專利名稱：電極集電體制造方法和制造設(shè)備以及具有所述集電體的電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造用作電池構(gòu)成元件的電極集電體的方法以及用于制造電極集電 體的設(shè)備。本發(fā)明還涉及具有該集電體的電池。
背景技術(shù)：
對將鋰二次電池(例如鋰離子電池)——其通過在陰極和陽極之間移動(dòng)的鋰離子 進(jìn)行充電和放電——用作車輛用機(jī)載電源以及個(gè)人計(jì)算機(jī)與移動(dòng)終端用電源的需求可望 由于其重量輕、輸出高而增大。在這種類型的二次電池的一種典型結(jié)構(gòu)中，提供了具有這樣 的結(jié)構(gòu)的電極其中，能夠不可逆地存儲和釋放鋰離子的材料(電極活性材料)被保持在導(dǎo) 電元件(電極集電體)上。例如，用于陽極的電極活性材料(即陽極活性材料)的典型實(shí) 例為這樣的氧化物其包含作為構(gòu)成金屬元素的鋰和一種、兩種或者更多種類型的過渡金 屬(transition metal)元素(下面，這種氧化物也稱為鋰過渡金屬氧化物)。另外，用于 陽極的電極集電體(即陽極集電體)的另一典型實(shí)例為主要為鋁或鋁合金的片狀或箔狀元 件。用鋁或鋁合金制造的陽極集電體容易氧化。例如，當(dāng)暴露于空氣時(shí)，用鋁或鋁合金 制造的陽極集電體的表面立即氧化，因此，總是具有氧化物膜。當(dāng)集電體的表面被氧化物膜 覆蓋時(shí)，氧化物膜表現(xiàn)為絕緣膜(例如具有1014Ω Xcm的電阻率的絕緣膜)，故陽極集電體 和陽極活性材料之間的界面電阻增大。例如，日本特開No. 11-250900 (JP-A-11-250900)介 紹了防止在集電體表面上形成這種氧化物膜的技術(shù)。JP-A-11-250900中介紹的技術(shù)在通過 使用濺射離子束蝕刻設(shè)備蝕刻集電體(鋁箔)表面來從集電體表面移除氧化物膜的同時(shí)，使 用電子束蒸發(fā)設(shè)備在集電體上由例如碳等的高導(dǎo)電性材料形成覆蓋層(例如碳覆蓋層)。然而，采用JP-A-11-250900中介紹的技術(shù)，當(dāng)蝕刻集電體(鋁箔)表面時(shí)，濺射離 子束蝕刻使用惰性氣體的離子束來進(jìn)行，這降低了電極集電體的生產(chǎn)能力。也就是說，惰性 氣體的離子束具有低的蝕刻速率，故蝕刻必須長時(shí)間進(jìn)行，以便可靠地從集電體表面移除 氧化物，這從生產(chǎn)能力的觀點(diǎn)來看是不希望的。例如，根據(jù)由本申請的發(fā)明人進(jìn)行試驗(yàn)的結(jié)果，當(dāng)鋁箔表面上的氧化物膜為大約 5nm厚時(shí)，當(dāng)使用常用濺射設(shè)備，濺射功率為200W，在0. IPa的大氣壓力下以15ml/min的 流速供給氬(Ar)氣時(shí)，花費(fèi)五分鐘來從鋁箔表面移除氧化物膜，且此時(shí)的蝕刻速率為大 約lnm/min。在本申請的發(fā)明人的試驗(yàn)中推斷為，要連續(xù)進(jìn)行適用于連續(xù)生產(chǎn)的流水線 (in-line)蝕刻處理，至少20nm/mn到40nm/min的蝕刻速率是必需的。因此，采用根據(jù) JP-A-11-250900中介紹的相關(guān)技術(shù)的電極集電體制造設(shè)備，難以連續(xù)地流水線式進(jìn)行前面 提到的蝕刻處理和碳處理。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提供了一種電極集電體制造方法，通過該方法，可以高效率地制造具有碳膜的電極集電體。本發(fā)明還提供了一種優(yōu)選為用于該制造方法的電極集電體制造設(shè) 備，該設(shè)備能高效率地制造電極集電體。本發(fā)明的第一實(shí)施形態(tài)涉及制造用碳膜覆蓋的電極集電體的方法。此方法包含 在腔中布置導(dǎo)電性基材；降低腔中的壓力，在腔中創(chuàng)建氟氣和惰性氣體的氣氛，并在該氣氛 中進(jìn)行所布置基材表面的干法蝕刻；在干法蝕刻后的基材的表面上形成碳膜。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，首先通過蝕刻移除自然地在導(dǎo)電性基材表面上形成的氧化物膜及類 似物，然后，在基材表面上形成高導(dǎo)電性碳膜。結(jié)果，可制造具有優(yōu)越集電性能的電極集電 體。另外，在腔中用氟氣和惰性氣體的混合氣氛的蝕刻增大了基材表面蝕刻速率(即蝕刻 速度)。結(jié)果，在基材表面上形成的氧化物膜及類似物可被迅速移除，由此使得適合用于本 發(fā)明目的的具有碳膜的電極集電體能夠高效率地生產(chǎn)。在根據(jù)第一實(shí)施形態(tài)的制造方法中，碳膜可實(shí)質(zhì)上用碳來制造，并可在同一腔中 對基材表面進(jìn)行干法蝕刻以及形成碳膜。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，碳膜在基材上形成的電極集電體 可通過僅僅一次地使基材通過腔來獲得。結(jié)果，具有碳膜的電極集電體的生產(chǎn)能力可進(jìn)一 步提尚。在根據(jù)上面介紹的結(jié)構(gòu)的制造方法中，氟氣和惰性氣體在腔中的混合比可被調(diào)節(jié) 為通過形成碳膜獲得的碳膜中的氟濃度不大于15at%。如上面所介紹的，當(dāng)蝕刻處理和碳膜形成處理在同一腔中進(jìn)行時(shí)，由于碳膜形成 處理在氟氣和惰性氣體的混合氣氛中進(jìn)行，氟混入所獲得的碳膜中。在這種情況下，采用前面的結(jié)構(gòu)，由于氟被混入引起的碳膜電阻的增大可得到抑 制，故可在基材表面上形成高導(dǎo)電性碳膜。在根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的制造方法中，氟氣在腔中的混合氣氛中的比率可被調(diào)節(jié)為位于 包含端值的Imol^和15%的范圍內(nèi)。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，碳膜中的氟濃度可容易地受到調(diào)節(jié)， 使其不大于15at%。在根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的制造方法中，腔中氟氣與惰性氣體的混合比可被調(diào)節(jié)，使得通 過形成碳膜而獲得的碳膜中的氟濃度不大于10at%。另外，腔中的混合氣氛中的氟氣比率 可被調(diào)節(jié)為不小于2mol %。在根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的制造方法中，氟氣可以為選自CF4、SF6, CHF3的一種或多于一種 的氣體。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，CF4等氟氣產(chǎn)生極具活性的活性種，故可實(shí)現(xiàn)高的蝕刻速率。在根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的制造方法中，形成碳膜可通過經(jīng)由物理氣相沉積或化學(xué)氣相沉 積在基材上沉積碳來進(jìn)行。在根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的制造方法中，導(dǎo)電性基材可以為長的箔狀導(dǎo)電片，其用鋁或鋁 合金制造，且對表面進(jìn)行干法蝕刻以及形成碳膜可在長的導(dǎo)電片的長度方向上相繼進(jìn)行。 根據(jù)此結(jié)構(gòu)，對表面進(jìn)行干法蝕刻以及形成碳膜關(guān)于長導(dǎo)電片相繼進(jìn)行，故可高效率地獲 得具有碳膜的片狀電極集電體。本發(fā)明的第二實(shí)施形態(tài)涉及一種用于制造覆蓋有碳膜的電極集電體的設(shè)備。該設(shè) 備包含腔，腔的內(nèi)部可減小壓力，腔中設(shè)置有蝕刻部分和碳膜形成部分，蝕刻部分對導(dǎo)電 性基材的表面進(jìn)行干法蝕刻，碳膜形成部分在蝕刻后的基材表面上形成碳膜；基材保持機(jī) 構(gòu)，其被布置在腔中并對基材進(jìn)行保持；氣體引入機(jī)構(gòu)，其將氟氣和惰性氣體引入腔，并被 結(jié)構(gòu)化為在腔中產(chǎn)生氟氣與惰性氣體以預(yù)定摩爾比混合的混合氣氛。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，在同一腔中適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行一組處理，包括對導(dǎo)電性基材的表面進(jìn)行蝕 刻的處理以及形成碳膜的處理。另外，氣體引入機(jī)構(gòu)被結(jié)構(gòu)化為在腔中產(chǎn)生氟氣和惰性氣 體以預(yù)定的摩爾比(體積比)混和的混合氣氛，故基材表面蝕刻速率(即蝕刻速度)能夠 得到提高。也就是說，這種結(jié)構(gòu)使得能夠提供一種制造設(shè)備，該設(shè)備使得電極集電體能夠高 效率地產(chǎn)生。在根據(jù)此實(shí)施形態(tài)的制造設(shè)備中，碳膜可實(shí)質(zhì)上用碳制造，氟氣和惰性氣體的混 合比可被調(diào)節(jié)，使得由碳膜形成部分形成的碳膜的氟含量不大于15at%。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，電 極集電體制造設(shè)備可被提供，其使得通過混入氟導(dǎo)致的碳膜電阻的增大得到抑制。在根據(jù)上面介紹的結(jié)構(gòu)的制造設(shè)備中，腔中的混合氣氛中的氟氣的比率可被調(diào) 節(jié)，以便位于包含端值的lmol%和15mol%的范圍內(nèi)。此結(jié)構(gòu)使得可以在腔中產(chǎn)生一種混 和氣氛，其中，碳膜中的氟含量可得到控制，使得其不超過15at%。在根據(jù)上面介紹的結(jié)構(gòu)的制造設(shè)備中，氟氣和惰性氣體的混合比率可被調(diào)節(jié)，使 得由碳膜形成部分形成的碳膜中的氟含量不大于10at%。另外，氟氣在腔中的混合氣氛中 的比率可被調(diào)節(jié)，以便不小于2mol%。在根據(jù)上面介紹的結(jié)構(gòu)的制造設(shè)備中，氟氣可以為選自CF4、SF6, CHF3的一種或多 于一種的氣體。CF4等氟氣產(chǎn)生極具活性的活性種，故可由此結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高的蝕刻速率。在根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的制造設(shè)備中，基材保持機(jī)構(gòu)可被結(jié)構(gòu)化為將基材相繼地傳送到 蝕刻部分之后的碳膜形成部分。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，可連續(xù)地獲得通過僅僅一次地使基材經(jīng)過腔 而在基材上形成碳膜的電極集電體。因此，可提供能夠甚至更為高效地制造集電體的制造 設(shè)備。在根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的制造設(shè)備中，碳膜形成部分可被結(jié)構(gòu)化為通過經(jīng)由物理氣相沉 積或化學(xué)氣相沉積在基材上沉積碳。本發(fā)明的第三實(shí)施形態(tài)涉及電極集電體，其通過包含以下步驟的方法制造在腔 中布置導(dǎo)電性基材；減小腔中的壓力；在腔中產(chǎn)生氟氣和惰性氣體的混合氣氛，并在該氣 氛中對所布置的基材的表面進(jìn)行干法蝕刻；在干法蝕刻后的基材的表面上形成實(shí)質(zhì)上用碳 制造的碳膜。另外，本發(fā)明的第四實(shí)施形態(tài)涉及一種通過一設(shè)備制造的電極集電體，該設(shè)備包 含腔，腔的內(nèi)部可減小壓力，腔中設(shè)置有蝕刻部分和碳膜形成部分，蝕刻部分對導(dǎo)電性基 材的表面進(jìn)行干法蝕刻，碳膜形成部分在蝕刻后的基材表面上形成碳膜；基材保持機(jī)構(gòu)，其 被布置在腔中并對基材進(jìn)行保持；氣體引入機(jī)構(gòu)，其將氟氣和惰性氣體引入腔，并被結(jié)構(gòu)化 為在腔中產(chǎn)生氟氣與惰性氣體以預(yù)定摩爾比混合的混合氣氛。本發(fā)明的第五實(shí)施形態(tài)涉及一種電池，其包含根據(jù)第三或第四實(shí)施形態(tài)的電極集 電體。此電極集電體包含陽極與陰極中的至少一種。此結(jié)構(gòu)使得甚至更好的電池性能能夠 展現(xiàn)出來。本發(fā)明的第六實(shí)施形態(tài)涉及一種車輛，其包含根據(jù)第五實(shí)施形態(tài)的電池。在車輛 中，此電池為車輛的電源。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，可獲得具有作為電源的重量輕、輸出高的電池的車輛。


由下面參照附圖對示例性實(shí)施例的介紹將會明了本發(fā)明的前述以及進(jìn)一步的目 的、特征和優(yōu)點(diǎn)，其中，類似的參考標(biāo)號用于表示類似的元件，在附圖中圖1為一原理圖，其示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)的概略 圖；圖2為一流程圖，其示出了根據(jù)示例性實(shí)施例制造電極的處理流程；圖3A、3B、3C、3D為工程剖視圖，其示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的電極制造過程；圖4示出了碳膜中的氟濃度和電阻之間的關(guān)系；圖5示出了碳膜中的氟濃度和添加的CF4的濃度之間的關(guān)系；圖6A示出了使用示例性實(shí)施例的陽極集電體的電池的放電特性；圖6B示出了使用比較性實(shí)例的陽極集電體的電池的放電特性；圖7為前視圖，其示出了繞卷電極體的實(shí)例的概略圖；圖8為一透視圖，其示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的二次電池的概略圖；以及圖9為一側(cè)視圖，其示出了具有示例性實(shí)施例的二次電池的車輛(汽車)的概略 圖。
具體實(shí)施例方式下面將參照附圖詳細(xì)介紹本發(fā)明的示例性實(shí)施例。圖中具有相同功能的元件和部 分將在說明書中用類似的參考標(biāo)號表示。順便提及，圖中的尺寸關(guān)系(即長度、寬度、厚度 等)不反映實(shí)際的尺寸關(guān)系。另外，說明書中沒有具體提及但實(shí)現(xiàn)本發(fā)明必需的主題(例 如涉及電極活性材料制造方法、調(diào)節(jié)構(gòu)成電極復(fù)合層的成分的方法、電解質(zhì)和分隔器的制 造方法和結(jié)構(gòu)、鋰二次電池和其他電池的結(jié)構(gòu)等的一般技術(shù))被理解為本領(lǐng)域技術(shù)人員基 于本領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)的設(shè)計(jì)主題。本發(fā)明的示例性實(shí)施例將在下面參照圖1詳細(xì)介紹、但不是為了特別進(jìn)行限制， 圖1作為實(shí)例使用了用于鋰二次電池(例如鋰離子電池)的陽極集電體(和陽極)使用主 要為鋁的箔狀基材(即鋁箔)制造的情況。圖1為一原理圖，其示出了根據(jù)此示例性實(shí)施 例的設(shè)備50的整體結(jié)構(gòu)的概略圖。根據(jù)此示例性實(shí)施例的設(shè)備50為用于制造由碳膜覆蓋的陽極集電體的設(shè)備。電 極集電體制造設(shè)備50包含腔51，其被結(jié)構(gòu)化為，其內(nèi)部的壓力可被減??；基材保持機(jī)構(gòu) 陽，其被布置在腔51中，并對導(dǎo)電性基材51進(jìn)行保持；氣體引入機(jī)構(gòu)M，其連接到腔51，并 將氟氣和惰性氣體引入腔51。另外，對基材表面進(jìn)行干法蝕刻的蝕刻部分52以及在蝕刻后 的基材表面上形成基本為碳的碳膜的碳膜形成部分56a、56b設(shè)置在腔51中。導(dǎo)電性基材12為長的箔狀導(dǎo)電片，其用例如鋁或鋁合金制造。這種導(dǎo)電片12從 供給軋輥58a拉出，并在基材保持機(jī)構(gòu)55上經(jīng)過一系列的處理(即蝕刻部分52的蝕刻處 理，碳膜形成部分56a、56b的碳膜形成處理)，此后，其由接收軋輥58b卷起。在導(dǎo)電片12 被傳送時(shí)向其施加恒定張力的張力軋輥59a、59b被設(shè)置在導(dǎo)電片12的傳送線上。基材保持機(jī)構(gòu)55被布置在腔51內(nèi)，以便在腔51中對導(dǎo)電片12進(jìn)行保持。在此 示例性實(shí)施例中，基材保持機(jī)構(gòu)55將導(dǎo)電片12相繼地傳送到蝕刻部分52之后的碳膜形成 部分56a、56b。也就是說，在此示例性實(shí)施例中，長導(dǎo)電片12由基材保持機(jī)構(gòu)55在一個(gè)方 向(即圖1中的順時(shí)針方向)上移動(dòng)，同時(shí)，蝕刻部分52和碳膜形成部分56a、56b被操作，
7使得蝕刻處理和碳膜形成處理在導(dǎo)電片12的長度方向上相繼進(jìn)行。結(jié)果，能夠連續(xù)獲得碳 膜在基材表面上形成的電極集電體10。另外，在基材表面上形成高導(dǎo)電性碳膜的效果在用 鋁或鋁合金基材制造的電極集電體(例如陽極集電體)中是顯著的，因?yàn)殇X或鋁合金容易氧化。氣體引入機(jī)構(gòu)M被結(jié)構(gòu)化為使得腔內(nèi)的氣氛和壓力可如希望中的調(diào)節(jié)，并將氟 氣和惰性氣體引入腔51。此氣體引入機(jī)構(gòu)M于是能夠在腔51中產(chǎn)生混合氣氛，其中，氟氣 和惰性氣體以預(yù)定的摩爾比來混合。順便提及，在所示的實(shí)例中，氣體引入機(jī)構(gòu)M將氟氣 和惰性氣體通過同一吹口引入腔51，但本發(fā)明不限于此。例如，氣體引入機(jī)構(gòu)M還可被結(jié) 構(gòu)化為通過分立的吹口引入惰性氣體和氟氣。另外，當(dāng)通過分立的吹口引入氟氣和惰性氣 體時(shí)，氣體引入機(jī)構(gòu)M還可被結(jié)構(gòu)化為有選擇地(局部地)將氟氣引入蝕刻部分52周圍的 區(qū)域，有選擇地(局部地)將惰性氣體引入碳膜形成部分56a、56b周圍的區(qū)域。通過這種 方式，可以通過不成比例地在腔51中分布氟氣和惰性氣體來有效地防止氟氣混入碳膜，這 將在下面介紹。結(jié)果，可以容易地調(diào)節(jié)碳膜中的氟濃度，使得其不大于15at%。順便提及， 本說明書中，“at%”指的是原子百分比。碳膜中氟(F)的原子百分比可使用例如XPS分析 方法或EDS分析方法容易地測量。引入腔51的氟氣不受特別限制。例如，選自CF4、SF6, CHF、C2F6, C3F8, C4F6, C4F8, C1F3、F2、COF2的一種或多于一種的氟氣可被使用。其中，CF4, SF6, CHF3氣體產(chǎn)生極具活性 的活性種(例如氟基(fluorine radical)和氟離子等)。弓I入腔51的惰性氣體也不受特別限制。例如，關(guān)于碳(C)具有惰性的惰性氣體可 被使用，因此，傾向于不產(chǎn)生與碳的反應(yīng)產(chǎn)物。這種惰性氣體的一個(gè)實(shí)例為氬(Ar)氣體。蝕刻部分52被設(shè)置在傳送導(dǎo)電片12的路徑的上游，并被結(jié)構(gòu)化為在片12被傳送 的同時(shí)對片(即基材)12的表面進(jìn)行干法蝕刻。干法蝕刻方法可以為根據(jù)相關(guān)技術(shù)的干法 蝕刻方法，不受特別限制。某些可能的實(shí)例包括活性離子蝕刻法、等離子體蝕刻法、離子束 蝕刻法。例如，當(dāng)使用活性離子蝕刻法時(shí)，蝕刻部分52可被結(jié)構(gòu)化為通過例如高頻波等的 等離子體產(chǎn)生手段將混合氣體——其為引入腔51的惰性氣體和氟氣的混合物——變?yōu)榈?離子體，并用由等離子體產(chǎn)生的微粒和離子對基材表面進(jìn)行轟擊。碳膜形成部分56a、56b被設(shè)置在導(dǎo)電片12被傳送的路徑的下游，并被結(jié)構(gòu)化為在 已經(jīng)由蝕刻部分52蝕刻的基材表面上形成實(shí)質(zhì)上為碳的碳膜。形成碳膜的方法可以為根 據(jù)相關(guān)技術(shù)的膜形成方法，不受特別限制。某些可能的實(shí)例包括物理氣象沉積方法(PVD 方法)，例如濺射方法或離子電鍍(AIP)方法；化學(xué)氣象沉積方法(CVD方法)，例如等離子 體CVD方法。例如，當(dāng)使用濺射方法時(shí)，碳膜形成部分56a、56b可被結(jié)構(gòu)化為，將碳用作靶 材(target)，通過在氟氣和惰性氣體的混合氣氛中進(jìn)行濺射，在基材表面上形成碳膜。順 便提及，在此示例性實(shí)施例中，碳膜形成部分56a、56b被布置為分立在腔51中的兩個(gè)位置。 以這種方式在腔中的多個(gè)位置布置碳膜形成部分56a、56b使得具有希望的厚度的碳膜能 夠容易地形成，而不減小片12被傳送的速度。下面，除圖1以外，將參照圖2的流程圖、圖3A-3D的工程截面圖介紹使用如上所 述的電極集電體制造設(shè)備50制造陽極集電體和陽極的方法。制造設(shè)備50使用混合氣體， 其以5 95的體積比包含含氯氟烴(chlorofluorocarbon) (CF4)氣體和例如氬(Ar)氣的 惰性氣體，作為用于上面介紹的蝕刻的凈化氣體(clean gas) 0
首先，在步驟SlO中，導(dǎo)電性基材(即導(dǎo)電片)12被布置在腔51中。在此示例性 實(shí)施例中，大約為10 μ m到30 μ m厚的金屬箔(在這種情況下為鋁箔)被制備為導(dǎo)電片12， 從腔51中的供給軋輥58a拉出并設(shè)置在基材保持機(jī)構(gòu)55上。順便提及，由于基材(即鋁 箔)12的表面14在暴露到空氣時(shí)立即氧化，其由氧化膜(例如Al2O3)或油脂等覆蓋，如圖 3A所示。接下來在步驟S20中，腔51中的壓力降低，在腔51中產(chǎn)生氟氣和惰性氣體的混合 氣氛，所布置的基材的表面在此氣氛中受到干法蝕刻。在此示例性實(shí)施例中，混合氣體—— 其以5 95的體積比包含含氯氟烴(CF4)氣體和例如氬(Ar)氣的惰性氣體——在腔中的 壓力降低(例如通過抽真空)后被供到腔51，導(dǎo)電片(即基材)12的表面在混合氣氛中被 蝕刻。具體而言，蝕刻部分52被操作，混合氣體的等離子體(CF4/Ar氣體)在導(dǎo)電片(即 基材)12上產(chǎn)生，基材表面用由此等離子體產(chǎn)生的微粒和離子轟擊。結(jié)果，基材12的表面 14被蝕刻，使得覆蓋基材表面的氧化物膜(例如Al2O3)或油脂等可被移除，如圖:3B所示。此時(shí)，在本示例性實(shí)施例的設(shè)備50中，CF4/Ar混合氣體作為用于蝕刻的凈化氣體 被供到腔51中，使得蝕刻速率與僅僅供給氬(Ar)氣時(shí)相比可得到提高。例如，在此示例性 實(shí)施例中，CF4氣體混合在凈化氣體中，因此，不僅僅作為活性種(例如0&或？基等)轟擊 的結(jié)果進(jìn)行物理蝕刻，也可與此物理蝕刻同時(shí)進(jìn)行活性種等的物理蝕刻。結(jié)果，氧化物膜可 從基材表面迅速(且高效地)移除。接下來，在步驟S30中，實(shí)質(zhì)上為碳的碳膜16在蝕刻后的基材12的表面上形成。 在此示例性實(shí)施例中，碳膜形成部分56a、56b被操作，將碳用作靶材進(jìn)行濺射。濺射條件可 被設(shè)置為，例如，混合氣壓為0. lPa，濺射功率為400W。結(jié)果，碳膜16可在基材12的表面上 形成，如圖3C所示。因此形成的碳膜16可以為至少不包含非導(dǎo)電有機(jī)聚合物材料的碳膜，或甚至上 不包含有機(jī)成分的碳膜。碳膜16也可為實(shí)質(zhì)上僅僅包含碳的碳膜。碳膜的結(jié)構(gòu)不受特別 限定。例如，該結(jié)構(gòu)可以為非晶態(tài)結(jié)構(gòu)、石墨結(jié)構(gòu)或二者的組合。碳膜16的厚度不受特別限制，只要其厚到足夠均勻地覆蓋基材。例如，碳膜可以 為大約Inm到IOOnm厚，但通?？梢詾榇蠹s3nm到20nm(例如3nm到lOnm)厚。如果碳膜 太厚，使用此電極制造的電池的能量密度傾向于降低，碳膜的強(qiáng)度傾向于不足。順便提及， 碳膜的厚度可通過調(diào)節(jié)碳膜形成的條件(例如沉積條件)適當(dāng)?shù)厥艿娇刂?。類似于圖1所示的設(shè)備，當(dāng)蝕刻處理和碳膜形成處理在同一腔51中進(jìn)行時(shí)，氟混 合在所獲得的碳膜16中，因?yàn)樘寄ば纬商幚碓贑F4/Ar氣氛中進(jìn)行。在這種情況下，碳膜中 的氟濃度可受到控制(調(diào)節(jié))，使得其不大于15at(% )(更為優(yōu)選的是，不大于IOat % )。 這使得可以抑制由于混入氟引起的碳膜16的電阻增大。圖4示出了檢查電阻率(Ω Xcm)和碳膜中的氟濃度(at% )之間的關(guān)系獲得的結(jié) 果。在檢查這些結(jié)果時(shí)，本申請的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，碳膜的電阻率在碳膜中的氟濃度超過15at% 時(shí)迅速增大。然而，當(dāng)碳膜中的氟濃度被控制(調(diào)節(jié))為使其不大于15at%時(shí)，碳膜電阻率 的增大可得到抑制。然而，如果碳膜中的氟濃度被控制(調(diào)節(jié))為使其不大于10at%，電 阻率幾乎不增大，并可保持為基本上與不含氟的碳膜相同的水平。也就是說，通過控制(調(diào) 節(jié))碳膜16中的氟濃度以使其不大于15at% (更為優(yōu)選的是，不大于10at% )，可在蝕刻 處理中保持高的蝕刻速率，同時(shí)，在碳膜形成過程中，由于混入氟導(dǎo)致的碳膜電阻增大可受到抑制。順便提及，碳膜中的氟濃度可通過適當(dāng)調(diào)節(jié)腔51中惰性氣體和氟氣的混合比容 易地控制(調(diào)節(jié))。圖5為一圖表，其示出了混合氣體中加入的含氯氟烴(CF4)的濃度 (vol和碳膜中的氟含量(at%)之間的關(guān)系。如圖所示，為了控制(調(diào)節(jié))碳膜中的氟 濃度使得其不大于例如15at%，腔51中的混合氣氛中氟氣(例如CF4氣體)的比被調(diào)節(jié)為 使其不大于l5mol% (例如1到l5mol% )，優(yōu)選為不大于IOmol % (例如1到IOmol % )。 例如，氟氣(例如CF4氣體)與惰性氣體(此情況下的Ar氣)的混合比可被調(diào)節(jié)為1 99 到15 85，更為優(yōu)選的是1 99到10 90。具體而言，當(dāng)控制(調(diào)節(jié))碳膜中的氟氣濃 度使其不大于10at%時(shí)，腔51中的混合氣氛中氟氣(即CF4氣體)的比可被調(diào)節(jié)為不大于 5mol % (例如1到5mol % )。例如，氟氣(例如CF4氣體)與惰性氣體(此情況中的Ar氣) 的混合比(摩爾比或體積比)可被調(diào)節(jié)為1 99到5 95。另外，當(dāng)混合氣氛中氟氣(例 如CF4氣體)的濃度小于Imol^時(shí)，氟氣混合物獲得的效果低，故混合氣氛中的氟氣濃度可 以為2m0l%或更高。例如，氟氣(例如CF4氣體)與惰性氣體(這種情況下的Ar氣)的混 合比可被調(diào)節(jié)為2 98到15 85，更為優(yōu)選的是2 98到10 90，甚至更為優(yōu)選的是 2 98到5 95。順便提及，腔51中混合氣氛中的氟氣(例如CF4氣體)的比和碳膜中 的氟濃度之間的關(guān)系可依賴于所用電極集電體制造設(shè)備的結(jié)構(gòu)(例如供給氣體的流速、混 合氣氛的壓力、濺射功率等)而不同，故混合比實(shí)際可略微落在上述優(yōu)選混合比范圍之外。通過這種方式，可在步驟S40中獲得碳膜16設(shè)置在基材(即鋁箔)12表面上的電 極集電體(此實(shí)例中的陽極集電體10)。因此，上面介紹的步驟可被理解為制造電極集電體 10的處理。根據(jù)此示例性實(shí)施例的制造方法，首先通過蝕刻處理移除氧化物膜以及自然在導(dǎo) 電性基材12表面上形成的類似物，接著，在基材12的表面上形成高導(dǎo)電性碳膜16。因此， 關(guān)于例如電極復(fù)合層(即包含電極活性材料的層)具有優(yōu)越集電性能的電極集電體可被制 造。另外，使用腔51中的氟氣和惰性氣體的混合氣氛進(jìn)行蝕刻處理增大了基材表面蝕刻速 率(即蝕刻速度)。結(jié)果，氧化物膜和基材表面上形成的類似物可被迅速移除，由此使得適 合用于本發(fā)明目的的具有碳膜16的電極集電體10能被高效制造。另外，在圖1所示設(shè)備的結(jié)構(gòu)中，蝕刻處理和碳膜形成處理在同一腔51中進(jìn)行。因 此，通過使基材12僅僅一次地經(jīng)過腔51，可獲得碳膜16在基材12上形成的電極集電體10， 這進(jìn)一步改進(jìn)了具有碳膜16的電極集電體10的生產(chǎn)能力。另外，在此示例性實(shí)施例中，導(dǎo) 電性基材12為用鋁形成的長的箔狀導(dǎo)電片12，蝕刻處理和碳膜形成處理在長導(dǎo)電片的長 度方向上相繼進(jìn)行。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，蝕刻處理和碳膜形成處理在長導(dǎo)電片12上相繼進(jìn)行，故 具有碳膜16的片狀電極集電體可更為高效地獲得。另外，在示例性實(shí)施例的設(shè)備的結(jié)構(gòu)中，碳膜形成處理在氟氣和惰性氣體的混合 氣氛中進(jìn)行，故氟可混合在所獲得的碳膜16中。然而，即使在這種情況下，氟被混入引起的 碳膜電阻增大可被抑制，故可通過控制形成碳膜的條件(例如，調(diào)節(jié)腔中混合氣氛中的氟 氣的比，使得其不大于15m0l%)以使碳膜中的氟濃度不大于15at% (更為優(yōu)選的是，不大 于10at% )，在基材表面上形成高導(dǎo)電性碳膜，。繼續(xù)，下面將重新參照圖2介紹使用通過這種方式在表面上形成碳膜16的電極集 電體10制造電極100的處理。也就是說，在步驟S50中，陽極復(fù)合層20在以如上所述方式獲得的電極集電體10上形成。在此示例性實(shí)施例中，首先，采用膏劑形式的電極復(fù)合物被 調(diào)節(jié)并被施加在陽極集電體10上，在該膏劑中，已經(jīng)混合了陽極活性材料的粉末和根據(jù)需 要使用的構(gòu)成陽極復(fù)合層的其它成分(例如導(dǎo)電材料或粘結(jié)劑)，其已被分散(例如溶解) 在合適的分散介質(zhì)中。分散介質(zhì)可以為水或?qū)⑺鳛槠渲饕煞值幕旌先軇?，或?yàn)榉撬袡C(jī)介質(zhì)(例如 N-甲基吡咯烷酮(N-methylpyrrolidone))。另外，例如通過使用合適的施加裝置(例如窄 縫涂敷器、模壓涂敷器或缺角輪(comma)涂敷器)將預(yù)定量的膏劑電極混合物以均勻的厚 度涂敷在陽極集電體10上，施加膏劑電極混合物。接著，通過使用合適的干燥裝置對膏劑電極復(fù)合物進(jìn)行干燥(例如以70到 200°C)來移除膏劑電極復(fù)合物中的分散介質(zhì)。于是，如圖3D所示，通過將分散介質(zhì)從膏劑 電極元件移除來形成包含陽極活性材料的陽極復(fù)合層20。通過這種方式，在陽極集電體10表面上形成陽極復(fù)合層的陽極片(即陽極)100 可在步驟S60中獲得。順便提及，在干燥之后，陽極復(fù)合層20的厚度和密度可根據(jù)需要通 過合適的壓制處理(例如輥式壓制處理)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。接著，將參照圖7、8所示的概略圖來介紹使用根據(jù)本發(fā)明的方法生產(chǎn)的陽極(即 陽極片)100制造的鋰二次電池的示例性實(shí)施例。制造此鋰二次電池的方法將根據(jù)上面介 紹的方法制造的陽極集電體用作陽極集電體。如圖所示，根據(jù)此示例性實(shí)施例的鋰離子電池1000包含用金屬制造的箱體 (case) 110(此箱體可作為替代地用樹脂或?qū)盈B膜制造)。此箱體(外容器)具有平坦的 矩形平行六面體箱體主體120，其上端是敞開的；蓋子130，其閉合敞開的部分。電氣連接 到繞卷電極體90的陽極的正端子170和電氣連接到繞卷電極體90的陰極的負(fù)端子180被 設(shè)置在箱體110的上表面(即蓋子130)上。平坦繞卷的電極體90——其通過層疊并繞卷 長的片狀陽極(即陽極片)100和長的片狀陰極(即陰極片)80以及兩個(gè)長的片狀分隔器 (即分隔器片)，并接著將所獲得的繞卷體從一側(cè)擠壓以便使其平坦來制造——被裝在箱體 110 內(nèi)。陽極片100和陰極片80各自具有這樣的結(jié)構(gòu)電極復(fù)合層——其具有作為主要成 分的電極活性材料——被設(shè)置在長的片狀電極集電體的雙側(cè)。在電極片100和80的寬度 方向的一端，形成在任一側(cè)沒有電極復(fù)合層的部分。在層疊過程中，陽極片100和陰極片80 疊放，同時(shí)，在寬度方向上輕微偏移，使得陽極片100的沒有陽極復(fù)合層的部分和陰極片80 的沒有陰極復(fù)合層的部分從分隔器60的寬度方向的兩側(cè)伸出。結(jié)果，陽極片100和陰極片 80的沒有電極復(fù)合層的部分伸到繞卷的芯部分92的外側(cè)(也就是說，陽極片100的形成陽 極復(fù)合層的部分和陰極片80的形成陰極復(fù)合層的部分以及兩個(gè)分隔器片60緊密地繞卷在 一起)。陽極引線端子70設(shè)置在陽極伸出部分100A(即不形成陽極復(fù)合層的部分)上，陰 極引線端子81設(shè)置在陰極側(cè)伸出部分80A(即不形成陰極復(fù)合層的部分)上。陽極引線端 子71電氣連接到正端子170，陰極引線端子81電氣連接到負(fù)端子180。順便提及，除構(gòu)成繞卷電極體90的陽極片100以外的構(gòu)成元件不受特別限制，可 以與根據(jù)相關(guān)技術(shù)的鋰離子電池的電極體相同。例如，陰極片80可通過向長的陰極集電 體施加陰極復(fù)合層來形成，陰極復(fù)合層主要成分為用于鋰電池的陰極活性材料。銅箔或適 合用作陰極的其他金屬箔可被合適地用作陰極集電體?？墒褂玫年帢O活性材料不限于鋰離子電池中使用的一種或兩種或更多種材料。某些實(shí)例包括碳材料，例如石墨碳或非晶碳、 鋰-過渡金屬復(fù)合氧化物(例如鋰-鈦復(fù)合氧化物)、鋰-過渡金屬氮化物。例如，合適的 陰極片80可通過以通常的方式在用作集電體的一片長銅箔的表面上的預(yù)定區(qū)域形成陰極 復(fù)合層來獲得，陰極復(fù)合層的主要成分為石墨，(例如，質(zhì)量上98%的石墨，質(zhì)量上的丁 苯橡膠，質(zhì)量上的羧甲基纖維素(carboxymethylcellulose))。另外，陽極片100和陰極片80之間使用的分隔器片60的一個(gè)實(shí)例為多孔聚烯烴 (polyolefin)樹脂分隔器片。例如，可以使用大概5到30 μ m(例如25 μ m)厚的復(fù)合樹脂 (例如，聚乙烯(polyethylene)等聚烯烴)多孔分隔器片。順便提及，當(dāng)固體電解質(zhì)或凝膠 狀電解質(zhì)用作電解質(zhì)時(shí)，分隔器可能是不必要的(也就是說，在這種情況下，電解質(zhì)自身能 用作分隔器)。接著，繞卷電極體90通過主體120的上端的敞開部分被放置在箱體主體120中， 包含合適的電解質(zhì)的電解質(zhì)溶液被布置(灌注)在箱體主體120中。電解質(zhì)為鋰鹽，例如 LiPF6。例如，合適的量(例如IM濃度)的LiPF6等鋰鹽可溶解在例如碳酸二乙酯(diethyl carbonate)和碳酸次乙酯(ethylene carbonate)混合溶劑的非水電解質(zhì)溶液中。于是，通過借助熔接等將蓋子130固定在合適的位置，對敞開部分進(jìn)行密封，因 此，完成根據(jù)此示例性實(shí)施例的鋰離子電池1000的組裝。密封箱體110的處理和布置(灌 注)電解質(zhì)的處理可以與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)制造鋰離子電池的方法相同，不對本發(fā)明進(jìn)行限 制。通過這種方式，完成根據(jù)此示例性實(shí)施例的鋰離子電池1000的構(gòu)建。因此構(gòu)建的電池表現(xiàn)出優(yōu)良的電池性能，因?yàn)槠渚哂羞@樣的電極集電體10:其 中，基材10的表面由碳膜16覆蓋，且其具有關(guān)于電極復(fù)合層20 (即包含電極活性材料的 層)的優(yōu)良集電性能。例如，通過使用此電極集電體構(gòu)建電池，可提供具有優(yōu)良輸出特性的 電池。作為實(shí)例進(jìn)行下面的試驗(yàn)，以便驗(yàn)證可通過使用根據(jù)本發(fā)明的制造方法生產(chǎn)的陽 極集電體來制造電池來構(gòu)建具有優(yōu)越輸出特性的電池(例如鋰二次電池)。也就是說，將鋁箔用作基材，接著，對該基材的表面進(jìn)行蝕刻，在蝕刻后的表面上 形成預(yù)定厚度的碳膜(膜厚度10nm)，制造陽極集電體。蝕刻處理和碳膜形成處理使用通 用的ECR濺射設(shè)備來進(jìn)行。蝕刻和碳膜形成條件如下。以0.1 的恒定壓力引入以5 95 的體積比(摩爾比)包含CF4和Ar的混合氣體(以20ml/min的氣體流速)，濺射功率為 400W，將固體碳用作靶材。順便提及，當(dāng)用EDS分析方法測量時(shí)，以這種方式構(gòu)成的碳膜中 的氟濃度大約為IOat%。接著，使用所制造的陽極集電體制造評估用電池(即鋰二次電池)，并對 電池的放電特性進(jìn)行評估。具體而言，通過將質(zhì)量比89%的鋰-鎳氧化物作為陽 極活性材料、質(zhì)量比5%的乙炔黑作為陽極導(dǎo)電劑、質(zhì)量比5%的PTPE(聚四氟乙 烯(polytetrafluoroethylene))作為陽極粘結(jié)劑、質(zhì)量比1 %的CMC (羧甲基纖維素 (carboxymethylcellulose))作為增稠劑分散到合適的溶劑中來調(diào)節(jié)陽極材料膏劑，并將 此膏劑施加到陽極集電體上的碳膜上，制造陽極材料層被設(shè)置在陽極集電體的兩側(cè)的陽極 片。同時(shí)，陰極材料層設(shè)置在陰極集電體兩側(cè)的陰極片通過以下方式制造通過將質(zhì)量比 98%的石墨、質(zhì)量比的SBR(丁苯橡膠)作為陰極粘結(jié)劑、質(zhì)量比的CMC作為增稠劑 分散到合適的溶劑中來調(diào)節(jié)陰極材料膏劑，并將此膏劑施加到陰極集電體(銅箔)。于是，通過繞卷陰極片和陽極片以及其間的兩個(gè)分隔器片(即多孔聚丙烯)來制造繞卷電極體。 接著，通過這種方式獲得的繞卷電極體被放在電池箱體中(18650型電池)。接著，通過將 電解質(zhì)溶液經(jīng)注入孔灌注到電池箱體中并密封注入孔來構(gòu)建測試鋰二次電池(實(shí)例)。對 于電解質(zhì)溶液，使用大約IM的LiPF6已經(jīng)溶解在其中的50ml的碳酸次乙酯和碳酸二乙酯 的1 1(質(zhì)量比)混合溶劑。順便提及，對于比較性實(shí)例，鋰二次電池使用不具有碳膜的 陽極集電體制造。除了使用不具有碳膜的陽極集電體以外，比較性實(shí)例的鋰二次電池與示 例性實(shí)施例的電池相同。接著，在上面介紹的比較性實(shí)例和示例性實(shí)施例的測試電池上進(jìn)行放電特性測 試，并評估放電速率特性。放電特性測試條件為，測量溫度為25°C，電流密度為IC，1. 5mA/ go結(jié)果如圖6A、6B所示。順便提及，圖中的水平軸表示容量密度(mAh/g)，圖中的豎直軸表 示電壓(V)0如圖6B所示，使用不具有碳膜的陽極集電體制造的電池顯示出接近150mAh/g的 放電容量，甚至在IOC放電速率下保持大約120mAh/g的放電容量。然而，在20C的放電速 率——其為極高電流密度——時(shí)，容量急劇下降，放電容量下降到70mAh/g左右。相反，如圖6A所示，使用根據(jù)本發(fā)明的制造方法制造的電極集電體的電池(示例 性實(shí)施例)顯示接近150mAh/g的放電容量，其與比較性實(shí)例中相同，甚至在IOC放電速 率下保持125mAh/g左右的放電容量。另外，甚至在20C的放電速率——其為極高電流密 度——下，不存在容量中的大的下降。相反，100mAh/h的放電容量能被保持。也就是說，在 20C放電速率下，電池輸出特性可急劇提高。這驗(yàn)證了具有優(yōu)越輸出特性(高速率特性)的 電池可使用根據(jù)本發(fā)明的制造方法制造的陽極集電體制造。另外，進(jìn)行下面的實(shí)驗(yàn)，以便驗(yàn)證基材表面蝕刻速率能夠通過在腔51中創(chuàng)建混合 氣氛而提高，在混合氣氛中，氟氣和惰性氣體混合。也就是說，使用通用的ECR濺射設(shè)備在 其上形成了大約5nm厚度氧化物膜的鋁箔上進(jìn)行蝕刻。測量從鋁箔移除氧化物膜花費(fèi)的時(shí) 間，計(jì)算蝕刻速率。蝕刻條件如下。以5 95的體積比包含CF4和Ar的混合氣體以0.1 的恒定壓力被引入(以20ml/min的氣體流速)，濺射功率為400MHz下的200W。結(jié)果顯示， 當(dāng)在CF4/Ar混合氣氛中進(jìn)行蝕刻時(shí)，蝕刻速率大約為185nm/min，故證實(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)20nm/ min到40nm/min的蝕刻速率，其使得蝕刻過程能夠適合連續(xù)制造地在線進(jìn)行。盡管以前面的示例性實(shí)施例介紹了本發(fā)明，本發(fā)明不限于這些示例性實(shí)施例。也 就是說，多種修改自然是可行的。例如，蝕刻部分的干法蝕刻方法不限于上面所述的反應(yīng)離子蝕刻方法。例如，也可 使用等離子體蝕刻方法或粒子束蝕刻方法等。當(dāng)使用例如等離子體蝕刻方法時(shí)，蝕刻部分 可被結(jié)構(gòu)化為通過與來自被引入腔中的惰性氣體和氟氣的混合氣體的等離子體中的活化 原子(即微粒)的化學(xué)反應(yīng)來蝕刻基材表面。當(dāng)使用例如粒子束蝕刻時(shí)，蝕刻部分可被結(jié)構(gòu)化為，通過用引入腔的氟氣和惰性 氣體的混合氣氛中的惰性氣體(例如Ar)離子束轟擊基材表面，通過濺射來對基材表面進(jìn) 行物理蝕刻。在這種情況下，基材表面蝕刻速率可提高，如果用離子轟擊的基材周圍存在氟 氣的話?；蛘?，蝕刻部分可被結(jié)構(gòu)化為，通過用惰性氣體和氟氣的混合氣體的離子束對之進(jìn) 行轟擊，對基材表面進(jìn)行蝕刻。另外，在上面介紹的實(shí)例中，所介紹的電極集電體主要為陽極集電體。然而，無論電極為陽極還是陰極，可應(yīng)用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)。也就是說，本發(fā)明還提供了制造具有碳膜的 陰極集電體的方法以及制造該陰極集電體的設(shè)備。當(dāng)電極集電體為陰極集電體時(shí)，根據(jù)示 例性實(shí)施例的制造方法，導(dǎo)電基材(例如銅箔)的表面首先通過蝕刻來清洗，接著，在基材 (例如銅箔)的表面上形成高導(dǎo)電性碳膜。這使得例如良好地附著到陰極復(fù)合層(即包含 陰極活性材料的層)的陰極能被高效制造。 順便提及，如上面所介紹的，根據(jù)此示例性實(shí)施例的電池(例如鋰離子電池)表現(xiàn) 出極佳的電池特性(例如，低內(nèi)阻、高輸出特性、高耐久性中的至少一個(gè))和穩(wěn)定的品質(zhì)，這 使得其特別適合用于例如汽車的車輛上的電動(dòng)機(jī)(電氣電動(dòng)機(jī))用電源。因此，本發(fā)明提 供了一種車輛(例如汽車，特別是具有電動(dòng)機(jī)的車輛，例如混合動(dòng)力車，電氣車輛或燃料電 池車輛)1，其將電池(例如串聯(lián)連接在一起的多個(gè)電池構(gòu)成的電池組)1000用作電源，如圖 9中的概略圖所示。
權(quán)利要求
1.一種制造用碳膜覆蓋的電極集電體的方法，其特征在于包含在腔中布置導(dǎo)電性基材；降低腔中的壓力；在腔中產(chǎn)生氟氣和惰性氣體的混合氣氛，在該氣氛中對所布置基材的表面進(jìn)行干法蝕刻；以及在干法蝕刻后的基材的表面上形成碳膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的制造方法，其中，碳膜實(shí)質(zhì)上用碳來制造。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的制造方法，其中，在同一腔中進(jìn)行對基材表面的干法蝕刻以及 形成碳膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的制造方法，其中，腔中氟氣和惰性氣體的混合比被調(diào)節(jié)為使得通 過形成碳膜而獲得的碳膜中的氟濃度不大于15at%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)的制造方法，其中，氟氣在腔中的混合氣氛中的比率 被調(diào)節(jié)為位于包含端值的Imol %和15mol%之間的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的制造方法，其中，腔中氟氣與惰性氣體的混合比被調(diào)節(jié)為使得通 過形成碳膜而獲得的碳膜中的氟濃度不大于10at%。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的制造方法，其中，氟氣在腔中的混合氣氛中的比率被調(diào)節(jié)為不小 于 2mol%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)的制造方法，其中，氟氣為選自CF4、SF6,CHF3的一 種或多于一種的氣體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)的制造方法，其中，形成碳膜通過經(jīng)由物理氣相沉積 或化學(xué)氣相沉積在基材上沉積碳來進(jìn)行。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任意一項(xiàng)的制造方法，其中，導(dǎo)電性基材為用鋁或鋁合金制造的長的箔狀導(dǎo)電片；且對表面進(jìn)行干法蝕刻以及形成碳膜在長導(dǎo)電片的長度方向上相繼進(jìn)行。
11.一種用于制造覆蓋有碳膜的電極集電體的設(shè)備，其特征在于包含腔，腔的內(nèi)部可減小壓力，腔中設(shè)置有蝕刻部分和碳膜形成部分，蝕刻部分對導(dǎo)電性基 材的表面進(jìn)行干法蝕刻，碳膜形成部分在蝕刻后的基材表面上形成碳膜；基材保持機(jī)構(gòu)，其被布置在腔中并對基材進(jìn)行保持；以及氣體引入機(jī)構(gòu)，其將氟氣和惰性氣體引入腔，并被結(jié)構(gòu)化為在腔中產(chǎn)生氟氣與惰性氣 體以預(yù)定摩爾比混合的混合氣氛。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的制造設(shè)備，其中，碳膜實(shí)質(zhì)上用碳制造。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12的制造設(shè)備，其中，氟氣和惰性氣體的混合比被調(diào)節(jié)為使 得由碳膜形成部分形成的碳膜的氟含量不大于15at%。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13中任意一項(xiàng)的制造設(shè)備，其中，氟氣在腔中的混合氣氛中的 比率被調(diào)節(jié)為位于包含端值的Imol^和15m0l%之間的范圍內(nèi)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的制造設(shè)備，其中，氟氣和惰性氣體的混合比被調(diào)節(jié)為使得由碳 膜形成部分形成的碳膜中的氟含量不大于10at%。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的制造設(shè)備，其中，氟氣在腔中的混合氣氛中的比率被調(diào)節(jié)為不 小于2mol%。
17.根據(jù)權(quán)利要求11至16中任意一項(xiàng)的制造設(shè)備，其中，氟氣為選自CF4、SF6、CHF3的 一種或多于一種的氣體。
18.根據(jù)權(quán)利要求11至17中任意一項(xiàng)的制造設(shè)備，其中，基材保持機(jī)構(gòu)被結(jié)構(gòu)化為 將基材相繼地傳送到蝕刻部分之后的碳膜形成部分。
19.根據(jù)權(quán)利要求11至18中任意一項(xiàng)的制造設(shè)備，其中，碳膜形成部分被結(jié)構(gòu)化為經(jīng) 由物理氣相沉積或化學(xué)氣相沉積在基材上沉積碳。
20.一種電極集電體，其特征在于通過使用根據(jù)權(quán)利要求1至10中任意一項(xiàng)的制造方 法來制造。
21.一種電極集電體，其特征在于由根據(jù)權(quán)利要求11至19中任意一項(xiàng)的制造設(shè)備來制造。
22.—種電池，其特征在于包含根據(jù)權(quán)利要求20或21的電極集電體，其中，電極集電體 包含陽極或陰極中的至少一種。
23.—種車輛，其特征在于包含根據(jù)權(quán)利要求22的電池，其中，電池為車輛的電源。
全文摘要
一種制造電極集電體的設(shè)備(50)，其包含腔(51)，腔的內(nèi)部可減小壓力；基材保持機(jī)構(gòu)(55)，其對導(dǎo)電性基材(12)進(jìn)行保持；氣體引入機(jī)構(gòu)(54)，其將氟氣和惰性氣體引入腔(51)。腔(51)中設(shè)置蝕刻部分(52)和碳膜形成部分(56a)、(56b)，蝕刻部分(52)對基材(12)的表面進(jìn)行蝕刻，碳膜形成部分(56a)、(56b)在蝕刻后的基材(12)表面上形成碳膜。氣體引入機(jī)構(gòu)(54)被結(jié)構(gòu)化為在腔中產(chǎn)生氟氣與惰性氣體以預(yù)定摩爾比混合的混合氣氛。
文檔編號H01M4/66GK102089908SQ200980112129
公開日2011年6月8日 申請日期2009年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月3日
發(fā)明者內(nèi)田陽三 申請人:豐田自動(dòng)車株式會社