(57)【要約】【課題】本発明は、高容量かつ充放電サイクル特性に優れたリチウムイオン二次電池用負極、それを備えたリチウムイオン二次電池、負極の製造方法を提供する事を目的とする。【解決手段】負極の製造方法は、第１の負極材料で構成された基板１０の面上に凸部１１を設ける工程と、凸部１１を含む面１０上に、金属薄膜１２を形成する工程と、金属薄膜１２が形成された基板１０の面１０１の裏面側から、金属薄膜１２および凸部１１が露出するまで基板１０を除去する工程と、金属薄膜１２および凸部１１が露出した露出面上に、第２の負極材料を含む負極材料の層２０１を形成する工程と、凸部１１、金属薄膜１２および層２０１で構成された積層体をプレス加工する工程とを有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の負極材料で構成された基板の少なくとも一つの面上に少なくとも一つの凸部を設ける凸部形成工程と、
前記凸部形成工程において設けられた前記凸部を含む前記面上に、金属薄膜を形成する金属薄膜形成工程と、
前記金属薄膜形成工程において前記金属薄膜が形成された前記基板の面の裏面側から、前記金属薄膜および前記凸部が露出するまで前記基板を除去する基板除去工程と、
前記基板除去工程において前記金属薄膜および前記凸部が露出した露出面上に、第２の負極材料を含む負極材料層を形成する負極材料層形成工程と、
前記凸部形成工程から前記負極材料層形成工程において形成された前記凸部、前記金属薄膜および前記負極材料層で構成された積層体をプレス加工するプレス加工工程と
を含むことを特徴とする負極の製造方法。
【請求項２】
前記第２の負極材料は、前記第１の負極材料に比べ、リチウムイオンの挿入時の膨張量及び前記リチウムイオンの脱離時の収縮量が小さいこと
を特徴とする請求項１記載の負極の製造方法。
【請求項３】
前記第１の負極材料は、シリコン、スズまたはシリコン及びスズの少なくともいずれか一方を含む化合物若しくは混合物であること
を特徴とする請求項１記載の負極の製造方法。
【請求項４】
前記第２の負極材料は、少なくとも炭素を含む材料であること
を特徴とする請求項１記載の負極の製造方法。
【請求項５】
前記凸部形成工程において、前記凸部を機械加工、化学的加工、熱加工およびレーザー加工のいずれかの方法またはその組合せによって形成すること
を特徴とする請求項１記載の負極の製造方法。
【請求項６】
前記金属薄膜形成工程において、蒸着法、スパッタリング法、鍍金法のいずれかの方法によって前記凸部を含む前記面上に前記金属薄膜を形成すること
を特徴とする請求項１記載の負極の製造方法。
【請求項７】
前記基板除去工程において、切削加工若しくは研削加工を含む機械加工またはドライエッチング加工若しくはウェットエッチング加工を含む化学加工によって前記金属薄膜および前記凸部が露出するまで前記基板を除去すること
を特徴とする請求項１記載の負極の製造方法。
【請求項８】
前記負極材料層形成工程において、インクジェット法またはダイコート法を含む印刷法によって前記露出面上に前記負極材料層を形成すること
を特徴とする請求項１記載の負極の製造方法。
【請求項９】
前記金属薄膜は、少なくとも銅およびニッケルのいずれかで形成されていること
を特徴とする請求項１記載の負極の製造方法。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか一項に記載の負極の製造方法によって作製されていることを特徴とするリチウムイオン二次電池用負極。
【請求項１１】
第１の負極材料で形成された構造物と、
前記構造物の表面の少なくとも一部を露出するように前記構造物を覆って形成された金属薄膜と、
前記第１の負極材料とは異なる第２の負極材料で形成され、前記構造物の表面が露出する側から前記金属薄膜に積層され、前記金属薄膜と協働して前記構造物を内包する負極材料層と
を有することを特徴とするリチウムイオン二次電池用負極。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載のリチウムイオン二次電池用負極を備えていることを特徴とするリチウムイオン二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン二次電池用負極、それを備えたリチウムイオン二次電池、負極の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池は、そのエネルギー密度の高さから軽量かつ占有面積の少なさに優位性を持ち、ニッケル−カドミウム電池やニッケル−水素電池に比べてメモリー効果の少ない利点を備える事から、携帯電話機器やノート型パーソナルコンピュータなどのポータブルデバイスに幅広く用いられている。また、リチウムイオン二次電池は、近年では環境に対する影響から、これまで自動車に用いられてきた石油などの化石燃料に代わる動力源としても用いられる事が多くなってきた。さらに、リチウムイオン二次電池は、最近では家庭への電力供給の一部を担う定置型蓄電池への適用に対する期待も高まっている。
【０００３】
一般的に用いられているリチウムイオン二次電池は、電極、電解液、セパレーター、集電体および外装体によって構成されている。さらに電極は正極活物質又は負極活物質、導電助剤、結着材で構成されている。以降、これらの構成材料を所定の混合比率で混合したものを総じて正極材料および負極材料、正極材料と負極材料を総じて電極材料と呼称する。活物質はリチウムイオン二次電池の正極および負極においてリチウムイオンの挿入脱離が可能な材料であり、挿入脱離の際に電子の授受を伴う事で電流を流す役割を担う。導電助剤は活物質・活物質間および活物質・集電体間の電子移動を円滑に進めるために電極内部に配置される。結着材は活物質、導電助剤および集電体の密着を高める為に電極内部に混合される。
【０００４】
上述のように、自動車や家庭への電力供給を目的にリチウムイオン二次電池が使用される場合、携帯電話機器等の従来の民生用途に比べ、より大きな電池容量が必要とされる。一方、これまで民生用として使用されてきた負極活物質は主に炭素系材料で構成されており、その容量は既に理論容量に近づきつつあり、活物質に使用される材料そのものの改善が必要とされている。そのような背景の下、最近盛んに研究されているのがシリコン（Ｓｉ）系材料やスズ（Ｓｎ）系材料を用いた負極である。Ｓｉはその結晶構造からＬｉの吸蔵能力が高く、最も多くリチウム（Ｌｉ）を吸蔵した際にＬｉ４．４Ｓｉを形成し、その時の活物質１ｇ当たりの容量が４２００ｍＡｈ／ｇと、従来の炭素負極の十倍以上の容量を得る事ができる。ＳｎもＳｉには劣るものの、活物質１ｇ当たりの容量が９９４ｍＡｈ／ｇと、従来の炭素負極よりも高い容量を得る事が可能な材料である。
【０００５】
しかしながら、Ｓｉはリチウムを吸蔵したときの膨張が最大で４００％以上にもなることが知られており、Ｓｉを負極として充放電を行なうと、Ｓｉが激しく膨張収縮を繰り返す事で、電極構造が崩壊し、数サイクルの充放電で電池容量が得られなくなってしまうという課題がある。同様にＳｎを負極として用いた場合においてもリチウム吸蔵時の膨張が大きく、充放電に伴う電極構造の崩壊が問題となっている。
【０００６】
このような課題に対して、特許文献１、２のような解決策が取り組まれている。
特許文献１では集電体の表面に柱状のＳｉ薄膜を形成し、柱状間に隙間を作ることで充放電に伴う膨張収縮で生じる電極の崩壊を抑制する事を特徴としている。しかしながら、この方法では集電体と密着しているＳｉの面積が小さく、充放電に伴うＳｉの膨張収縮が生じた際に柱状Ｓｉが基板から剥離して電気的に断絶されてしまう恐れがある。
【０００７】
また、別の特許文献２では、基材を粗化させた上で、蒸着法によってＳｉを含む負極活物質層を設ける事で集電体との密着性を向上する事を特徴としている。しかしながら、集電体となる基板に表面粗さを設けたとしても２次元的な面上に膨張収縮の大きな負極層が形成されており、充放電に伴う膨張収縮による基板との電気的な断絶の懸念は払拭されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３７３３０６５号
【特許文献２】特許第４６０９０４８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、上述の問題を解決する為になされたものであり、高容量かつ充放電サイクル特性に優れたリチウムイオン二次電池用負極、それを備えたリチウムイオン二次電池、負極の製造方法を提供する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の一実施の形態による負極の製造方法は、第１の負極材料で構成された基板の少なくとも一つの面上に少なくとも一つの凸部を設ける凸部形成工程と、前記凸部形成工程において設けられた前記凸部を含む前記面上に、金属薄膜を形成する金属薄膜形成工程と、前記金属薄膜形成工程において前記金属薄膜が形成された前記基板の面の裏面側から、前記金属薄膜および前記凸部が露出するまで前記基板を除去する基板除去工程と、前記基板除去工程において前記金属薄膜および前記凸部が露出した露出面上に、第２の負極材料を含む負極材料層を形成する負極材料層形成工程と、前記凸部形成工程から前記負極材料層形成工程において形成された前記凸部、前記金属薄膜および前記負極材料層で構成された積層体をプレス加工するプレス加工工程とを含むことを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、高容量かつ充放電サイクル特性に優れたリチウムイオン二次電池用負極を製造できる。
前記第２の負極材料は、前記第１の負極材料に比べ、リチウムイオンの挿入時の膨張量及び前記リチウムイオンの脱離時の収縮量が小さくし得る。
この構成によれば、３次元的な集電体形状によって固定された高容量が得られる負極材料の上にリチウムの充放電に伴う膨張収縮の少ない別の負極材料を形成することによって、容量の向上とサイクル特性の向上を図ることができる。
【００１２】
前記第１の負極材料は、シリコン、スズまたはシリコン及びスズの少なくともいずれか一方を含む化合物若しくは混合物であり得る。
この構成によれば、炭素のみで構成された負極よりも高い容量を得ることができる。
前記第２の負極材料は、少なくとも炭素を含む材料であり得る。
この構成によれば、リチウムの充放電に伴う膨張収縮を抑制することができる。
【００１３】
前記凸部形成工程において、前記凸部を機械加工、化学的加工、熱加工およびレーザー加工のいずれかの方法またはその組合せによって形成し得る。
この構成によれば、特別な加工技術を用いずに凸部を形成できる。
前記金属薄膜形成工程において、蒸着法、スパッタリング法、鍍金法のいずれかの方法によって前記凸部を含む前記面上に前記金属薄膜を形成し得る。
この構成によれば、特別な形成技術を用いずに金属薄膜を形成できる。
【００１４】
前記基板除去工程において、切削加工若しくは研削加工を含む機械加工またはドライエッチング加工若しくはウェットエッチング加工を含む化学加工によって前記金属薄膜および前記凸部が露出するまで前記基板を除去し得る。
この構成によれば、特別な加工技術を用いずに基板を除去できる。
前記負極材料層形成工程において、インクジェット法またはダイコート法を含む印刷法によって前記露出面上に前記負極材料層を形成し得る。
この構成によれば、特別な形成技術を用いずに負極材料層を形成できる。
【００１５】
前記金属薄膜は、少なくとも銅およびニッケルのいずれかで形成され得る。
この構成によれば、リチウムイオン二次電池の負極の電位に耐えることができる。また、この構成によれば、負極材料（活物質）中にリチウムが挿入される電位においても、リチウム合金が形成されるのを防止できる。
上記目的を達成するために、本発明の一実施の形態によるチウムイオン二次電池用負極は、上記本発明の負極の製造方法によって作製されていることを特徴とする。
この構成によれば、高容量かつ充放電サイクル特性に優れたリチウムイオン二次電池を提供できる。
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明の一実施の形態によるチウムイオン二次電池用負極は、第１の負極材料で形成された構造物と、前記構造物の表面の少なくとも一部を露出するように前記構造物を覆って形成された金属薄膜と、前記第１の負極材料とは異なる第２の負極材料で形成され、前記構造物の表面が露出する側から前記金属薄膜に積層され、前記金属薄膜と協働して前記構造物を内包する負極材料層とを有することを特徴とする。
この構成によれば、高容量かつ充放電サイクル特性に優れたリチウムイオン二次電池を提供できる。
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明の一実施の形態によるリチウムイオン二次電池は、上記本発明のリチウムイオン二次電池用負極を備えていることを特徴とする。
この構成によれば、高容量かつ充放電サイクル特性に優れたリチウムイオン二次電池を提供できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、高容量且つサイクル特性の高いリチウムイオン二次電池用負極およびそれを備えたリチウムイオン二次電池を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施の形態による負極の製造方法を説明する為の概略図である。
【図２】本発明の一実施の形態による負極の製造方法を説明する図であって、基板１０上に施す凸部１１の加工形状の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施の形態によるリチウムイオン二次電池用負極、それを備えたリチウムイオン二次電池、負極の製造方法について図１および図２を用いて説明する。図１は、本実施形態による負極の製造工程を示す斜視図である。
まず、図１（ａ）に示すように、基板１０を用意する。次に、図１（ｂ）に示すように、基板１０の少なくとも一つの面上に少なくとも一つの凸部１１（図１（ｂ）では、１２個）を設ける（凸部形成工程の一例）。本実施形態では、基板１０の当該面上に設けた凸部１１は、リチウムイオン二次電池の負極材料（第１の負極材料の一例）として用いられる。このため、基板１０として用いる材料は、リチウムイオンを可逆的に吸蔵、放出する材料であれば特に制限されない。より好適にはリチウムイオンを多く吸蔵、放出し得る、即ちより大きな電池容量を得ることのできる材料であるＳｉやＳｎ、またはそれらの材料を含む化合物や混合物を用いるのが良い。さらにはＳｉやＳｎの導電性を補うような導電性物質が含有されているとより好適である。
【００２１】
また、凸部１１の形状は特に制限されない。図２は、凸部１１の形状の一例を示している。図２（ａ）に示す凸部１１は、図１（ｂ）に示すのと同様であり、基板１０上にマトリクス状に複数設けられ、角柱（本例では四角柱）形状を有している。図２（ｂ）に示す凸部１１は、基板１０上にマトリクス状に複数設けられ、円柱形状を有している。図２（ｃ）に示す凸部１１は、基板１０上に所定ピッチで並列して複数設けられ、基板１０の一対の対向端部間を延伸する直方体形状を有している。
【００２２】
凸部１１の加工方法としては、所望する形状、寸法に併せて適宜選択する事ができる。例えば、当該加工方法として、切削加工や研削加工といった機械加工技術を用いる方法、リソグラフィ技術やエッチング技術といった化学反応を利用した加工技術を用いる方法、あるいは熱加工、さらにはレーザーによる加工技術などが挙げられる。中でも、微細な形状を手間なく簡便に加工する事が可能な研削加工技術が好適である。
【００２３】
次に、図１（ｃ）に示すように、基板１０の面上に加工した凸部１１を含み、凸部１１がある面１０１上に金属薄膜１２を形成する（金属薄膜形成工程の一例）。金属薄膜１２は導電性を備えリチウムと合金化しない材料であれば特に制限されない。金属薄膜１２の形成材料としては例えば、一般的なリチウムイオン二次電池の負極集電体として用いられるＣｕ、Ｎｉといった材料が好適である。また、金属薄膜１２の厚さは、導電性が確保でき得る厚さであれば特に制限されない。金属薄膜１２の厚さは例えば、電池全体の重量あたりのエネルギーを損失させずに且つ、後のプレス工程で破断しない厚さである数μｍから数十μｍが好適である。また、金属薄膜１２の形成方法は特に制限されないが、例えば蒸着法、スパッタリング、鍍金法等の薄膜形成法が挙げられる。
【００２４】
次に、図１（ｄ）に示すように、金属薄膜１２を形成した基板１０を、金属薄膜１２を形成した面１０１と対向する面１０２側、すなわち面１０１の裏面側から金属薄膜１２及び凸部１１が露出するまで、金属薄膜１２および基板１０の凸部１１が残存するように凸部１１以外の基板部を除去する（基板除去工程の一例）。当該基板部の除去方法は特に制限されないが、例えば前述の切削加工や研削加工のような機械加工技術、リソグラフィ技術、ドライエッチング技術またはウェットエッチング技術のような化学反応を利用した加工技術、レーザー加工技術などを用いるのが良い。
【００２５】
次に、図１（ｅ）に示すように、凸部１１以外の基板１０が除去され、金属薄膜１２と凸部１１とが露出した面（露出面）１０３上に、負極材料（第２の負極材料の一例）２２を含む層（負極材料層の一例）２０１を形成する（負極材料層形成工程の一例）。負極材料２２はリチウムイオンを吸蔵、放出する材料で、且つ基板１０に用いた負極材料２１に対して充放電時の膨張収縮の少ない材料であれば特に制限されない。負極材料２２としては例えば、これまで民生用途のリチウムイオン二次電池の負極材料として実績のある黒鉛やハードカーボン等の炭素系負極材料が好適である。また、負極材料２２を含む層２０１は、炭素系負極材料の他に構成材料として導電助剤や結着材を含んでもよい。負極材料２２は、導電助剤を含む事によって電子移動の経路が増え大電流を流すときの抵抗を低減する事ができる。また、負極材料２２は、結着材を含むことによって活物質同士、活物質と導電助剤、活物質と集電体の密着力が向上し、充放電に伴う体積変化による電極崩壊を抑制する事ができる。導電助剤には例えば、非晶質炭素、リチウムを吸蔵、放出しない金属粉末または金属繊維などを用いる事ができる。結着材には例えば、ポリエチレン、ポリフッ化ビニリデン、スチレンブタジエンゴム、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロエチレン共重合体、ポリイミドなどを適宜使用することができる。負極材料２２を含む層２０１の形成方法は前記材料を溶媒で分散、混練したインクをスピンコーティング、スプレーコーティング、スクリーン印刷、凸版印刷、凹版印刷、シンクジェット法、ダイコート法などの手法で塗布する印刷法を適宜用いる事ができる。また、上記のように溶媒を用いて層２０１を形成する場合、層２０１を形成後に溶媒を揮発する乾燥工程を入れるのが好適である。乾燥温度や乾燥時間は層２０１の厚みや形成する材料の組成によって適宜選択する事ができる。
【００２６】
次に、図１（ｂ）に示す工程から図１（ｅ）に示す工程において形成された凸部１１、金属薄膜１２および層２０１で構成された積層体をプレス加工して負極を形成する（プレス加工工程の一例）。当該積層体のプレス方法はロールプレスや平板プレスなど、形成された負極が所望の電極密度を得られるものであれば特に制限されない。また、負極のプレス密度は、集電体上に形成された負極材料２２により様々だが、例えば黒鉛のような炭素材料を用いる場合には負極材料２２を含む層２０１の密度が１．３ｇ／ｃｍ３から１．７ｇ／ｃｍ３程度とするのが好適である。
【００２７】
以上より、本実施形態による負極の製造方法を実施する事ができる。本実施形態における製造方法によって形成された負極は、３次元的な集電体形状によって固定された高容量が得られる負極材料（凸部１１を構成する負極材料）の上にリチウムの充放電に伴う膨張収縮の少ない別の負極材料（層２０１に含まれる負極材料）を形成することによって、容量の向上とサイクル特性の向上を図ることができる。
なお、本実施形態による負極の製造方法は、上記実施の形態に限定されず、各工程において類推する事のできる他の公知の方法をも含むものとする。
【００２８】
ここで、図１に示す負極の製造工程によって形成された負極の構造について、図１（ｃ）から図１（ｅ）を参照しつつ説明する。当該負極は、凸部１１である構造物と、金属薄膜１２と、層２０１とを有している。
当該構造物は、最終的に負極に残存する凸部１１である。このため、当該構造物は負極材料１１で形成されている。当該構造物は、プレス加工工程においてプレスされるものの、ほぼ凸部１１と同じ形状を有している。
【００２９】
金属薄膜１２は、図１（ｃ）に示す工程において、凸部１１を含む基板１０の面１０１の全面に形成される。このため、金属薄膜１２は、凸部１１の上面および側面を覆って形成される。しかし、図１（ｄ）に示すように、金属薄膜１２は、基板１０を除去して露出した凸部１１の表面を覆っていない。すなわち、金属薄膜１２は、当該構造物の表面の少なくとも一部（図１（ｄ）に示す面１０１内で露出する凸部１１の表面）を露出するように当該構造物を覆って形成されている。
【００３０】
上述の通り、層２０１は、当該構造物を形成する負極材料とは異なる負極材料で形成されている。図１（ｅ）に示すように、層２０１は、当該構造物の表面（図１（ｄ）に示す面１０１内で露出する凸部１１の表面）が露出する側から金属薄膜１２に積層されている。これにより、層２０１は、金属薄膜１２と協働して当該構造物を内包するようになっている。すなわち、層２０１と金属薄膜１２とが積層されるとこにより、当該構造物（凸部１１）は、層２０１と金属薄膜１２との間に配置されて外部に露出しないようになっている。このように、負極は、金属薄膜１２と、当該構造物（凸部１１）と、層２０１とが積層された積層体構造を有している。
【００３１】
（実施例）
次に、本実施形態の実施例によるリチウムイオン二次電池用負極、それを備えたリチウムイオン二次電池、負極の製造方法について参考例とともに説明する。
（実施例の負極の作製）
まず、基板として２０ｃｍ角で厚み２００μｍのＳｉ板を用いた。
次に、研削加工を用いＳｉ板の表面に凸部を形成した。凸部は縦横長さが各２０μｍ、高さが５０μｍとして、凸部と凸部の間隔が１００μｍとなるようなマトリクス状に形成した。
【００３２】
次に、基板の凸部を形成した面上にスパッタリング法を用いてＣｕ薄膜層を形成した。Ｃｕ薄膜層の厚みは４０μｍとした。
次に、Ｃｕ薄膜層を形成したＳｉ基板を、Ｃｕ薄膜層を形成した面と対向する面から、研削加工によってＣｕ薄膜層およびＳｉ基板の凸部以外を除去した。
【００３３】
次に、Ｃｕ薄膜層および凸部以外のＳｉ基板を除去した面上に活物質に黒鉛、導電助剤に球状炭素、結着材にポリフッ化ビニリデンを用いた負極材料層を形成した。負極材料層の組成は、活物質の重量と導電助剤の重量と結着材の重量との比が９０対５対５となるようにして混合しｎ−メチル−２−ピロリドンを負極材料の分散媒とした。負極材料層の形成は、ダイコート法を用いて負極材料層の塗工厚さが１６０μｍとなるようにした。さらに、溶媒を揮発させるために８０℃で２時間の乾燥処理を実施した。
次に、負極材料層が塗工された電極をロールプレスにより負極材料層の密度が１．３ｇ／ｃｍ３となるようにプレス加工した。
以上の工程により、本実施例の負極シートを作製することができた。
【００３４】
（参考例の負極の作製）
以下の通り、参考例として、Ｓｉ層を有しない負極を作製した。
まず、基板に、２０ｃｍ角で厚み４０μｍのＣｕ板を用いた。
次に、基板の上に活物質に黒鉛、導電助剤に球状炭素、結着剤にポリフッ化ビニリデンを用いた負極合剤層を形成した。負極材料層の組成は、活物質の重量と導電助剤の重量と結着材の重量との比が９０対５対５となるようにして混合しｎ−メチル−２−ピロリドンを負極材料の分散媒とした。負極材料層の形成は、ダイコート法を用いて負極材料層の塗工厚さが１６０μｍとなるようにした。さらに、溶媒を揮発させるために８０℃で２時間の乾燥処理を実施した。
次に、負極材料層が塗工された電極をロールプレスにより負極材料層の密度が１．３ｇ／ｃｍ３となるようにプレス加工した。
以上の工程により、参考例の負極シートを作製することができた。
【００３５】
（Ｓｉ層の有無による充放電特性の比較）
本実施例の負極シートと、参考例の負極シートをそれぞれ１ｃｍ角に切り出し、負極内に含まれる水分を除去するために１２０℃で１０時間の加熱を減圧下で実施した。負極シートを乾燥することによりリチウムイオン二次電池用負極が完成する。
次に、負極として完成したリチウムイオン二次電池用負極を用い、対極(正極)としてリチウム金属箔を用い、両電極間にセパレータを挟んでコイン型のリチウムイオン二次電池を作製した。電解液にはエチレンカーボネイトとジエチルカーボネイトの溶媒を１対１で混合した溶媒にＬｉＰＦ６を１ｍｏｌ／Ｌの濃度で溶解させたものを使用した。尚、加熱乾燥処理以降のコイン電池作製作業は電池内への水分の混入を避けるため、露点温度−６０℃のドライルーム内で実施した。
【００３６】
次に、作製したコイン電池を用いて充放電測定を実施した。Ｓｉ層を形成した本実施例の負極シートを用いた電池（リチウムイオン二次電池用負極を備えたリチウムイオン二次電池）の容量は３．０ｍＡｈ／ｃｍ２であり、Ｓｉ層を形成しない参考例の負極シートの電池の容量は２．４ｍＡｈ／ｃｍ２であった。また、１Ｃの電流値（１Ｃは理論上、１時間で電極の容量を全て使い尽くす電流量）で４００サイクルの充放電を実施したところ、本実施例の負極シートを用いた電池の容量維持率は７９％であり、参考例の負極シートを用いた電池の容量維持率は８１％であった。Ｓｉ層が形成された負極シートを用いた本実施例の電池は、Ｓｉ層を形成していない電池にほぼ匹敵する高い容量維持率を示す結果となった。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の電池の製造方法は、リチウムイオン二次電池分野のみならず、大容量を必要とするデバイスに関わる全ての分野に適用することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１０…基板
１１…凸部
１２…金属薄膜層
１０１、１０２、１０３…面
２０１…層
２１、２２…負極材料
【図１】
2014191927.tif 000003
【図２】
2014191927.tif 000004