JP3216440B2 - 水素吸蔵能を有する合金厚膜製造装置およびその方法 - Google Patents
水素吸蔵能を有する合金厚膜製造装置およびその方法Info
- Publication number
- JP3216440B2 JP3216440B2 JP25246794A JP25246794A JP3216440B2 JP 3216440 B2 JP3216440 B2 JP 3216440B2 JP 25246794 A JP25246794 A JP 25246794A JP 25246794 A JP25246794 A JP 25246794A JP 3216440 B2 JP3216440 B2 JP 3216440B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- vapor
- hydrogen
- metal vapor
- hydrogen storage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Micromachines (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】マイクロマシン用の温度センサや
発生する水素圧を利用したマイクロアクチュエーターや
薄膜型エネルギー源としての２次電池用のＬａＮｉ5 な
どの水素吸蔵合金厚膜を製造する水素吸蔵能を有する合
金厚膜製造装置およびその方法に関する。
発生する水素圧を利用したマイクロアクチュエーターや
薄膜型エネルギー源としての２次電池用のＬａＮｉ5 な
どの水素吸蔵合金厚膜を製造する水素吸蔵能を有する合
金厚膜製造装置およびその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】水素吸蔵合金膜を負極に用いるニッケル
／水素２次電池は、鉛蓄電池やニッケル／カドミウム電
池などの２次電池と比較して、高容量化が可能であり、
しかも無公害であるため、新しい高性能電池として有望
である。
／水素２次電池は、鉛蓄電池やニッケル／カドミウム電
池などの２次電池と比較して、高容量化が可能であり、
しかも無公害であるため、新しい高性能電池として有望
である。
【０００３】かかる水素吸蔵合金膜としては、例えばＬ
ａＮｉ5 系合金膜が用いられている。このような水素吸
蔵合金膜は、例えばフラッシュ蒸着法やスパッタリング
法などを用いて作製されていた。しかしながら、いずれ
の製造方法を用いても、作製された水素吸蔵合金膜を負
極として使用すると、合金膜表面が電解液によって酸化
され、電池の寿命が非常に短いという問題があった。
ａＮｉ5 系合金膜が用いられている。このような水素吸
蔵合金膜は、例えばフラッシュ蒸着法やスパッタリング
法などを用いて作製されていた。しかしながら、いずれ
の製造方法を用いても、作製された水素吸蔵合金膜を負
極として使用すると、合金膜表面が電解液によって酸化
され、電池の寿命が非常に短いという問題があった。
【０００４】このような問題を解決する手法として、特
開平２−９８０４５号に開示される水素吸蔵合金電極製
造方法がある。この方法では、水素を含有する不活性ガ
ス雰囲気下でスパッタリングを行うことにより、水素吸
蔵合金膜を生成する。この製造方法によって生成された
水素吸蔵合金膜は、負極として用いたときに、水素の吸
放出に伴う崩壊がなく、比較的長い寿命を持つことがで
きる。
開平２−９８０４５号に開示される水素吸蔵合金電極製
造方法がある。この方法では、水素を含有する不活性ガ
ス雰囲気下でスパッタリングを行うことにより、水素吸
蔵合金膜を生成する。この製造方法によって生成された
水素吸蔵合金膜は、負極として用いたときに、水素の吸
放出に伴う崩壊がなく、比較的長い寿命を持つことがで
きる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特開平２−９８０４５号に開示される水素吸蔵合金電
極製造方法では、膜に発生する応力などとの関係から、
膜厚が１μｍ以上の良好な水素吸蔵合金厚膜を製造でき
なかった。すなわち、かかる製造方法によって膜厚が１
μｍ以上の水素吸蔵合金膜を製造すると、水素吸蔵合金
膜は水素を適切に吸収できず、水素化合物を適切に形成
できなかった。そのため、かかる製造方法によって得ら
れた水素吸蔵合金膜を用いた電池では、時代の要請に答
えることができる十分な充放電特性（容量）を得ること
ができないという問題がある。
た特開平２−９８０４５号に開示される水素吸蔵合金電
極製造方法では、膜に発生する応力などとの関係から、
膜厚が１μｍ以上の良好な水素吸蔵合金厚膜を製造でき
なかった。すなわち、かかる製造方法によって膜厚が１
μｍ以上の水素吸蔵合金膜を製造すると、水素吸蔵合金
膜は水素を適切に吸収できず、水素化合物を適切に形成
できなかった。そのため、かかる製造方法によって得ら
れた水素吸蔵合金膜を用いた電池では、時代の要請に答
えることができる十分な充放電特性（容量）を得ること
ができないという問題がある。
【０００６】本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑
みてなされ、例えば薄膜型２次電池の負極として用いた
ときに、当該電池に十分な容量を与えることができる水
素吸蔵合金電極や発生する水素圧を利用したマイクロア
クチュエーター用の厚膜を製造する水素吸蔵能を有する
合金厚膜製造装置およびその方法を提供することを目的
とする。
みてなされ、例えば薄膜型２次電池の負極として用いた
ときに、当該電池に十分な容量を与えることができる水
素吸蔵合金電極や発生する水素圧を利用したマイクロア
クチュエーター用の厚膜を製造する水素吸蔵能を有する
合金厚膜製造装置およびその方法を提供することを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述した従来技術の問題
点を解決し、上述した目的を達成するために、本発明の
水素吸蔵能を有する合金厚膜製造装置は、合金を構成す
る第１の金属蒸気と第２の金属蒸気とを励起してプラズ
マ状態にし、導電性部材に向かって出射するプラズマ化
手段と、前記プラズマ状態の合金を導電性部材に向けて
出射するのと同時に、前記導電性部材に向かって水素イ
オンを出射する水素イオン出射手段とを備えている。
点を解決し、上述した目的を達成するために、本発明の
水素吸蔵能を有する合金厚膜製造装置は、合金を構成す
る第１の金属蒸気と第２の金属蒸気とを励起してプラズ
マ状態にし、導電性部材に向かって出射するプラズマ化
手段と、前記プラズマ状態の合金を導電性部材に向けて
出射するのと同時に、前記導電性部材に向かって水素イ
オンを出射する水素イオン出射手段とを備えている。
【０００８】また、本発明の水素吸蔵能を有する合金厚
膜製造装置は、好ましくは、前記プラズマ化手段によっ
て励起を行う不活性ガス中において、第１の金属原料を
蒸発させて前記第１の金属蒸気を生成すると共に、第２
の金属原料を蒸発させて前記第２の金属蒸気を生成する
イオンプレーティング法を用いている。
膜製造装置は、好ましくは、前記プラズマ化手段によっ
て励起を行う不活性ガス中において、第１の金属原料を
蒸発させて前記第１の金属蒸気を生成すると共に、第２
の金属原料を蒸発させて前記第２の金属蒸気を生成する
イオンプレーティング法を用いている。
【０００９】また、本発明の水素吸蔵能を有する合金厚
膜製造装置は、好ましくは、前記第１の金属蒸気はラン
タン（Ｌａ）蒸気であり、前記第２の金属蒸気はニッケ
ル（Ｎｉ）蒸気である。
膜製造装置は、好ましくは、前記第１の金属蒸気はラン
タン（Ｌａ）蒸気であり、前記第２の金属蒸気はニッケ
ル（Ｎｉ）蒸気である。
【００１０】また、本発明の水素吸蔵能を有する合金厚
膜製造方法は、合金を構成する第１の金属蒸気と第２の
金属蒸気とを励起してプラズマ状態にし、導電性部材に
向かって出射するのと同時に、前記導電性部材に向かっ
て水素イオンを出射する。
膜製造方法は、合金を構成する第１の金属蒸気と第２の
金属蒸気とを励起してプラズマ状態にし、導電性部材に
向かって出射するのと同時に、前記導電性部材に向かっ
て水素イオンを出射する。
【００１１】また、本発明の水素吸蔵能を有する合金厚
膜製造方法は、好ましくは、前記第１の金属蒸気および
前記第２の金属蒸気をプラズマ状態にする励起を行う不
活性ガス中において、第１の金属液体を蒸発させて前記
第１の金属蒸気を生成すると共に、第２の金属液体を蒸
発させて前記第２の金属蒸気を生成するイオンプレーテ
ィング法を用いている。
膜製造方法は、好ましくは、前記第１の金属蒸気および
前記第２の金属蒸気をプラズマ状態にする励起を行う不
活性ガス中において、第１の金属液体を蒸発させて前記
第１の金属蒸気を生成すると共に、第２の金属液体を蒸
発させて前記第２の金属蒸気を生成するイオンプレーテ
ィング法を用いている。
【００１２】さらに、本発明の水素吸蔵能を有する合金
厚膜製造方法は、好ましくは、前記第１の金属蒸気はラ
ンタン（Ｌａ）蒸気であり、前記第２の金属蒸気はニッ
ケル（Ｎｉ）蒸気である。
厚膜製造方法は、好ましくは、前記第１の金属蒸気はラ
ンタン（Ｌａ）蒸気であり、前記第２の金属蒸気はニッ
ケル（Ｎｉ）蒸気である。
【００１３】
【作用】本発明の水素吸蔵能を有する合金厚膜製造装置
およびその方法では、例えば、イオンプレーティング法
を用いた場合には、例えば、第１の金属原料としてのラ
ンタンおよび第２の金属原料としてのニッケルが例えば
加熱されて蒸発し、ランタン蒸気およびニッケル蒸気が
プラズマ化手段に向かって移動する。
およびその方法では、例えば、イオンプレーティング法
を用いた場合には、例えば、第１の金属原料としてのラ
ンタンおよび第２の金属原料としてのニッケルが例えば
加熱されて蒸発し、ランタン蒸気およびニッケル蒸気が
プラズマ化手段に向かって移動する。
【００１４】ランタン蒸気およびニッケル蒸気は、プラ
ズマ化手段によって励起されてプラズマ状態になり、所
定の運動エネルギーを与えられて導電性部材に向かって
出射される。また、それと同時に、水素イオン出射手段
からは、導電性部材に向かって水素イオンが出射されて
いる。
ズマ化手段によって励起されてプラズマ状態になり、所
定の運動エネルギーを与えられて導電性部材に向かって
出射される。また、それと同時に、水素イオン出射手段
からは、導電性部材に向かって水素イオンが出射されて
いる。
【００１５】これらによって、導電性部材に対して、ラ
ンタンとニッケルの２元同時蒸着による成膜がなされ、
水素吸蔵合金厚膜が得られる。
ンタンとニッケルの２元同時蒸着による成膜がなされ、
水素吸蔵合金厚膜が得られる。
【００１６】
【実施例】実施態様 以下、本発明の実施態様に係わる水素吸蔵能を有する合
金厚膜製造装置およびその方法について説明する。
金厚膜製造装置およびその方法について説明する。
【００１７】図１は、本実施態様に係わる合金厚膜製造
装置の構成図である。図１に示すように、本実施態様に
係わる合金厚膜製造装置は、チャンバー１内にアルゴン
（Ａｒ）などの不活性ガスを導入し、全圧を１．０×１
０-4〜１．０×１０-3ｔｏｒｒとしている。チャンバー
１内には、ランタン（Ｌａ）を貯蔵したボート２と、ニ
ッケル（Ｎｉ）を貯蔵したボート３とが設けてある。ボ
ート２，３の近傍には、エミッション電流に応じて発熱
する電子線４，５がそれぞれ設けてある。電子線４には
１０〜２００ｍＡのエミッション電流が流れ、電子線５
には５〜１００ｍＡのエミッション電流が流れる。
装置の構成図である。図１に示すように、本実施態様に
係わる合金厚膜製造装置は、チャンバー１内にアルゴン
（Ａｒ）などの不活性ガスを導入し、全圧を１．０×１
０-4〜１．０×１０-3ｔｏｒｒとしている。チャンバー
１内には、ランタン（Ｌａ）を貯蔵したボート２と、ニ
ッケル（Ｎｉ）を貯蔵したボート３とが設けてある。ボ
ート２，３の近傍には、エミッション電流に応じて発熱
する電子線４，５がそれぞれ設けてある。電子線４には
１０〜２００ｍＡのエミッション電流が流れ、電子線５
には５〜１００ｍＡのエミッション電流が流れる。
【００１８】ボート２，３の上方には、Ｎｉ基板６が配
置してあり、Ｎｉ基板６には、ＤＣバイアス電源７から
所定のバイアス用電圧が印加してある。Ｎｉ基板６の上
方には、ヒータ８が設けてあり、ヒータ８によってＮｉ
基板６を５０〜５００℃に加熱する。
置してあり、Ｎｉ基板６には、ＤＣバイアス電源７から
所定のバイアス用電圧が印加してある。Ｎｉ基板６の上
方には、ヒータ８が設けてあり、ヒータ８によってＮｉ
基板６を５０〜５００℃に加熱する。
【００１９】ボート２，３とＮｉ基板６との間には、Ｒ
Ｆ（Radio Frequency)コイル９が設けてある。ＲＦコイ
ル９は、５０〜４００Ｗの高周波放電によるＲＦ励起に
よって、ボート２から蒸発したランタン蒸気とボート３
から蒸発したニッケル蒸気とをプラズマ状態にして、所
定の運動エネルギーを与えてＮｉ基板６に出射する。こ
れによって、Ｎｉ基板６上に水素吸蔵合金膜が形成され
る。
Ｆ（Radio Frequency)コイル９が設けてある。ＲＦコイ
ル９は、５０〜４００Ｗの高周波放電によるＲＦ励起に
よって、ボート２から蒸発したランタン蒸気とボート３
から蒸発したニッケル蒸気とをプラズマ状態にして、所
定の運動エネルギーを与えてＮｉ基板６に出射する。こ
れによって、Ｎｉ基板６上に水素吸蔵合金膜が形成され
る。
【００２０】チャンバー１には、さらに、イオンガン１
０が設けてある。イオンガン１０は、Ｎｉ基板６に向か
って、（加速電圧１０〜１５０ｋＶ）、（イオン電流１
〜５０ｍＡ）で、水素イオンＨ+ を打ち込む。
０が設けてある。イオンガン１０は、Ｎｉ基板６に向か
って、（加速電圧１０〜１５０ｋＶ）、（イオン電流１
〜５０ｍＡ）で、水素イオンＨ+ を打ち込む。
【００２１】本実施態様の作用について説明する。本実
施態様では、チャンバー１内には、アルゴン（Ａｒ）な
どの不活性ガスが導入してあり、全圧が１．０×１０-4
〜１．０×１０-3ｔｏｒｒになっている。また、Ｎｉ基
板６は、ヒータ８によって５０〜５００℃に加熱してあ
る。
施態様では、チャンバー１内には、アルゴン（Ａｒ）な
どの不活性ガスが導入してあり、全圧が１．０×１０-4
〜１．０×１０-3ｔｏｒｒになっている。また、Ｎｉ基
板６は、ヒータ８によって５０〜５００℃に加熱してあ
る。
【００２２】１０〜２００ｍＡのエミッション電流が電
子線４に流され、当該エミッションに応じて電子線４が
発熱し、これによってボート２に貯蔵してあるランタン
（Ｌａ）が蒸発する。また、５〜１００ｍＡのエミッシ
ョン電流が電子線５に流され、当該エミッションに応じ
て電子線５が発熱し、これによってボート３に貯蔵して
あるニッケル（Ｎｉ）が蒸発する。
子線４に流され、当該エミッションに応じて電子線４が
発熱し、これによってボート２に貯蔵してあるランタン
（Ｌａ）が蒸発する。また、５〜１００ｍＡのエミッシ
ョン電流が電子線５に流され、当該エミッションに応じ
て電子線５が発熱し、これによってボート３に貯蔵して
あるニッケル（Ｎｉ）が蒸発する。
【００２３】ボート２，３からＲＦコイル９に向かって
ランタン蒸気およびニッケル蒸気がＲＦコイル９に向か
って移動する。ランタン蒸気およびニッケル蒸気は、Ｒ
Ｆコイル９において、ＲＦ励起されてプラズマ状態にな
り、所定の運動エネルギーを与えられてＮｉ基板６の表
面に向かって出射される。このとき、ＲＦコイル９は、
５０〜４００Ｗの高周波放電によって、ランタン蒸気お
よびニッケル蒸気を励起する。
ランタン蒸気およびニッケル蒸気がＲＦコイル９に向か
って移動する。ランタン蒸気およびニッケル蒸気は、Ｒ
Ｆコイル９において、ＲＦ励起されてプラズマ状態にな
り、所定の運動エネルギーを与えられてＮｉ基板６の表
面に向かって出射される。このとき、ＲＦコイル９は、
５０〜４００Ｗの高周波放電によって、ランタン蒸気お
よびニッケル蒸気を励起する。
【００２４】それと同時に、イオンガン１０からＮｉ基
板６の表面に向かって、水素イオンＨ+ が出射される。
これらによって、Ｎｉ基板６の表面に対して、ランタン
とニッケルとの２元同時蒸着による成膜がなされる。
板６の表面に向かって、水素イオンＨ+ が出射される。
これらによって、Ｎｉ基板６の表面に対して、ランタン
とニッケルとの２元同時蒸着による成膜がなされる。
【００２５】その後、チャンバー１内の水素雰囲気中に
おいて、５００〜１０００℃で１〜３０時間だけ熱処理
することにより、Ｎｉ基板６の表面にＣａＣｕ5 の結晶
構造を有する水素吸蔵合金膜が形成される。このとき、
水素吸蔵合金膜の膜厚は１〜１００μｍである。また、
かかる水素吸蔵合金膜を電池の電極膜として用いて、電
池の充放電試験を実施したところ３００〜２１００ｍＡ
ｈ／ｃｍ3 の容量が得られ、１００サイクル充放電を繰
り返したところ、容量は２００〜１８００ｍＡｈ／ｃｍ
3 になる。
おいて、５００〜１０００℃で１〜３０時間だけ熱処理
することにより、Ｎｉ基板６の表面にＣａＣｕ5 の結晶
構造を有する水素吸蔵合金膜が形成される。このとき、
水素吸蔵合金膜の膜厚は１〜１００μｍである。また、
かかる水素吸蔵合金膜を電池の電極膜として用いて、電
池の充放電試験を実施したところ３００〜２１００ｍＡ
ｈ／ｃｍ3 の容量が得られ、１００サイクル充放電を繰
り返したところ、容量は２００〜１８００ｍＡｈ／ｃｍ
3 になる。
【００２６】本実施態様の合金厚膜製造装置およびその
方法によれば、例えば薄膜型２次電池の負極として用い
たときに、当該電池に十分な容量を与えることができる
水素吸蔵合金膜を製造することができる。
方法によれば、例えば薄膜型２次電池の負極として用い
たときに、当該電池に十分な容量を与えることができる
水素吸蔵合金膜を製造することができる。
【００２７】本発明の合金厚膜製造装置およびその方法
は、上述した実施態様に限定されない。例えば、上述し
た２元同時蒸着後にＮｉ基板６の表面にＣａＣｕ5 の結
晶構造を形成するために、前述した熱処理以外の手法を
用いてもよい。また、上述した実施態様では、水素雰囲
気中において加熱する場合について説明したが、真空
中、アルゴンなどの不活性ガスと水素との混合気体雰囲
気中、あるいはアルゴンなどの不活性ガス雰囲気中で加
熱を行ってもよい。
は、上述した実施態様に限定されない。例えば、上述し
た２元同時蒸着後にＮｉ基板６の表面にＣａＣｕ5 の結
晶構造を形成するために、前述した熱処理以外の手法を
用いてもよい。また、上述した実施態様では、水素雰囲
気中において加熱する場合について説明したが、真空
中、アルゴンなどの不活性ガスと水素との混合気体雰囲
気中、あるいはアルゴンなどの不活性ガス雰囲気中で加
熱を行ってもよい。
【００２８】また、上述した実施態様では、イオンプレ
ーティング法を用いる場合について例示したが、プレズ
マＣＶＤ法を用いてもよい。この場合には、チャンバー
１の外部からランタン蒸気およびニッケル蒸気をチャン
バー１内に導入する。
ーティング法を用いる場合について例示したが、プレズ
マＣＶＤ法を用いてもよい。この場合には、チャンバー
１の外部からランタン蒸気およびニッケル蒸気をチャン
バー１内に導入する。
【００２９】また、上述した実施態様では、ＲＦコイル
９によるランタン蒸気およびニッケル蒸気のＮｉ基板６
への出射と、イオンガン１０による水素イオンＨ+ のＮ
ｉ基板６への出射とを同時に行う場合について例示した
が、本発明では、前者と後者とを所定の時間毎に交互に
行うようにしてもよい。
９によるランタン蒸気およびニッケル蒸気のＮｉ基板６
への出射と、イオンガン１０による水素イオンＨ+ のＮ
ｉ基板６への出射とを同時に行う場合について例示した
が、本発明では、前者と後者とを所定の時間毎に交互に
行うようにしてもよい。
【００３０】実施例１ チャンバー１内にアルゴン（Ａｒ）などの不活性ガスを
導入し、全圧を３．０×１０-4 ｔｏｒｒとした。ま
た、Ｎｉ基板６は、ヒータ８によって４００℃に加熱し
た。
導入し、全圧を３．０×１０-4 ｔｏｒｒとした。ま
た、Ｎｉ基板６は、ヒータ８によって４００℃に加熱し
た。
【００３１】８０ｍＡのエミッション電流を電子線４に
流し、当該エミッションに応じて電子線４が発熱させ、
これによってボート２に貯蔵してあるランタン（Ｌａ）
を蒸発させた。また、３５ｍＡのエミッション電流を電
子線５に流し、当該エミッション電流に応じて電子線５
を発熱させた、これによってボート３に貯蔵してあるニ
ッケル（Ｎｉ）を蒸発させた。
流し、当該エミッションに応じて電子線４が発熱させ、
これによってボート２に貯蔵してあるランタン（Ｌａ）
を蒸発させた。また、３５ｍＡのエミッション電流を電
子線５に流し、当該エミッション電流に応じて電子線５
を発熱させた、これによってボート３に貯蔵してあるニ
ッケル（Ｎｉ）を蒸発させた。
【００３２】ＲＦコイル９において、ランタン蒸気およ
びニッケル蒸気をＲＦ励起してプラズマ状態にし、所定
の運動エネルギーを与えてＮｉ基板６の表面に向かって
出射した。このとき、ＲＦコイル９は、２００Ｗの高周
波放電によって、ランタン蒸気およびニッケル蒸気を励
起した。
びニッケル蒸気をＲＦ励起してプラズマ状態にし、所定
の運動エネルギーを与えてＮｉ基板６の表面に向かって
出射した。このとき、ＲＦコイル９は、２００Ｗの高周
波放電によって、ランタン蒸気およびニッケル蒸気を励
起した。
【００３３】それと同時に、イオンガン１０からＮｉ基
板６の表面に向かって、（加速電圧６０ｋＶ）、（イオ
ン電流１０ｍＡ）で、水素イオンＨ+ を出射した。
板６の表面に向かって、（加速電圧６０ｋＶ）、（イオ
ン電流１０ｍＡ）で、水素イオンＨ+ を出射した。
【００３４】これらによって、Ｎｉ基板６の表面に対し
て、ランタンとニッケルとの２元同時蒸着による成膜が
なされた。
て、ランタンとニッケルとの２元同時蒸着による成膜が
なされた。
【００３５】その後、チャンバー１内の水素雰囲気中に
おいて、８００℃で１０時間だけ熱処理することによ
り、Ｎｉ基板６の表面にＣａＣｕ5 の結晶構造を有する
水素吸蔵合金膜が形成された。かかる水素吸蔵合金膜の
膜厚は１０μｍであった。また、かかる水素吸蔵合金膜
（２０ｍｍ×２０ｍｍ）を電池の電極膜として用いて、
電池の充放電試験を実施したところ４．６ｍＡｈの容量
が得られ、１００サイクル充放電を繰り返したところ、
容量は３．８ｍＡｈになった。
おいて、８００℃で１０時間だけ熱処理することによ
り、Ｎｉ基板６の表面にＣａＣｕ5 の結晶構造を有する
水素吸蔵合金膜が形成された。かかる水素吸蔵合金膜の
膜厚は１０μｍであった。また、かかる水素吸蔵合金膜
（２０ｍｍ×２０ｍｍ）を電池の電極膜として用いて、
電池の充放電試験を実施したところ４．６ｍＡｈの容量
が得られ、１００サイクル充放電を繰り返したところ、
容量は３．８ｍＡｈになった。
【００３６】比較例１ イオンプレーティング法を用いて、分圧３．０×１０-5
ｔｏｒｒの水素を導入して（他にアルゴンを導入し全圧
３．０×１０-4ｔｏｒｒとした）、２００ＷのＲＦ励起
によってプラズマを発生させ、ＤＣバイアス電源から所
定のバイアス用電圧をＮｉ基板に印加しながら、ランタ
ンとニッケルとの２元同時蒸着による成膜を行った。こ
のときランタン蒸着のエミッション電流は８０ｍＡであ
り、ニッケル蒸着のエミッション電流は３５ｍＡであっ
た。また、Ｎｉ基板６の温度は４００℃であった。
ｔｏｒｒの水素を導入して（他にアルゴンを導入し全圧
３．０×１０-4ｔｏｒｒとした）、２００ＷのＲＦ励起
によってプラズマを発生させ、ＤＣバイアス電源から所
定のバイアス用電圧をＮｉ基板に印加しながら、ランタ
ンとニッケルとの２元同時蒸着による成膜を行った。こ
のときランタン蒸着のエミッション電流は８０ｍＡであ
り、ニッケル蒸着のエミッション電流は３５ｍＡであっ
た。また、Ｎｉ基板６の温度は４００℃であった。
【００３７】その後、水素雰囲気中で８００℃で１０時
間熱処理することにより、ＣａＣｕ 5 型の結晶構造を有
する膜厚１０μｍの水素吸蔵合金膜を得た。かかる水素
吸蔵合金膜（２０ｍｍ×２０ｍｍ）を電池の電極膜とし
て用いて、電池の充放電試験を実施したところ４．２ｍ
Ａｈの容量が得られ、１００サイクル充放電を繰り返し
たところ容量は２．９ｍＡｈになった。
間熱処理することにより、ＣａＣｕ 5 型の結晶構造を有
する膜厚１０μｍの水素吸蔵合金膜を得た。かかる水素
吸蔵合金膜（２０ｍｍ×２０ｍｍ）を電池の電極膜とし
て用いて、電池の充放電試験を実施したところ４．２ｍ
Ａｈの容量が得られ、１００サイクル充放電を繰り返し
たところ容量は２．９ｍＡｈになった。
【００３８】比較例２ イオンプレーティング法を用いて、分圧３．０×１０-4
ｔｏｒｒの水素を導入して、２００ＷのＲＦ励起によっ
てプラズマを発生させ、ＤＣバイアス電源から所定のバ
イアス用電圧をＮｉ基板に印加しながら、ランタンとニ
ッケルとの２元同時蒸着による成膜を行った。このとき
ランタン蒸着のエミッション電流は８０ｍＡであり、ニ
ッケル蒸着のエミッション電流は３５ｍＡであった。ま
た、Ｎｉ基板６の温度は４００℃であった。
ｔｏｒｒの水素を導入して、２００ＷのＲＦ励起によっ
てプラズマを発生させ、ＤＣバイアス電源から所定のバ
イアス用電圧をＮｉ基板に印加しながら、ランタンとニ
ッケルとの２元同時蒸着による成膜を行った。このとき
ランタン蒸着のエミッション電流は８０ｍＡであり、ニ
ッケル蒸着のエミッション電流は３５ｍＡであった。ま
た、Ｎｉ基板６の温度は４００℃であった。
【００３９】その後、水素雰囲気中で８００℃で１０時
間熱処理することにより、ＣａＣｕ 5 型の結晶構造を有
する膜厚１０μｍの水素吸蔵合金膜（２０ｍｍ×２０ｍ
ｍ）を得た。かかる水素吸蔵合金膜を電池の電極膜とし
て用いて、電池の充放電試験を実施したところ３．６ｍ
Ａｈの容量が得られ、１００サイクル充放電を繰り返し
たところ容量は２．０ｍＡｈになった。
間熱処理することにより、ＣａＣｕ 5 型の結晶構造を有
する膜厚１０μｍの水素吸蔵合金膜（２０ｍｍ×２０ｍ
ｍ）を得た。かかる水素吸蔵合金膜を電池の電極膜とし
て用いて、電池の充放電試験を実施したところ３．６ｍ
Ａｈの容量が得られ、１００サイクル充放電を繰り返し
たところ容量は２．０ｍＡｈになった。
【００４０】比較例３ スパッタリング法を用いた場合、膜厚１０μｍの水素吸
蔵合金膜は、付着力が弱いため、Ｎｉ基板に形成できな
かった。
蔵合金膜は、付着力が弱いため、Ｎｉ基板に形成できな
かった。
【００４１】評価 製造された水素吸蔵合金膜を電池の負極として用いた場
合、実施例１では、比較例１，２に比べて、電池の充放
電試験および１００サイクル充放電試験の双方において
電池は大きな容量を得ることができる。
合、実施例１では、比較例１，２に比べて、電池の充放
電試験および１００サイクル充放電試験の双方において
電池は大きな容量を得ることができる。
【００４２】また、第３実施例では膜厚１０μｍの水素
吸蔵合金膜をＮｉ基板に形成できないが、実施例１によ
れば膜厚１０μｍの水素吸蔵合金膜をＮｉ基板に形成で
きる。
吸蔵合金膜をＮｉ基板に形成できないが、実施例１によ
れば膜厚１０μｍの水素吸蔵合金膜をＮｉ基板に形成で
きる。
【００４３】
【発明の効果】本発明の水素吸蔵能を有する合金厚膜製
造装置およびその製造方法によれば、例えば膜型２次電
池の負極として用いたときに、充放電サイクル特性に優
れ、当該電池に十分な容量を与えることができる水素吸
蔵合金電極を製造することができる。
造装置およびその製造方法によれば、例えば膜型２次電
池の負極として用いたときに、充放電サイクル特性に優
れ、当該電池に十分な容量を与えることができる水素吸
蔵合金電極を製造することができる。
【図１】図１は、本実施態様に係わる水素吸蔵能を有す
る合金厚膜製造装置の構成図である。
る合金厚膜製造装置の構成図である。
１・・・チャンバー ２，３・・・ボート ４，５・・・電子線 ６・・・Ｎｉ基板 ８・・・ヒータ ９・・・ＲＦコイル １０・・・イオンガン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−98430（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−13563（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−148634（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−98045（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−62671（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 4/24 - 4/30 H01M 4/38 C23C 14/24 C23C 14/32 C23C 14/48
Claims (6)
- 【請求項１】導電性部材に水素吸蔵合金膜を成膜し、水
素吸蔵合金電極やマイクロアクチュエーター用機能膜と
して用いられる前記水素吸蔵合金膜を製造する水素吸蔵
合金厚膜製造装置であって、 合金を構成する第１の金属蒸気と第２の金属蒸気とを励
起してプラズマ状態にし、導電性部材に向かって出射す
るプラズマ化手段と、 前記プラズマ状態の合金を導電性部材に向けて出射する
のと同時に、前記導電性部材に向かって水素イオンを出
射する水素イオン出射手段とを備えた水素吸蔵能を有す
る合金厚膜製造装置。 - 【請求項２】前記プラズマ化手段によって励起を行う不
活性ガス中において、第１の金属原料を蒸発させて前記
第１の金属蒸気を生成すると共に、第２の金属原料を蒸
発させて前記第２の金属蒸気を生成するイオンプレーテ
ィング法を用いた請求項１に記載の水素吸蔵能を有する
合金厚膜製造装置。 - 【請求項３】前記第１の金属蒸気はランタン（Ｌａ）蒸
気であり、前記第２の金属蒸気はニッケル（Ｎｉ）蒸気
である請求項１または請求項２に記載の水素吸蔵能を有
する合金厚膜製造装置。 - 【請求項４】導電性部材に水素吸蔵合金膜を成膜し、水
素吸蔵合金電極やマイクロアクチュエーター用機能膜と
して用いられる前記水素吸蔵合金膜を製造する水素吸蔵
合金厚膜製造方法であって、 合金を構成する第１の金属蒸気と第２の金属蒸気とを励
起してプラズマ状態にし、導電性部材に向かって出射す
るのと同時に、 前記導電性部材に向かって水素イオンを出射する水素吸
蔵能を有する合金厚膜製造方法。 - 【請求項５】前記第１の金属蒸気および前記第２の金属
蒸気をプラズマ状態にする励起を行う不活性ガス中にお
いて、第１の金属原料を蒸発させて前記第１の金属蒸気
を生成すると共に、第２の金属原料を蒸発させて前記第
２の金属蒸気を生成するイオンプレーティング法を用い
た請求項４に記載の水素吸蔵能を有する合金厚膜製造方
法。 - 【請求項６】前記第１の金属蒸気はランタン（Ｌａ）蒸
気であり、前記第２の金属蒸気はニッケル（Ｎｉ）蒸気
である請求項４または請求項５に記載の水素吸蔵能を有
する合金厚膜製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25246794A JP3216440B2 (ja) | 1994-10-18 | 1994-10-18 | 水素吸蔵能を有する合金厚膜製造装置およびその方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25246794A JP3216440B2 (ja) | 1994-10-18 | 1994-10-18 | 水素吸蔵能を有する合金厚膜製造装置およびその方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08115721A JPH08115721A (ja) | 1996-05-07 |
| JP3216440B2 true JP3216440B2 (ja) | 2001-10-09 |
Family
ID=17237794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25246794A Expired - Fee Related JP3216440B2 (ja) | 1994-10-18 | 1994-10-18 | 水素吸蔵能を有する合金厚膜製造装置およびその方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3216440B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4594590B2 (ja) | 2002-12-27 | 2010-12-08 | パナソニック株式会社 | 電気化学素子 |
-
1994
- 1994-10-18 JP JP25246794A patent/JP3216440B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08115721A (ja) | 1996-05-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5095412B2 (ja) | ＬｉＣｏＯ２の堆積 | |
| US6649033B2 (en) | Method for producing electrode for lithium secondary battery | |
| JP3624174B2 (ja) | 金属酸化物電極及びその製造方法、並びにそれを用いたリチウム二次電池 | |
| JP3971911B2 (ja) | 固体リチウム二次電池およびその製造方法 | |
| JP4802570B2 (ja) | リチウムイオン二次電池用負極、その製造方法、およびそれを用いたリチウムイオン二次電池 | |
| CN110112368A (zh) | 用于薄膜锂金属化的集电器的等离子体预处理 | |
| JP5129530B2 (ja) | ＬｉＣｏＯ２の堆積 | |
| US10837098B2 (en) | Method and coating arrangement | |
| JP2017510042A (ja) | 二次リチウムセルおよび電池のための活性カソード材料 | |
| US20090104536A1 (en) | Negative electrode for lithium ion secondary battery, method for producing the same, and lithium ion secondary battery using the same | |
| JPH08287901A (ja) | リチウム二次電池正極の製造方法 | |
| JP3566509B2 (ja) | 二次電池用電極板及びその製造方法 | |
| JP3216440B2 (ja) | 水素吸蔵能を有する合金厚膜製造装置およびその方法 | |
| JP3979859B2 (ja) | リチウム二次電池用電極の製造方法 | |
| JP3164579B2 (ja) | 水素貯蔵体 | |
| US20030207176A1 (en) | Cathode for a lithium secondary battery comprising vanadium oxide as a cathode active material | |
| JP2005183365A (ja) | エネルギーデバイス及びその製造方法 | |
| JP2642223B2 (ja) | 電池用電極とその製造方法 | |
| CN112310367A (zh) | 一种锂电池电极用超薄多孔金属材料及其制备方法与应用 | |
| JP2005243371A (ja) | 正極とそれを用いた捲回型電気化学素子 | |
| JPH0757739A (ja) | 高温型燃料電池用燃料電極の製造方法 | |
| JP2024511411A (ja) | キャッピング層を備えた三次元リチウムアノード | |
| US4089990A (en) | Battery plate and method of making | |
| JP3785581B2 (ja) | 磁歪薄膜の製造方法 | |
| CA1040259A (en) | Method of preparing a battery plate by coating an aluminum core with lead |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010703 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070803 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080803 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090803 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |