[发明专利]LiCoO2烧结体的制造方法及溅射靶材

说明书

技术领域

本发明涉及一种供例如薄膜锂二次电池正极制造的LiCoO₂烧结体的制造方法及溅射靶材。

背景技术

近年来，不断开发一种薄膜锂二次电池。薄膜锂二次电池具有以正极及负极夹持固体电解质的结构。例如，固体电解质使用LiPON(含氮磷酸锂)膜，正极使用LiCoO₂(钴酸锂)膜，负极使用金属Li膜。

作为LiCoO₂膜的形成方法，周知一种溅射含有LiCoO₂的靶材，并在基板上形成LiCoO₂膜的方法。下述专利文献1中记载了一种通过DC脉冲放电溅射具有3～10kΩ·cm电阻率的LiCoO₂靶材从而在基板上形成LiCoO₂膜的方法，但没有记载LiCoO₂靶材的详细的制造方法。

一般，溅射靶材的制造方法有以下2种，即将材料溶解并铸造的方法、以及对原料粉末成型体进行烧结方法。另外，关于溅射靶材的质量要求可列举如下四点：第一，控制纯度；第二，晶体组织微细且晶体粒径的分布狭窄；第三，组成分布均匀；第四，在将粉末作为原料的情况下，烧结体的相对密度较高。这里，所谓相对密度是指多孔体的密度与与其相同组分的材料在无气孔状态下的密度之比。

专利文献1：日本特开2008-45213号公报

在使用原料粉末烧结体构成溅射靶材的情况下，所述第一～第三材料组织上的主要条件通过调整原料粉末可以比较容易满足。但，对于第四个主要条件即高密度化而言，其现状为由于材料固有的物性(物理性质、化学性质)影响较大，因此无法容易地达到。特别是，存在LiCoO₂晶体具有层状构造，层间易于剥离，因此在制造烧结体时及制造后容易破裂，从而无法稳定地制造高密度烧结体的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种可以稳定地制造高密度烧结体的LiCoO₂烧结体的制造方法及溅射靶材。

为了实现所述目的，本发明的实施方式涉及的LiCoO₂烧结体的制造方法包括用冷等静压法以1000kg/cm²以上的压力使LiCoO₂粉末预成型的工序。在1050℃以上1120℃以下的温度下对所述LiCoO₂粉末的预成型体进行烧结。

本发明的实施方式涉及的溅射靶材由LiCoO₂烧结体构成，具有90％以上的相对密度、3kΩ·cm以下的电阻率、20μm以上50μm以下的平均粒径。

附图说明

图1为简要地示出本发明的第一实施方式中说明的、热处理后的LiCoO₂粉末的X射线衍射测量结果的图；

图2为将图1中的X射线衍射测量结果中各处理温度下的(003)面的峰的半高全宽(ピ一クの半値幅)与使用不同的原材料粉末的情况进行比较并示出的图；

图3为简要地示出本发明的第一实施方式中说明的、LiCoO₂粉末的差热分析结果的图；

图4为表示本发明的第一实施方式中LiCoO₂烧结体的成型压力与相对密度之间的关系的实验结果；

图5为表示本发明的第一实施方式中LiCoO₂烧结体的烧结时间与相对密度之间的关系的实验结果；

图6为表示本发明的第一实施方式中LiCoO₂烧结体的烧结温度与相对密度之间的关系的实验结果；

图7为表示本发明的第一实施方式中说明的、烧结炉的温度曲线的一例的图；

图8为表示本发明的第一实施方式中说明的、烧结炉的温度曲线的另一例的图；

图9为表示本发明的第二实施方式中说明的、烧结炉的温度曲线的一例的图；

图10为表示本发明的第二实施方式中说明的、烧结炉的温度曲线的另一例的图。

附图标记说明

DTA    差热分析

TG     热重分析

DTG    热重变化率

具体实施方式