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METHOD FOR MANUFACTURING COPPER THREE-DIMENSIONAL NANOSTRUCTURE HOLDING Sn BASED METAL commons

Patent code P160012845
File No. N15019
Posted date Mar 15, 2016
Application number P2015-156859
Publication number P2016-056447A
Patent number P6558769
Date of filing Aug 7, 2015
Date of publication of application Apr 21, 2016
Date of registration Jul 26, 2019
Priority data
  • P2014-182990 (Sep 9, 2014) JP
Inventor
  • (In Japanese)新井 進
  • (In Japanese)西村 晃一
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人信州大学
Title METHOD FOR MANUFACTURING COPPER THREE-DIMENSIONAL NANOSTRUCTURE HOLDING Sn BASED METAL commons
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a copper three-dimensional nanostructure considered to be used for the negative electrode collector of a lithium ion battery and having Sn based metal, such as Sn or Sn-Ag held on a plated surface or in the inside of the nanostructure.
SOLUTION: The method for manufacturing a copper three-dimensional nanostructure comprises the steps of: forming a copper three-dimensional nanostructure on the surface of a base material; and performing substitution Sn plating or substitution Sn-Ag alloy plating on the copper three-dimensional nanostructure to precipitate Sn or Sn-Ag alloy on the copper three-dimensional nanostructure. In stead of the substitution Sn plating or the substitution Sn-Ag alloy plating, electrolysis Sn plating and electrolysis Sn-Ag alloy plating can be performed on the copper three-dimensional nanostructure to precipitate Sn or a Sn-Ag alloy on the copper three-dimensional nanostructure.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

ナノ構造材料はリチウムイオン電池やキャパシタの分野で注目を集めている。特に、銅三次元ナノ構造材料はリチウムイオン電池の負極の集電体としての利用が期待されている。
銅三次元ナノ構造材料として、アルミナ酸化膜を鋳型とした銅ナノピラーがある。銅ナノピラー上にFe3O4を電析させた電極は100サイクルを超えても容量の劣化が抑えられることが報告されている(非特許文献1)。また、銅ナノピラー上にSnやSn-Ni合金を電析させることで、Snの欠点である充放電の際の大きな体積膨張・収縮による電極からの滑落を防ぎ、良好なサイクル特性を示す報告もある(非特許文献2)。
しかしながら、銅ナノピラーの作製工程は複雑であり、より簡易な銅三次元ナノ構造材料の作製が望まれている。本発明者は、よりシンプルな方法を用いた銅三次元ナノ構造物の作製について報告している(非特許文献3)。

リチウムイオン電池の負極材料としては、Snはグラファイトの約3倍の比容量を有することから、Snを負極の活物質とすることが検討され、Sn-Cu、Sn-NiといったSn合金を負極の活物質に使用することについても多くの研究がなされている(特許文献1等)。また、Sn合金としてSn-Ag合金を負極の活物質として使用した例が報告されている(非特許文献4、5)。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、Sn系金属を保持する銅三次元ナノ構造体の製造方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
基材上に、銅からなる厚さ数十nmの板状の電析物がランダムに交錯した形態に形成された銅三次元ナノ構造体にSn系金属が担持された、Sn系金属を保持する銅三次元ナノ構造体の製造方法であって、
基材の表面にめっきにより前記銅三次元ナノ構造体を形成する工程と、
前記銅三次元ナノ構造体に、置換Snめっきあるいは電解Snめっきを施し、前記銅三次元ナノ構造体上にSnを析出させる工程とを備え
前記基材の表面に銅三次元ナノ構造体を形成する工程においては、めっき浴の添加剤としてポリアクリル酸を使用し、めっき浴におけるポリアクリル酸の濃度cを、
2×10-5 M<c<2×10-3 M
の範囲に設定して、前記基材の表面に電解銅めっきを施すことを特徴とするSn系金属を保持する銅三次元ナノ構造体の製造方法。

【請求項2】
 
基材上に、銅からなる厚さ数十nmの板状の電析物がランダムに交錯した形態に形成された銅三次元ナノ構造体にSn系金属が担持された、Sn系金属を保持する銅三次元ナノ構造体の製造方法であって、
基材の表面にめっきにより前記銅三次元ナノ構造体を形成する工程と、
前記銅三次元ナノ構造体に、置換Sn-Ag合金めっきあるいは電解Sn-Ag合金めっきを施し、前記銅三次元ナノ構造体上にSn-Ag合金を析出させる工程とを備え
前記基材の表面に銅三次元ナノ構造体を形成する工程においては、めっき浴の添加剤としてポリアクリル酸を使用し、めっき浴におけるポリアクリル酸の濃度cを、
2×10-5 M<c<2×10-3 M
の範囲に設定して、前記基材の表面に電解銅めっきを施すことを特徴とするSn系金属を保持する銅三次元ナノ構造体の製造方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2015156859thum.jpg
State of application right Registered
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