负极基材制造技术

本发明专利技术利用与以往技术不同的构成，能够实现一种具有高输出电压及高能量密度、且充放电循环特性优异的电池。本发明专利技术使用以下负极基材来作为用于锂离子二次电池的负极基材：特征在于在具备有机膜的支撑体上形成金属膜的负极基材；特征在于所述有机膜的表层由金属氧化物膜被覆的所述负极基材；特征在于在具备由包含有机成分及无机成分的复合膜形成材料所形成的复合膜的支撑体上，形成金属膜的负极基材；或者特征在于在形成了光阻图案的支撑体上，形成由二氧化硅系被覆膜形成用涂布液所形成的二氧化硅系被覆膜，并在除去了所述光阻图案的支撑体上形成金属膜的负极基材。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种负极基材，使用此负极基材的二次电池，用于形成此负极基材的光阻组合物、金属氧化物膜形成材料、复合膜形成材料，以及此负极基材的制造方法，特别是涉及一种可以提供充放电循环特性优异的电池的负极基材，使用此负极基材的二次电池，用于形成、制造此负极基材的光阻组合物、金属氧化物膜形成材料、复合膜形成材料，以及此负极基材的制造方法。
技术介绍
以往，对兼具高输出电压及高能量密度的电池的研究开发十分盛行。特别是寻求一种内部电阻较低、因充电/放电而引起的电池电容下降较少、充放电循环特性优异的二次电池。例如，已知有使用薄膜状非晶硅或微晶硅来作为负极材料(负极活物质)的锂二次电池(参看专利文献1)。具体而言，揭示了使用在集电体上形成包含硅薄膜的负极材料层的负极的锂二次电池，硅薄膜是使用CVD法(chemical vapor deposition method，也称为化学气相沉积法、化学蒸镀法)或溅射法等薄膜形成方法而形成。其中，一般认为硅等材料会随着吸藏/释放锂而反复地进行膨胀/收缩。在集电体上形成硅薄膜的负极中，由于集电体与负极材料层的粘附性较高，因此集电体随着负极材料的膨胀/收缩而频繁地进行膨胀/收缩。所以，随着充电/放电的进行，负极材料层与集电体可能会产生褶皱等不可恢复的变形。特别是当集电体使用铜箔等富有延性的金属箔时，变形的程度将会增大。负极变形会引起作为电极的体积增大，使电化学反应变得不均勻等，因此，电池的能量密度有可能会下降。另外，随着充电/放电而反复地进行膨胀/收缩期间，负极材料有可能会微粉化而从集电体上脱离，或者根据情况也可能会以薄膜状的状态而从集电体上脱离，这是导致电池的充放电循环特性恶化的主要因素。作为抑制负极变形的方法，可以列举使用拉伸强度或拉伸模量等机械强度较高的材料来作为集电体的方法。但是，在由这种材料所形成的集电体上构成由薄膜状的负极材料所形成的负极材料层时，有可能负极材料层与集电体的粘附性不充分，而不能获得充分的充放电循环特性。因此，在专利文献1中揭示了如下技术将由会与负极材料合金化的材料所形成的中间层，配置在集电体和负极材料层之间，并使用机械强度高于中间层的集电体，以此来抑制充电/放电时负极材料脱离、并且抑制产生褶皱等的。具体而言，使用铜层来作为中间层，使用镍箔来作为集电体。在所述专利文献1以外的文献中，也揭示了如下技术使用使铜固溶在硅上所得的薄膜来作为负极材料层，以抑制锂的吸藏量，由此抑制吸藏锂时的负极材料的膨胀(参看专利文献幻。另外，揭示了如下技术使用包含会与锂合金化的金属、及不会与锂合金化的金属的合金薄膜来作为负极材料层，以抑制锂的吸藏量，由此抑制吸藏锂时的负极材料的膨胀(参看专利文献幻。具体而言，作为会与锂合金化而形成固溶体或金属间化合物等的金属，是使用锡(Sn)、锗(Ge)、铝(Al)、铟( )、镁(Mg)及硅(Si)等，作为不会与锂合金化的金属，是使用铜(Cu)、铁(Fe)、镍(Ni)、钴(Co)、钼(Mo)、钨(W)、钽(Ta)及锰(Mn)等。另外，揭示了如下技术通过使用如下所述的集电体，来抑制电极随着充电/放电而产生变形，即此集电体的每Icm2中形成了 10个以上的厚度方向上的变形量为5 μ m 20 μ m的变形部，并且变形部的数值孔径为4%以下(参看专利文献4)。另外，揭示了如下技术在能够可逆地吸藏/释放锂的薄膜状的负极材料层的表面与内部的至少其中之一中，配置锂非吸藏性材料(参看专利文献5)。[专利文献1]日本专利特开2002-083594号公报[专利文献2]日本专利特开2002-289177号公报[专利文献3]日本专利特开2002-373647号公报[专利文献4]日本专利特开2003-017069号公报[专利文献5]日本专利特开2005-196971号公报
技术实现思路
[专利技术所要解决的问题]但是，现状是使用所述各种负极材料中的任一种，都未能获得具有充分的输出电压、能量密度及充放电循环特性的电池。所以，本专利技术的目的在于提供一种利用与所述以往技术不同的构成，而能够实现具有高输出电压及高能量密度、且充放电循环特性优异的电池的负极基材，具有此负极基材的二次电池，此负极基材的制造方法，用于形成此负极基材的复合膜形成材料，用于形成此负极基材的金属氧化物膜形成材料，用于形成此负极基材的正型光阻组合物，以及用于形成此负极基材的光阻组合物。[解决问题的技术手段]本专利技术者们鉴于所述情况而反复潜心研究，结果发现，利用如下所述的负极基材可以提供具有高输出电压及高能量密度、且充放电循环特性优异的电池，从而完成本专利技术 在有机膜上积层形成金属膜的负极基材；在有机成分与无机成分复合而成的复合膜上形成金属膜的负极基材；在表层由金属氧化物膜被覆的有机膜上形成金属膜的负极基材；在图案化的二氧化硅系被覆膜上形成金属膜的负极基材；以及在由含有(A)碱溶性树脂及(B) 含醌二叠氮基的化合物的正型光阻组合物所形成的有机膜上，形成金属膜的负极基材。也就是说，本专利技术提供一种特征在于在具备有机膜的支撑体上形成金属膜的负极基材。另外，本专利技术提供特征在于由光阻膜形成所述有机膜的负极基材；或者特征在于通过图案曝光，而将此光阻膜图案化成规定形状的负极基材。另外，本专利技术提供一种具有所述负极基材的二次电池、所述负极基材的制造方法、以及用于制造所述负极基材的光阻组合物。本专利技术提供一种特征在于在具备表层由金属氧化物膜被覆的有机膜的支撑体上， 形成金属膜的负极基材。另外，提供所述有机膜由光阻膜形成的负极基材；通过图案曝光而将此光阻膜图案化成规定形状的负极基材；以及所述金属氧化物膜为二氧化硅系被覆膜的负极基材。另外，本专利技术提供一种使用负极基材的二次电池、用于形成此负极基材的金属氧化物膜形成材料及光阻组合物、以及负极基材的制造方法。5本专利技术提供一种特征在于在具备由包含有机成分及无机成分的复合膜形成材料所形成的复合膜的支撑体上形成金属膜的负极基材，使用此负极基材的二次电池，用于形成此负极基材的复合膜形成材料，以及此负极基材的制造方法。本专利技术提供一种特征在于在形成光阻图案的支撑体上，形成由二氧化硅系被覆膜形成用涂布液所形成的二氧化硅系被覆膜，并在除去了所述光阻图案的支撑体上形成金属膜的负极基材，使用此负极基材的二次电池，用于形成此负极基材的光阻组合物，以及此负极基材的制造方法。[专利技术效果]根据本专利技术，可以提供一种能够实现具有高输出电压及高能量密度，且充放电循环特性优异的电池的负极基材，具有此负极基材的二次电池，此负极基材的制造方法，用于形成此负极基材的复合膜形成材料，用于形成此负极基材的金属氧化物膜形成用组合物， 以及用于形成此负极基材的光阻组合物。附图说明图1是本专利技术的实施例1的负极基材的示意图。图2是本专利技术的实施例2的负极基材的示意图。图3是本专利技术的实施例3的负极基材的示意图。图4是本专利技术的实施例4的负极基材的示意图。[符号的说明]10、20、30、40负极基材11、21、31、41 支撑体12、22有机膜13、24、33、43 金属膜23金属氧化膜膜32复合膜42 二氧化硅系被覆膜具体实施例方式以下，参照附图，详细说明本专利技术的实施形态。(第一实施形态)<负极基材>图1表示本实施形态的负极基材10的示意本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种负极基材，包括在支撑体上的有机膜，其特征在于：在所述有机膜上形成金属膜，所述有机膜为光阻膜。

【技术特征摘要】
2006.12.15 JP 2006-339252;2006.12.15 JP 2006-339251.一种负极基材，包括在支撑体上的有机膜，其特征在于在所述有机膜上形成金属膜，所述有机膜为光阻膜。2.根据权利要求1所述的负极基材，其特征在于所述光阻膜由含有通过照射活性光线或放射线而产生酸的酸产生剂成分、以及碱溶性通过酸的作用而增大的树脂成分的正型光阻组合物所形成。3.根据权利要求1所述的负极基材，其特征在于所述光阻膜由含有自由基聚合引发剂及多官能环氧树脂的负型光阻组合物所形成。4.根据权利要求1所述的负极基材，其特征在于所述光阻膜由含有(A2)碱溶性树脂、及(B2)含醌二叠氮基的化合物的正型光阻组合物所形成。5.根据权利要求4所述的负极基材，其特征在于所述m成分是选自酚醛树脂、羟基苯乙烯系树脂、及丙烯酸系树脂中的至少一种。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：三隅浩一，齐藤宏二，渡边充广，本间英夫，
申请(专利权)人：东京应化工业株式会社，株式会社关东学院大学表面工学研究所，
类型：发明
国别省市：JP