[發明專利]導電物包覆鋁材及其制造方法

有效

• 申請號: 201080012506.4
• 申請日: 2010-03-04
• 公開（公告）號: CN102356176A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 井上英俊;中山邦彥;足高善也
• 申請（專利權）人: 東洋鋁株式會社
• 主分類號: C23C8/64
• 分類號: C23C8/64;H01G9/016;H01G9/055;H01M4/66
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 金龍河;樊衛民

技術領域

本發明一般而言涉及將鋁材的表面用導電物包覆的導電物包覆鋁材及其制造方法，特別涉及各種電容器的集電體和電極、各種電池的集電體和電極等中使用的導電物包覆鋁材及其制造方法。

背景技術

一直以來，將鋁材直接作為集電體、電極的材料使用時，鋁材表面形成的氧化被膜鈍化，結果存在表面的導電性下降而絕緣化的問題。為了解決該問題，采用通過在鋁材表面涂布碳作為導電物來改善表面的導電性的方法。

例如，有如日本特開2000-164466號公報(以下稱為專利文獻1)所公開的通過真空蒸鍍法在鋁材表面形成碳膜的方法。具體而言，專利文獻1中，作為電容器或電池所使用的電極的制造方法，記載了在由鋁形成的集電體上設置碳的中間膜、并在其上包覆活性物質層作為導電物的方法，其中活性物質層由混合了活性炭、炭黑以及作為粘結劑的甲基纖維素的糊狀混合材料構成。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2000-164466號公報

發明內容

發明所要解決的問題

但是，就通過上述方法得到的復合材料而言，由于是作為導電物的碳粒子本身負載于作為基材的鋁材的表面的構成，因此在長期暴露于高溫、高濕度氣氛中的情況下，氣氛中所含的水分侵入碳粒子之間并在碳粒子與鋁材的界面引發水合反應。而且，在將該復合材料用于電容器或電池時，多數情況下電容器或電池中所含的腐蝕成分會加速上述水合反應的進行。

例如，就專利文獻1中公開的通過真空蒸鍍法負載碳粒子的集電體和電極而言，在通過上述水合反應形成的氫氧化物的影響下，作為導電物的碳粒子的一部分從鋁材表面脫離，因此導電性下降。

另外，專利文獻1中，雖然使用粘結劑固定作為導電物的碳粒子，但經過長期使用不僅粘結劑本身的特性變差，而且還發生上述的水合反應，因此其結果是導電性下降。

因此，本發明的目的在于，提供即使在高濕條件下使用時保證表面導電性的導電物也不會因水分從鋁材上剝離、可以優選作為集電體、電極的材料使用的導電物包覆鋁材及其制造方法。

用于解決問題的方法

本發明人反復進行了深入研究，結果得到以下見解。本發明人想到，只要以含有顯示導電性的物質而并不使用碳粒子的方式構成含導電物層來用于在鋁材的表面形成含導電物層，則能夠抑制上述水合反應。即，本發明人想到，只要在鋁材的表面形成有機物層作為含導電物層、并且以使該有機物層中含有碳前體作為顯示導電性的物質的方式構成含導電物層即可實現。

具體而言，不像以往那樣使用碳粒子，而是首先在鋁材的表面形成樹脂層。然后，通過在含有含烴物質的空間內加熱該表面形成了樹脂層的鋁材，形成于鋁材表面的樹脂層在該加熱工序后作為有機物層而殘留。該有機物層具有非常致密的結構。由于該致密的結構，在長期暴露于高溫、高濕度氣氛中的情況下，能夠抑制氣氛中所含的水分的侵入。而且，該有機物層由于含有碳前體，因此，由于該碳前體的存在，即使鋁材表面不負載碳粒子也能夠確保導電性。結果得到如下見解：與現有的碳包覆鋁材相比，能夠在抑制與高濕度氣氛中的水分的水合反應的同時，確保導電性。本發明是基于上述發明人的見解而完成的。

本發明的導電物包覆鋁材，具有：鋁材；在該鋁材的表面上形成的有機物層；和在鋁材與有機物層之間且在鋁材表面的至少一部分區域形成的、含有鋁的碳化物的中間層，其中有機物層含有碳前體作為導電物。

就本發明的導電物包覆鋁材來說，首先，在鋁材與有機物層之間形成的、含有鋁的碳化物的中間層發揮提高鋁材表面與在鋁材表面上形成的有機物層的密合性的作用。而且，由于有機物層具有非常致密的結構，因此能夠抑制與高濕度氣氛中的水分的水合反應。進而，由于有機物層中存在碳前體，因此即使鋁材表面不負載碳粒子也能夠確保導電性。

本發明的導電物包覆鋁材，優選有機物層中所含的碳前體至少含有碳元素和氫元素，并且含有類似石墨的成分或者類似無定形碳的成分。換言之，本發明的導電物包覆鋁材，優選有機物層中所含的碳前體至少含有碳元素和氫元素，并且在利用拉曼光譜法檢測出的拉曼光譜中拉曼位移1350cm^-1附近或1580cm^-1附近具有拉曼散射強度的峰。

通過使有機物層中含有這樣的碳前體，能夠形成顯示導電性的有機物層。

另外，本發明的導電物包覆鋁材，優選有機物層由在450℃以上且低于660℃的溫度范圍內且在1小時以上且100小時以下的范圍內加熱而不揮發的物質形成。

有機物層為由如上所述的物質形成，由此能夠形成缺陷和裂紋少的結構。