(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と、負極と、非水電解質とを備えた非水電解質二次電池において、
アルミニウムを含む基板上にモリブデン酸化物を堆積させて形成した薄膜を前記正極として用いることを特徴とする非水電解質二次電池。
【請求項２】
前記薄膜を、ＣＶＤ法、スパッタリング法、真空蒸着法、または溶射法により前記基板上に堆積させたことを特徴とする請求項１に記載の非水電解質二次電池。
【請求項３】
前記モリブデン酸化物の酸化数が５以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の非水電解質二次電池。
【請求項４】
Ｘ線源としてＣｕ−Ｋαを用いたときの前記モリブデン酸化物薄膜のＸ線回折測定において、２θ＝１２．７±１．０°の範囲に存在するピークの強度Ｉ（０２０）と、２θ＝２３．３±１．０°の範囲に存在するピークの強度Ｉ（１１０）との強度比が、０≦Ｉ（０２０）／Ｉ（１１０）≦０．３であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の非水電解質二次電池。
【請求項５】
Ｘ線源としてＣｕ−Ｋαを用いたときの前記モリブデン酸化物薄膜のＸ線回折測定において、２θ＝１２．７±１．０°の範囲に存在するピークの強度Ｉ（０２０）と、２θ＝２７．３±１．０°の範囲に存在するピークの強度Ｉ（０２１）との強度比が、０≦Ｉ（０２０）／Ｉ（０２１）≦０．２であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の非水電解質二次電池。
【請求項６】
Ｘ線源としてＣｕ−Ｋαを用いたときの前記モリブデン酸化物薄膜のＸ線回折測定において、２θ＝２５．７±１．０°の範囲に存在するピークの強度Ｉ（０４０）と、２θ＝２３．３±１．０°の範囲に存在するピークの強度Ｉ（１１０）との強度比が、０≦Ｉ（０４０）／Ｉ（１１０）≦０．６であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の非水電解質二次電池。
【請求項７】
Ｘ線源としてＣｕ−Ｋαを用いたときの前記モリブデン酸化物薄膜のＸ線回折測定において、２θ＝２５．７±１．０°の範囲に存在するピークの強度Ｉ（０４０）と、２θ＝２７．３±１．０°の範囲に存在するピークの強度Ｉ（０２１）との強度比が、０≦Ｉ（０４０）／Ｉ（０２１）≦０．５であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の非水電解質二次電池。
【請求項８】
前記基板の表面粗さＲａが０．００１〜１μｍであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の非水電解質二次電池。
【請求項９】
前記基板の表面粗さＲａが前記モリブデン酸化物薄膜の厚みｔに対しＲａ≦ｔの関係を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の非水電解質二次電池。
【請求項１０】
前記基板の表面粗さＲａと局部山頂の平均間隔Ｓが、Ｓ≦１００Ｒａの関係を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の非水電解質二次電池。
【請求項１１】
前記基板の表面粗さＲａが０．０１０５μｍ以上であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の非水電解質二次電池。
【請求項１２】
前記基板の表面粗さＲａが０．０１１〜０．１μｍであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の非水電解質二次電池。
【請求項１３】
前記基板の表面粗さＲａが０．０１２〜０．０９μｍであることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の非水電解質二次電池。
【請求項１４】
前記基板がアルミニウム箔であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の非水電解質二次電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、正極と、負極と、非水電解質とを備えた非水電解質二次電池に関するものであり、特に正極材料としてモリブデン酸化物を用いた非水電解質二次電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
現在実用化されているリチウム二次電池は、正極材料にコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2)またはマンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ2Ｏ4）が用いられ、負極材料に炭素材料が用いられている。しかしながら、携帯機器等においてはさらに長時間使用可能な二次電池が求められており、リチウム二次電池におけるさらなる高容量化及び高エネルギー密度化が求められている。また、正極材料として最も一般的に用いられているコバルト酸リチウムは、コバルトが希少な資源であり高価であることから、その代替材料が求められている。
【０００３】
コバルト酸リチウムの代替材料としてモリブデン酸化物が考えられる。コバルト酸リチウムにおいてはコバルトの酸化数が３価から４価まで変化するのに対し、モリブデン酸化物においてはモリブデンの酸化数が４価から６価まで変化し得るため、コバルト酸リチウムの代わりにモリブデン酸化物を用いることにより、高容量化及び高エネルギー密度化が期待できる。
【０００４】
しかしながら、コバルト酸リチウムの代わりにモリブデン酸化物を用いた従来のリチウム二次電池では、理論容量と比べて低い放電容量しか得られていないのが現状である。特開平１１−２５０９０７号公報及び特開平３−８８２６９号公報においては、モリブデン酸化物として非晶質のモリブデン酸化物を用いることが提案されているが、高容量化及び高エネルギー密度化においては未だ不十分なものであった。
【０００５】
本発明の目的は、モリブデン酸化物を正極材料として用いた非水電解質二次電池において、高容量及び高エネルギー密度の非水電解質二次電池を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の非水電解質二次電池は、正極と、負極と、非水電解質とを備えた非水電解質二次電池であり、アルミニウムを含む基板上にモリブデン酸化物を堆積させて形成した薄膜を正極として用いることを特徴としている。
【０００７】
本発明において、モリブデン酸化物薄膜が形成される基板の表面は、アルミニウムを含んでおり、具体的にはアルミニウム金属またはアルミニウム合金から形成されている。基板上に薄膜を堆積させる方法としては、具体的には、ＣＶＤ法、スパッタリング法、真空蒸着法、または溶射法等の薄膜形成方法が好ましく用いられる。
【０００８】
従来、シリカガラス基板またはシリコンウエハーの上にモリブデン酸化物薄膜が形成され検討されている（C. Julien, G.A.Nazri, J.P.Guesdon, A.Gorenstein, A.Khelfa, O.M.Hussain, Solid State Ionics 73(1994)319-326参照）。しかしながら、本発明においてアルミニウムを含む基板上に形成される結晶性のモリブデン酸化物薄膜は、上記の従来形成されていたモリブデン酸化物薄膜の結晶構造と異なる結晶構造を有している。これは、おそらく基板の影響を受けているためであると考えられ、詳細には、基板の表面構造や物理的・化学的特性がその上に形成されるモリブデン酸化物薄膜の結晶構造や粒子の形状及び物理的・化学的特性に影響を与えているものと考えられる。このため、リチウムの挿入・脱離サイトが変化し、放電容量及びエネルギー密度が増加するものと考えられる。
【０００９】
本発明に従う第１の局面のモリブデン酸化物薄膜は、Ｘ線源としてＣｕ−Ｋαを用いたときのＸ線回折測定において、２θ＝１２．７±１．０°の範囲に存在するピークの強度Ｉ（０２０）と、２θ＝２３．３±１．０°の範囲に存在するピークの強度Ｉ（１１０）との強度比が、０≦Ｉ（０２０）／Ｉ（１１０）≦０．３であることを特徴としている。
【００１０】
本発明に従う第２の局面のモリブデン酸化物薄膜は、Ｘ線源としてＣｕ−Ｋαを用いたときのＸ線回折測定において、２θ＝１２．７±１．０°の範囲に存在するピークの強度Ｉ（０２０）と、２θ＝２７．３±１．０°の範囲に存在するピークの強度Ｉ（０２１）との強度比が、０≦Ｉ（０２０）／Ｉ（０２１）≦０．２であることを特徴としている。
【００１１】
本発明に従う第３の局面のモリブデン酸化物薄膜は、Ｘ線源としてＣｕ−Ｋαを用いたときのＸ線回折測定において、２θ＝２５．７±１．０°の範囲に存在するピークの強度Ｉ（０４０）と、２θ＝２３．３±１．０°の範囲に存在するピークの強度Ｉ（１１０）との強度比が、０≦Ｉ（０４０）／Ｉ（１１０）≦０．６であることを特徴としている。
【００１２】
本発明に従う第４の局面のモリブデン酸化物薄膜は、Ｘ線源としてＣｕ−Ｋαを用いたときのＸ線回折測定において、２θ＝２５．７±１．０°の範囲に存在するピークの強度Ｉ（０４０）と、２θ＝２７．３±１．０°の範囲に存在するピークの強度Ｉ（０２１）との強度比が、０≦Ｉ（０４０）／Ｉ（０２１）≦０．５であることを特徴としている。
【００１３】
本発明において、基板は電極の集電体として用いることができるものであることが好ましい。また、薄膜が形成される基板表面の表面粗さＲａは０．００１〜１μｍであることが好ましい。このような表面粗さＲａを有する基板を用いることにより、充放電によりモリブデン酸化物薄膜が膨張収縮した際に、集電体として用いられる基板との密着性が低下せず、効率良く集電できるためである。表面粗さＲａは、日本工業規格（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−１９９４）に定められており、例えば表面粗さ計により測定することができる。
【００１４】
本発明において、基板の表面粗さＲａは、モリブデン酸化物薄膜の厚みｔに対し、Ｒａ≦ｔの関係を有することが好ましい。
さらに本発明においては、基板の表面粗さＲａと局部山頂の平均間隔Ｓが、Ｓ≦１００Ｒａの関係を有していることが好ましい。局部山頂の平均間隔Ｓも、日本工業規格（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−１９９４）に定められており、例えば表面粗さ計により測定することができる。
【００１５】
本発明において、基板の表面粗さＲａは、０．０１０５μｍ以上であることがさらに好ましい。より好ましくは０．０１１〜０．１μｍであり、より好ましくは０．０１２〜０．０９μｍである。基板の表面粗さＲａがこのような範囲内にある基板上にモリブデン酸化物薄膜を堆積させることにより、モリブデン酸化物薄膜の析出形態を変化させることができ、サイクル特性に優れた電極とすることができる。すなわち、このような表面粗さＲａの範囲となるように粗面化された基板上にモリブデン酸化物薄膜を形成することにより、析出するモリブデン酸化物薄膜の構造を集電体である基板との密着性に優れたものにすることができる。
【００１６】
本発明において、モリブデン酸化物薄膜中のモリブデンの酸化数は、５以上であることが好ましい。モリブデン酸化物中のモリブデンの酸化数が５以上であると、充放電に伴うモリブデンの価数の変化量が大きくなると共に、活物質の電子構造が変化し放電電位が上昇するため、エネルギー密度がさらに増加する。
【００１７】
また、本発明におけるモリブデン酸化物薄膜には、異種元素が含有されていてもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能なものである。
【００１９】
（実験１）
基板としてのアルミニウム箔上にスパッタリング法により作製したモリブデン酸化物薄膜を正極としたリチウム二次電池と、市販の結晶ＭｏＯ3 粉末を正極材料として用いたリチウム二次電池を作製し、それぞれの電気化学的特性を比較した。
【００２０】
〔正極の作製〕
基板として圧延アルミニウム箔（厚み２０μｍ）を用い、ＭｏＯ3 をターゲットとして用いて、スパッタリング法により、モリブデン酸化物薄膜を作製した。詳細な薄膜形成条件を表１に示す。なお、作製したモリブデン酸化物薄膜の膜厚は約２μｍとした。また圧延アルミニウム箔の表面粗さＲａは、０．００１〜０．０１０μｍであった。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
得られたモリブデン酸化物薄膜について、Ｘ線回折（ＸＲＤ）測定を行った。得られたＸＲＤチャートを図１に示す。図１に示すように、基板のアルミニウム以外には明確なピークが確認されず、このモリブデン酸化物薄膜は非結晶（非晶質）であることが確認された。次に、このモリブデン酸化物薄膜について、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により倍率５０００倍で観察した。このときのＳＥＭ写真を図２に示す。図２に示すように、得られた酸化物薄膜の表面は、粒径１．５μｍ以下の微粒子が緻密に集合したような状態であるように観察された。
【００２３】
また、この薄膜中のモリブデンの酸化数を測定したところ、４．２であった。この薄膜を基板であるアルミニウム箔と共に所定の大きさに切り出し、正極ａ１を作製した。
【００２４】
次に、正極ａ１の薄膜よりもモリブデンの酸化数を増加させることを目的に、スパッタリングガス中の酸素の活性化、及び表面反応の活性化を行いながら、スパッタリング法によりモリブデン酸化物薄膜を上記と同様の圧延アルミニウム箔の上に作製した。薄膜形成装置としては、図６に示す装置を用いた。
【００２５】
図６に示すように、真空チャンバー１０内には、基板ホルダー１１が設けられており、基板ホルダー１１の上に、基板１２としてのアルミニウム箔が載せられている。基板１２の下方には、電極１４上に設けられたターゲット１３が配置されている。ターゲット１３としては、ＭｏＯ3 のターゲットが用いられている。電極１４には、高周波電源１５が接続されている。
【００２６】
基板１２に対し側方に位置する側壁には、開口１０ａが形成されており、開口１０ａの外部にＥＣＲプラズマ発生室１６が設けられている。ＥＣＲプラズマ発生室１６のまわりには、外部磁界を発生させるためのソレノイドコイル１７が設けられている。ＥＣＲプラズマ発生室１６の端部にはマイクロ波導入窓１９が設けられており、マイクロ波導入窓１９には、マイクロ波導波管１８が接続されている。また、ＥＣＲプラズマ発生室１６には、アルゴンガス及び酸素ガスを導入するためのガス供給管２０が接続されている。
【００２７】
図示しないマイクロ波供給手段で発生したマイクロ波は、マイクロ波導波管１８及びマイクロ波導入窓１９を通り、ＥＣＲプラズマ発生室１６内に導かれる。このマイクロ波による高周波電界とソレノイドコイル１７からの磁界とを作用させることにより、ＥＣＲプラズマ発生室１６内に高密度のプラズマが発生する。このプラズマは、ソレノイドコイル１７による発散磁界に沿って開口１０ａを通り、真空チャンバー１０内に導かれる。
【００２８】
図６に示す装置を用いて、スパッタリング用ガスとしてアルゴンガス１００ｓｃｃｍ及び酸素ガス１０ｓｃｃｍを、ガス供給管２０からＥＣＲプラズマ発生室１６に導入し、高周波電界と磁界を作用させることによりＥＣＲプラズマを発生させ、これを開口１０ａを通して基板１２に照射した。同時に、高周波電源１５から電極１４に高周波電力を印加し、基板１２とターゲット１３の間にプラズマを発生させ、これによってターゲット１３のＭｏＯ3 をスパッタし、基板１２の上にモリブデン酸化物薄膜を形成した。なお、基板１２としては、表面を♯８００の紙やすりで研磨し、表面を粗面化したアルミニウム箔を用いた。詳細な薄膜形成条件を表２に示す。なお、形成したモリブデン酸化物薄膜の膜厚は約２μｍとした。また表面を粗面化したアルミニウム箔の表面粗さＲａは、０．０９３μｍであった。
【００２９】
【表２】
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【００３０】
図３は、得られたモリブデン酸化物薄膜のＸＲＤチャートである。また、図４は、比較としての市販の結晶ＭｏＯ3 粉末のＸＲＤチャートである。図３のＸＲＤチャートにおいては、図４の結晶ＭｏＯ3 のＸＲＤチャートと同様のピークが認められたが、そのピーク強度比は大きく異なっている。特に（０ｋ０）面からの反射ピークが結晶ＭｏＯ3 の場合よりも小さくなっていることがわかる。すなわち、図４に示す結晶ＭｏＯ3 のＸＲＤチャートにおいては、１１０面のピーク強度に対する０２０面のピーク強度の比Ｉ（０２０）／Ｉ（１１０）が３．６１であり、０２１面のピーク強度に対する０２０面のピーク強度の比Ｉ（０２０）／Ｉ（０２１）が２．６８であり、１１０面のピーク強度に対する０４０面のピーク強度の比Ｉ（０４０）／Ｉ（１１０）が４．３５であり、０２１面のピーク強度に対する０４０面のピーク強度の比Ｉ（０４０）／Ｉ（０２１）が３．２３であるのに対して、図３に示すＸＲＤチャートにおいては、Ｉ（０２０）／Ｉ（１１０）が０．０１であり、Ｉ（０２０）／Ｉ（０２１）が０．０９であり、Ｉ（０４０）／Ｉ（１１０）が０．０１であり、Ｉ（０４０）／Ｉ（０２１）が０．０９である。これらのことから、作製したモリブデン酸化物薄膜と市販の結晶ＭｏＯ3 では結晶の成長状態が異なっていると考えられる。
【００３１】
作製したモリブデン酸化物薄膜のモリブデンの酸化数を測定したところ、５．５であった。この薄膜を基板であるアルミニウム箔と共に所定の大きさに切り出し、正極ａ２を作製した。
【００３２】
比較のため、上記市販の結晶ＭｏＯ3 粉末９０重量部と、人造黒鉛粉末５重量部と、ポリフッ化ビニリデン５重量部のＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）溶液とを混合してスラリーを調製し、このスラリーを上記と同様の圧延アルミニウム箔の片面にドクターブレード法により塗布して活物質層を形成した後、１５０℃で２時間真空乾燥した後に、所定の大きさに切り出し、正極ａ３を作製した。
【００３３】
〔電解液の作製〕
エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの等体積混合溶媒に、ＬｉＰＦ6 を１モル／リットル溶解させて電解液を作製した。
【００３４】
〔ビーカーセルの作製〕
上記電極ａ１〜ａ３を作用極として用い、図５に示すようなビーカーセルを作製した。図５に示すように、ビーカーセルは、容器１内に入れられた電解液２中に、対極３、作用極４、及び参照極５を浸漬することにより構成されている。電解液２としては、上記電解液を用い、対極３及び参照極５としてはリチウム金属を用いた。
【００３５】
〔充放電試験〕
上記のようにして作製した各ビーカーセルを、それぞれ２５℃にて０．２ｍＡで１．０Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+ ) まで定電流放電を行い、これを初期放電とした。その後０．２ｍＡで３．５Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+ ) まで定電流充電を行い、さらに０．０６７ｍＡで３．５Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+ ) まで定電流充電を行った後、上記と同様の条件で放電を行い、これを２サイクル目の放電とした。各ビーカーセルの放電容量、平均放電電位、及び放電エネルギー密度を表３に示す。
【００３６】
【表３】
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【００３７】
表３に示す結果から、ａ１〜ａ３の各正極は、初期放電と２サイクル目放電の間で、放電容量及び平均放電電位が大きく低下することがわかる。しかしながら、２サイクル目以降は比較的安定した放電容量及び平均放電電位を示すことを確認している。
【００３８】
２サイクル目の放電において、正極ａ１及びａ２は、いずれも正極ａ３より大きな放電容量及び放電エネルギー密度を示している。これは、モリブデン酸化物薄膜が、結晶ＭｏＯ3 とは異なる結晶構造を有しているためであると考えられる。
【００３９】
また２サイクル目の放電において、正極ａ２は正極ａ１より放電容量は小さいが、平均放電電位は高い。そのため、正極ａ２は正極ａ１より放電エネルギー密度が大きい。リチウム二次電池を作製する場合、負極にリチウム金属以外のものを用いると、放電末期において負極の電位が上昇し、その結果正極の電位が１．０Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+ ) まで低下しないうちに放電が終了する場合が考えられることから、平均放電電位がより高い正極ａ２の方が、正極ａ１よりもリチウム二次電池の正極としてより好ましいと考えられる。
【００４０】
以上の結果から、アルミニウム箔上にスパッタリング法により作製したモリブデン酸化物薄膜を正極活物質として用いることにより、市販の結晶ＭｏＯ3 よりも高いエネルギー密度が得られることがわかる。また、真空蒸着法、ＣＶＤ法及び溶射法により作製したモリブデン酸化物薄膜においても、上記と同様の効果が得られることを確認している。
【００４１】
（実験２）
〔正極ｂ１の作製〕
基板として圧延アルミニウム箔（厚み２０μｍ）を用い、基板表面を♯４０００の紙やすりで研磨し、粗面化した。この基板の表面粗さＲａは０．０１２８μｍであった。表面粗さＲａは、触針式表面形状測定器Ｄｅｔａｋ  ＳＴ（日本真空技術社製）を用い、測定距離を２．０ｍｍに設定して測定した。また表面粗さＲａの計算は、たわみ分の補正後に行った。たわみの補正に用いた補正値は、ローパス＝２００μｍ、ハイパス＝２０μｍである。表面粗さＲａは自動計算された値である。なお、上記実験１における表面粗さＲａも同様にして測定している。
【００４２】
次に、図６に示す装置を用いて、上記アルミニウム箔の粗面化した面の上に、スパッタガス中の酸素の活性化及び表面反応の活性化を行いながら、スパッタリング法によりモリブデン酸化物薄膜を形成した。
【００４３】
具体的には、ＥＣＲプラズマ源にスパッタリング用のアルゴンガス１００ｓｃｃｍ及び酸素ガス２０ｓｃｃｍを導入し、マイクロ波電力と磁界を作用させることにより、ＥＣＲプラズマを発生させ、これを基板としてのアルミニウム箔上に照射した。さらに、モリブデン酸化物ターゲットを設置したスパッタ源に高周波電力を投入し、基板とターゲットの間にプラズマを発生させ、これによりモリブデン酸化物をスパッタリングし、基板上にモリブデン酸化物薄膜を形成した。詳細な薄膜形成条件を表４に示す。なお、形成したモリブデン酸化物薄膜の膜厚は約２μｍであった。
【００４４】
【表４】
0004023982.tif 000005
【００４５】
形成したモリブデン酸化物薄膜の表面の走査型電子顕微鏡写真（倍率２００００倍）を図７に示す。
形成した薄膜を基板であるアルミニウム箔と共に所定の大きさに切り出し、正極ｂ１を作製した。
【００４６】
〔正極ｂ２の作製〕
上記と同様の圧延アルミニウム箔を基板として用い、この表面を♯８００の紙やすりで研磨し、表面粗さＲａが０．０９３０μｍのアルミニウム箔とし、これを基板として用いる以外は、上記正極ｂ１と同様にしてモリブデン酸化物薄膜を形成し、所定の大きさに切り出して正極ｂ２を作製した。
形成したモリブデン酸化物薄膜の表面の走査型電子顕微鏡写真（倍率２００００倍）を図８に示す。
【００４７】
〔正極ｂ３の作製〕
比較として、上記と同様の圧延アルミニウム箔を研磨処理せずに用いること以外は、上記正極ｂ１と同様にしてこの上にモリブデン酸化物薄膜を形成し、正極ｂ３を作製した。なお、用いた基板の表面粗さＲａは、０．００２６μｍであった。
形成したモリブデン酸化物薄膜の表面の走査型電子顕微鏡写真（倍率２００００倍）を図９に示す。
【００４８】
〔電解液の作製〕
エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとを体積比４：６で混合した溶媒に、ＬｉＰＦ6 を１モル／リットル溶解させて電解液を作製した。
【００４９】
〔ビーカーセルの作製〕
上記正極ｂ１、ｂ２及びｂ３をそれぞれ作用極として用いる以外は、上記実験１と同様にしてビーカーセルを作製した。
【００５０】
〔充放電試験〕
上記各ビーカーセルについて、実験１の充放電試験と同様の条件で、充放電を行い、１０サイクル目までの各サイクルにおける放電容量の初期放電容量に対する割合、すなわち容量維持率を求めた。結果を図１０に示す。
【００５１】
図１０から明らかなように、表面を粗面化した基板上にモリブデン酸化物薄膜を形成した正極ｂ１及び正極ｂ２は、表面を粗面化していない基板上にモリブデン酸化物薄膜を形成した正極ｂ３よりも良好なサイクル特性が得られている。このことから、表面を粗面化した基板上にモリブデン酸化物薄膜を形成することにより、良好なサイクル特性を示すモリブデン酸化物薄膜が得られることがわかる。特に、正極ｂ１を用いた場合に、良好なサイクル特性が得られている。このことから、基板の表面粗さＲａとしては、０．０１０５μｍ以上であることが好ましく、さらには０．０１１〜０．１μｍであることが好ましく、さらには０．０１２〜０．０９μｍであることが好ましいことがわかる。
【００５２】
正極ｂ１の表面を示す図７、正極ｂ２の表面を示す図８、及び正極ｂ３の表面を示す図９の比較から明らかなように、基板表面の粗面化の度合いにより、その上に形成されるモリブデン酸化物薄膜の析出状態が変化していることがわかる。このように、粗面化された基板表面がその上に析出するモリブデン酸化物薄膜の構造を密着性の高いものに変えているものと考えられる。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、モリブデン酸化物を正極材料として用いた非水電解質二次電池において、高容量化及び高エネルギー密度化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例において得られたモリブデン酸化物薄膜のＸ線回折チャート。
【図２】本発明の一実施例において得られたモリブデン酸化物薄膜の表面を示す電子顕微鏡写真。
【図３】本発明の他の実施例において得られたモリブデン酸化物薄膜のＸ線回折チャート。
【図４】市販の結晶ＭｏＯ3 のＸ線回折チャート。
【図５】実施例において作製したビーカーセルを示す模式的断面図。
【図６】本発明の実施例において用いた薄膜形成装置を示す模式的断面図。
【図７】本発明の実施例において作製した正極ｂ１のモリブデン酸化物薄膜の表面を示す電子顕微鏡写真。
【図８】本発明の実施例において作製した正極ｂ２のモリブデン酸化物薄膜の表面を示す電子顕微鏡写真。
【図９】本発明の実施例において作製した正極ｂ３のモリブデン酸化物薄膜の表面を示す電子顕微鏡写真。
【図１０】正極ｂ１、ｂ２、及びｂ３を用いた場合の各サイクルにおける容量維持率を示す図。
【符号の説明】
１…容器
２…電解液
３…対極
４…作用極
５…参照極
１０…真空チャンバー
１１…基板ホルダー
１２…基板
１３…ターゲット
１４…電極
１５…高周波電源
１６…ＥＣＲプラズマ発生室
１７…ソレノイドコイル
１８…マイクロ波導波管
１９…マイクロ波導入窓
２０…ガス供給管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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