[发明专利]薄膜形成方法、薄膜形成装置及锂电池

说明书

本发明的一个方式所涉及的薄膜形成方法包括在真空室内将锂金属膜形成在基材上的处理。所述锂金属膜的表面在所述真空室内被氧化。氧化后的所述锂金属膜的表面在真空室内被碳酸化。

技术领域

本发明涉及通过使锂金属蒸发而在基材上形成锂金属膜的薄膜形成方法、薄膜形成装置及锂电池。

背景技术

近年来，随着移动电话、智能手机等移动设备的发展，搭载于这些设备的锂电池备受瞩目。在锂电池的制造工序中，在基材上形成锂金属的工序尤为重要，迄今为止提出了各种技术。

例如，在专利文献1中记载了如下技术：通过在腔室内使锂金属蒸发，并使飞散的颗粒沉积在基材上，从而在基材上形成锂金属。在此，在专利文献1中记载了通过在锂金属膜的表面形成由碳酸锂构成的保护膜来抑制锂金属膜的劣化的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-017478号公报

发明内容

发明所要解决的问题

在专利文献1中，通过将在基材上形成有锂金属膜的锂层叠部件移动到去除了水分的处理室，并向该处理室导入含有二氧化碳的惰性气体，由此在锂金属膜的表面形成由碳酸锂构成的保护膜。

但是，在上述方法中，存在不能在锂金属膜的整个表面稳定地形成由碳酸锂构成的保护膜的情况。因此，存在如下问题：当暴露于大气中时，在保护膜的形成不充分的区域中氢氧化锂膜生长，从而不能确保所期望的电特性。

鉴于上述情况，本发明的目的在于，提供一种能够在锂金属膜的整个表面稳定地形成由碳酸锂构成的保护膜的薄膜形成方法、薄膜形成装置及锂电池。

用于解决问题的手段

为了达成上述目的，本发明的一个方式所涉及的薄膜形成方法包括在真空室内将锂金属膜形成在基材上的处理。

所述锂金属膜的表面在所述真空室内被氧化。

氧化后的所述锂金属膜的表面在所述真空室内被碳酸化。

在上述薄膜形成方法中，通过对锂金属膜的表面进行氧化，并对氧化后的锂金属膜的表面进行碳酸化，从而在锂金属膜的整个表面形成由碳酸锂构成的保护膜。锂的氧化反应比锂的碳酸化反应更为高效，因此能够使锂金属膜的整个表面稳定地氧化，然后通过之后的碳酸化处理，能够在锂金属膜的整个表面稳定地形成由碳酸锂构成的保护膜。

也可以构成为，对所述锂金属膜的表面进行氧化的工序在所述表面形成第一厚度的氧化锂膜，对所述锂金属膜的表面进行碳酸化的工序在所述表面以所述第一厚度以下的第二厚度形成碳酸锂膜。

即，通过上述碳酸化处理，可以将锂金属膜表面的全部氧化锂转化为碳酸锂，也可以将氧化锂的表层的给定厚度范围转化为碳酸锂。

本发明的一个方式所涉及的薄膜形成装置具备成膜部、第一处理部和第二处理部。

所述成膜部包括锂金属的蒸发源，并在基材上形成锂金属膜。

所述第一处理部包括对所述锂金属膜的表面进行氧化的第一处理室。

所述第二处理部包括对氧化后的所述表面进行碳酸化的第二处理室。

本发明的一个方式所涉及的锂电池具备金属制的基材和锂电极。

所述锂电极具有：配置在所述基材上的锂金属层；碳酸锂层；以及位于所述锂金属层与所述碳酸锂层之间的氧化锂层。

发明效果

如上所述，根据本发明，能够在锂金属膜的整个表面稳定地形成由碳酸锂构成的保护膜。