專利名稱：金屬體表面的接觸電阻的降低的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有獨(dú)立專利權(quán)利要求1前述部分特征的、用于降低金屬體表面的接觸電阻的方法。本發(fā)明此外涉及具有獨(dú)立專利權(quán)利要求16前述部分特征的用于實(shí)施此方法的特殊實(shí)施方式的設(shè)備，以及涉及具有獨(dú)立專利權(quán)利要求18前述部分特征的金屬體，該金屬體可通過(guò)上述方法制造。在此，關(guān)于降低接觸電阻，不僅將其降低到預(yù)定值之下，所述接觸電阻通過(guò)在表面處形成的含氧化合物提高，而且還能夠理解為將該接觸電阻保持在預(yù)定值上，該接觸電阻在沒(méi)有表面處理的情況下例如通過(guò)在表面處形成含氧化合物提高。關(guān)于金屬體，其特別涉及電池的、燃料電池的、電容器的或者類似物的電極。典型地，金屬體在此由鋁或鋁合金構(gòu)成。然而本發(fā)明并非明確的限制于由鋁及其合金構(gòu)成的金屬體的應(yīng)用。金屬體其實(shí)還能夠例如由銅、鉛、鋅、鎳、鈦及其合金構(gòu)成。在許多金屬體的表面會(huì)因?yàn)榇髿庵械难鹾?或空氣濕度自發(fā)形成含氧化合物，這些化合物會(huì)提高表面上的接觸電阻。關(guān)于這些化合物，特別涉及氧化物和/或氫氧化物，并且在由鋁構(gòu)成的金屬體的情況下，具體涉及為氧化鋁(Al2O3)。含氧化合物自發(fā)的形成在應(yīng)用不同金屬作為電極材料時(shí)帶來(lái)很大問(wèn)題，因?yàn)樗鼈兪歉咦杩沟模⑶颐黠@提高它們所覆蓋的表面的接觸電阻。
現(xiàn)有技術(shù)具有獨(dú)立專利權(quán)利要求1前述部分特征的方法和具有獨(dú)立專利權(quán)利要求16前述部分特征的金屬體由EP 1609878A1公開(kāi)。其中，通過(guò)首先將含碳物質(zhì)涂覆在物體表面上， 以及之后將該物體在含碳?xì)浠衔锏臍怏w環(huán)境中，在介于100°C和660°C的溫度范圍內(nèi)，優(yōu)選地在450°C和660°C的范圍內(nèi)加熱，以便將鋁構(gòu)成的物體用碳涂覆。在將金屬體放到乙炔或甲烷的氣體環(huán)境中并且在超過(guò)400°C的溫度下放置數(shù)小時(shí)之前，元素碳構(gòu)成的顆?？赡苌婕暗?技術(shù))碳黑(Carbon Black)，該碳黑借助結(jié)合劑作為涂層涂覆在表面上。在較高的溫度下，在金屬體表面上形成含碳?xì)浠衔锏膶印Ｔ摵細(xì)浠衔锏膶泳哂欣w維或細(xì)絲， 這些纖維或細(xì)絲從嵌入到金屬體的表面中的、由碳化鋁構(gòu)成的微粒延伸出來(lái)。纖維或細(xì)絲同樣應(yīng)該由鋁和碳的化合物構(gòu)成。在纖維上粘附有碳的微粒。這些碳微粒的大小與被使用的技術(shù)碳黑的微粒大小相符。纖維或者細(xì)絲的長(zhǎng)度為大約1 μ m。碳化鋁微粒在金屬體表面中具有非數(shù)字表示的進(jìn)一步的特殊尺寸，根據(jù)圖示，該尺寸估計(jì)大約為小于或等于1 μ m。這種已知的方法是非常漫長(zhǎng)的，并且以金屬體(包括可能的增長(zhǎng))能夠長(zhǎng)時(shí)間經(jīng)受超過(guò)400°C 的加工溫度為前提。對(duì)于為鋰離子電池制造正集電器，例如由DE 10353309A以及美國(guó)專利 5，478，676,5, 591，544,6, 403，263和6，787，266公開(kāi)了，具有鋰化的金屬氧化物構(gòu)成的復(fù)合結(jié)構(gòu)的、并且壓入質(zhì)量百分比為10%的導(dǎo)電碳黑的鋁箔，其能夠添加硅，其中，盡管鋁有氧化傾向，但是導(dǎo)電碳黑與鋁箔之間的電接觸通過(guò)鋁箔之前的濕化學(xué)處理得以保障。鋁箔的濕化學(xué)處理表現(xiàn)出額外的花銷，并且關(guān)系到引入不希望存在的化學(xué)物的危險(xiǎn)。為了在金屬表面上形成由類似金剛石的碳(Diamond LikeCarbon = DLC)構(gòu)成的層，已知可從碳?xì)浠衔餁怏w適合的組分中的化學(xué)氣相沉積(Chemical Vapor Deposition = CVD)實(shí)現(xiàn)。CVD的一個(gè)變形是等離子體增強(qiáng)CVD (Plasma Enhanced CVD)。此處，用于在 DLC中從氣體轉(zhuǎn)化碳所必需的能量通過(guò)離子從等離子中的加速獲得。離子足夠的能量吸收需要較長(zhǎng)的加速段，為此所述能量吸收的前提是在等離子區(qū)域內(nèi)具有相對(duì)于大氣壓力明顯降低的壓力。DLC與金剛石不同，其為電導(dǎo)體或半導(dǎo)體。本發(fā)明的任務(wù)本發(fā)明的任務(wù)在于，揭示具有獨(dú)立專利權(quán)利要求1特征的方法、具有獨(dú)立專利權(quán)利要求16前述部分特征的設(shè)備和具有獨(dú)立專利權(quán)利要求18前述部分特征的金屬體，它們?cè)诙虝r(shí)間內(nèi)以較低的花費(fèi)獲得所希望的接觸電阻的降低，或者具有持續(xù)降低的接觸電阻， 并且關(guān)系到實(shí)際上較小的引入雜質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)，其中所述接觸電阻通過(guò)在表面上形成的含氧化合物提高。解決方案依據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)將通過(guò)具有獨(dú)立專利權(quán)利要求1特征的方法、通過(guò)具有獨(dú)立專利權(quán)利要求16前述部分特征的設(shè)備和通過(guò)具有獨(dú)立專利權(quán)利要求18前述部分特征的金屬體得以完成。新方法的優(yōu)選實(shí)施方式在從屬專利權(quán)利要求2至15中得到描述。從屬專利權(quán)利要求17涉及新設(shè)備的優(yōu)選實(shí)施方式，從屬專利權(quán)利要求19和20涉及新金屬體的優(yōu)選實(shí)施方式。發(fā)明描述在新的方法中，為了降低金屬體表面的接觸電阻，特別是降低通過(guò)至少一個(gè)在表面上形成含氧化合物而提高的接觸電阻，在表面之上通過(guò)電子放電形成物理的等離子體， 在該等離子體中具有還原條件，并且在該等離子體形成的同時(shí)，元素碳以顆粒的形式被提供在表面處，這些元素碳分別包括大量的碳原子。借助等離子體的物理處理導(dǎo)致在非常短的時(shí)間內(nèi)獲得接觸電阻持續(xù)降低的所希望的結(jié)果。在這里遠(yuǎn)小于一小時(shí)，通常小于一分鐘的處理時(shí)間就足夠了。在處理的同時(shí)，由元素碳構(gòu)成的顆粒在金屬體表面中形成由元素碳構(gòu)成的嵌入微粒，這些顆粒作為導(dǎo)電通道通過(guò)含氧化合物構(gòu)成的高阻抗層到達(dá)金屬。本發(fā)明的出發(fā)點(diǎn)在于，元素碳構(gòu)成的顆粒在物理的等離子體作用下形成通過(guò)高阻抗含氧化合物構(gòu)成的層的放電細(xì)絲的位置處形成，所述放電細(xì)絲達(dá)到能夠?qū)щ姷慕饘袤w，并且局部遠(yuǎn)離該層。在這些位置上，希望所述層從一開(kāi)始就已經(jīng)非常薄，或者通過(guò)等離子體和其反應(yīng)的成分繼續(xù)減小其厚度。如此局部形成的、純的，即金屬體未氧化的表面將通過(guò)元素碳構(gòu)成的微粒封閉，使得其隨后不再暴露在大氣的氧氣里。在此，可能在元素碳到金屬的臨界面處形成碳化物，該碳化物化學(xué)支持碳在金屬上的附著。無(wú)論如何，依照本發(fā)明方法的成功的前提是，在生成的等離子體中有還原條件，從而避免含氧化合物構(gòu)成的層在金屬表面上的迅速再生；并且碳必須以元素形式以連續(xù)顆粒的方式提供在等離子體中。此處出發(fā)點(diǎn)是，等離子體不僅作用在金屬體的表面上并活化該表面，而且還實(shí)現(xiàn)碳構(gòu)成的顆粒的活化，這一活化是依照本發(fā)明的方法成功的前提，也就是說(shuō)，金屬體的經(jīng)過(guò)處理的表面接觸電阻持續(xù)降低。元素碳構(gòu)成的顆粒具體涉及到碳黑顆粒。技術(shù)碳黑具有直徑介于IOnm至300nm的典型范圍的初級(jí)顆粒。優(yōu)選地，對(duì)于依照本發(fā)明方法的初級(jí)顆粒，其直徑介于IOnm至IOOnm 的范圍中。對(duì)于依照本發(fā)明的方法，原則上還可能應(yīng)用富勒烯(Fulleren)來(lái)代替碳黑作為元素碳構(gòu)成的顆粒。碳構(gòu)成的顆粒還能夠在新方法中具有元素硅構(gòu)成的添加劑，或者與元素硅構(gòu)成的顆?；旌?。碳構(gòu)成的顆粒在依照本發(fā)明的方法中能夠分散地在氣體中提供，等離子體在所述氣體中生成。為了制造此類氣溶膠，碳棒能夠在氣流中在氧氣分離情況下電學(xué)燒盡。另外可選地，該氣溶膠能夠使用固體配料器制造，在該配料器中碳構(gòu)成的顆粒作為粉末存在，該粉末被分散到氣體中。依照本發(fā)明的設(shè)備是為了實(shí)施新方法的實(shí)施方式而配備的，其中，碳構(gòu)成的顆粒以氣溶膠的形式提供，等離子體在所述氣溶膠中生成，并且因此在用于其中有等離子體生成的氣體的氣體輸入設(shè)備中具有氣溶膠發(fā)生器。優(yōu)選地，對(duì)于新設(shè)備，連接在交流高壓發(fā)電機(jī)上的電極圍繞氣體輸入設(shè)備的絕緣材料的端部管安裝，使用所述電極將等離子體激發(fā)并維持。然而碳構(gòu)成的顆粒還能夠直接提供在金屬體的表面上，例如以復(fù)合材料的形式。 但該復(fù)合材料僅允許具有有限的厚度或者它必須是多孔的，為了使待處理的金屬體的表面相對(duì)于等離子體被不完全地屏蔽，將等離子體生成在表面之上。此外，復(fù)合結(jié)構(gòu)的多孔性是足夠的，這樣鋰化的金屬氧化層與被添加的導(dǎo)電碳黑相匹配，正如為了形成鋰離子電池的集電器一樣地應(yīng)用。也就是說(shuō)，即便等離子體在依照本發(fā)明的方法中在這些層的上方生成， 位于所述層下方(例如由鋁構(gòu)成)的金屬體的表面與等離子體還較遠(yuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)表面接觸電阻所希望的持久的降低。此外優(yōu)選的是，當(dāng)復(fù)合材料的其他材料就其本身而言(ihrerseits)是不能夠?qū)щ姷?，則將碳構(gòu)成的顆粒提供到這些復(fù)合材料中。因此，這就意味著有特別通過(guò)電導(dǎo)體的導(dǎo)電性和次要的通過(guò)離子運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)電性。為了生成在其中具有還原性條件的等離子體，該等離子體能夠在氣體中形成，所述氣體具有由稀有氣體或其他惰性氣體以及氫氣構(gòu)成的混合氣。稀有氣體特別指氬，其他惰性氣體則考慮氮?dú)?。原則上，還原性的等離子體還能夠在碳?xì)浠衔锏幕A(chǔ)上制造。對(duì)于依照本發(fā)明的方法優(yōu)選的是，等離子體在不具有大量的碳?xì)浠衔锏臍怏w中生成。也就是說(shuō)，碳在新方法中僅僅以元素形式提供?？墒翘歼€能夠以這種元素形式貢獻(xiàn)等離子體的還原性或者甚至提供該還原性。對(duì)此，在盡可能純氧的氣體中生成等離子體，這對(duì)于新方法無(wú)論如何都是強(qiáng)烈優(yōu)選的。為了將依照本發(fā)明的方法的花費(fèi)保持得非常低，等離子體優(yōu)選地在900至 1200hPa(絕對(duì))的表面壓力下形成，即在大氣壓強(qiáng)下形成。為了將金屬體的材料負(fù)載通過(guò)等離子體保持盡可能的低，并且還為了不在等離子體的周圍以不希望的方式引入熱能，等離子體優(yōu)選地形成為冷等離子體。特別地，等離子體具有明顯低于400°C的氣體溫度，即沒(méi)有電子的重微粒的溫度。優(yōu)選地，等離子體的平衡溫度低于100°C。特別優(yōu)選的，其不顯著偏離于室溫，即不高于50°C。尤其簡(jiǎn)單的是，冷等離子體能夠通過(guò)絕緣阻礙(dielektrisch behindert)的放電來(lái)激發(fā)并維持，該放電還被稱為靜態(tài)放電。當(dāng)生成等離子體時(shí)，金屬體能夠作為電極或反電極使用，在該金屬體上或者相對(duì)于該金屬體布有電壓，該電壓在等離子體生成的情況下放電。但這并非是強(qiáng)制的。用于產(chǎn)生等離子體的放電部分(Entladimgsstrecke)還能夠限定在其他電極之間。盡管如此，靠近等離子體的金屬體的存在始終還起到放電作用，并且所述放電是指向金屬體的。在最簡(jiǎn)單的方式中，等離子體通過(guò)在相對(duì)于表面安裝的電極上施加電壓而形成， 為了放電的絕緣阻礙，在所述電極前面安裝有絕緣材料。金屬體在此處能夠作為電容電極作用。優(yōu)選地，該電極接地。通過(guò)金屬體接地，流過(guò)等離子體的、可能的凈電流被引導(dǎo)，使得該凈電流并不導(dǎo)致金屬體的靜態(tài)充電?？赏ㄟ^(guò)依照本發(fā)明的方法制造的依照本發(fā)明的金屬體，在由高阻抗含氧化合物涂層的表面中嵌入元素碳構(gòu)成的微粒。這些微粒在金屬體的外表面處。此外，能夠連接金屬體的其他涂層，這些涂層在元素碳構(gòu)成的微粒之上與金屬體體積進(jìn)行電接觸。碳構(gòu)成的微粒的尺寸，這些微粒的直徑在500nm至5000nm的典型范圍內(nèi)。元素碳構(gòu)成的微粒的直徑特別在IOOOnm至3000nm的范圍內(nèi)。相應(yīng)地，每個(gè)微粒之中的碳原子數(shù)量高于109。元素碳構(gòu)成的微粒并不是類似金剛石的碳(DLC)。為了形成此類不能提供理想導(dǎo)電性的物質(zhì)所必需的動(dòng)能在依照本發(fā)明的等離子體處理中不能實(shí)現(xiàn)。更確切的出發(fā)點(diǎn)是， 在嵌入金屬體表面的顆粒中的元素碳具有石墨結(jié)構(gòu)。 嵌入到表面中的、元素碳構(gòu)成的微粒能夠具有一部分硅。依照本發(fā)明的、由鋁構(gòu)成的金屬體在其依照本發(fā)明處理的表面處具有持續(xù)降低的接觸電阻，該接觸電阻在較長(zhǎng)的時(shí)期保持穩(wěn)定。嵌入到該金屬體表面中的碳微粒既不會(huì)從該金屬體上被擦掉，也不會(huì)從其上例如用水或者丙酮洗掉或吸取掉。專利權(quán)利要求、說(shuō)明書(shū)和附圖給出了本發(fā)明的有利實(shí)施方式。在說(shuō)明書(shū)引言中所稱的特征的優(yōu)點(diǎn)和多個(gè)特征的組合僅僅是示例性的，它們能夠替換或疊加地起作用，而并不必針對(duì)依據(jù)本發(fā)明所限定的實(shí)施方式。其他優(yōu)點(diǎn)從附圖中，尤其是從所示幾何圖形和多個(gè)組件彼此間的相對(duì)尺寸以及其相對(duì)排布和有效連接中獲悉。本發(fā)明的不同實(shí)施方式的特點(diǎn)的組合或者不同專利權(quán)利要求特點(diǎn)的組合同樣有可能偏離專利權(quán)利要求所選的可逆關(guān)系，并由此受到啟發(fā)。還涉及到如下特點(diǎn)，即這些特點(diǎn)在單獨(dú)的附圖中介紹或在其說(shuō)明中提及。而這些特點(diǎn)也能夠與不同專利權(quán)利要求的特點(diǎn)組合。同樣的，在專利權(quán)利要求中列舉的特征對(duì)于本發(fā)明的其他實(shí)施方式能夠不用考慮。附圖簡(jiǎn)述接下來(lái)，本發(fā)明將結(jié)合優(yōu)選的實(shí)施例參考所列附圖進(jìn)一步得以闡釋和說(shuō)明。

圖1 在圖示介紹中展示了用于實(shí)施依照本發(fā)明的方法的依據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的概括結(jié)構(gòu)。圖2 展示了根據(jù)圖1的設(shè)備的細(xì)節(jié)的具體布置。圖3 展示了實(shí)施依據(jù)本發(fā)明的方法的另一實(shí)施方式時(shí)根據(jù)圖2的細(xì)節(jié)。圖4 展示了實(shí)施依據(jù)本發(fā)明的方法的又一實(shí)施方式時(shí)根據(jù)圖2的細(xì)節(jié)。圖5 展示了在依據(jù)本發(fā)明的方法進(jìn)行處理之前鋁箔表面在光學(xué)顯微鏡下的照片。圖6 展示了在依據(jù)本發(fā)明的方法進(jìn)行處理之后根據(jù)圖5的鋁箔表面在光學(xué)顯微鏡下另一區(qū)域的照片；以及圖7 展示了嵌入到根據(jù)圖6的鋁箔的表面中的、由元素碳構(gòu)成的微粒的在原子力顯微鏡下的照片。附圖描述圖1所繪設(shè)備1用于處理由金屬3構(gòu)成的物體2的表面9，該物體在執(zhí)行單元4上相對(duì)于設(shè)備1安裝并且接地。設(shè)備1具有氣體源5，該氣體源提供氬與氫氣的混合氣，該混合氣最終從絕緣材料構(gòu)成的端部管6輸出到物體2上。圍繞著端部管6安裝環(huán)形電極7，該電極連接交流高壓發(fā)電機(jī)8，利用該交流高壓發(fā)電機(jī)可在電極7上施加脈沖交流高壓，以便借助絕緣阻礙的放電在來(lái)自氣體源5的氣體中、在物體2的表面9之上生成，也就是說(shuō)激發(fā)和維持，冷的物理的等離子體。在圖1中繪圖展示了放電部分10，圍繞該放電部分以上述方法形成等離子體。在氣體源5和端部管6之間，在氣體輸入設(shè)備11中安裝有氣溶膠生成器12，該氣溶膠生成器在來(lái)自氣體源5的氣體15中分散碳構(gòu)成的顆粒。具體來(lái)說(shuō)，這里氣溶膠生成器12具有碳黑生成器25，在該碳黑生成器中，兩個(gè)碳棒13連接到高壓生成器14 上，用來(lái)通過(guò)碳棒13間的電弧放電將碳黑顆粒排放到來(lái)自氣體源5的、不含氧氣的氣體15 中。為了避免電極7與氣溶膠生成器12的相互作用，氣體輸入設(shè)備11在氣溶膠生成器12 和端部管6之間接地。借助氣溶膠生成器12，由元素碳構(gòu)成的顆粒被提供到氣體15中，在該氣體中，等離子體沿著放電部分10在物體2的表面9之上生成。這在圖2中進(jìn)一步介紹，圖2展示了端部管6、電極7和在它們之間安裝的具有高擊穿強(qiáng)度的額外的絕緣體(PET膜)，該額外的絕緣體作為相對(duì)于具有表面9的物體2的片段的隔離層16。在表面9處形成含氧化合物17，該化合物將表面9的接觸電阻提高，這是因?yàn)槠渥陨聿荒軌驅(qū)щ姟Ｒ虼?，金?能夠是鋁，在一般含氧的大氣中其表面一定程度上會(huì)瞬間形成氧化鋁層。通過(guò)用設(shè)備1的處理持續(xù)降低表面9的電學(xué)接觸電阻。這一方面源于在此處繪圖展示的表面9上的等離子體18的作用，并且另一方面源于由輸入氣體15所夾帶的由碳構(gòu)成的顆粒19。等離子體18 —方面激活表面9，并且另一方面激活顆粒19，使得元素碳構(gòu)成的微粒能夠以如下方式嵌入到表面9中，即其作為能夠?qū)щ姷耐ǖ劳ㄟ^(guò)高阻抗含氧化合物17構(gòu)成的層。圖3繪制的是，為了表面9的處理，由碳構(gòu)成的顆粒19還能夠以其他路徑提供到等離子體18中，該等離子體生成在表面9之上。根據(jù)圖3，由顆粒19構(gòu)成的層，例如借助粘合劑添加劑涂覆到表面9上。在此條件下，等離子體不僅激活了金屬3構(gòu)成的物體2的表面9，而且激活了元素碳構(gòu)成的顆粒19，并且用于形成嵌入到表面9中的由元素碳構(gòu)成的微粒，這些微粒作為穿過(guò)含氧化合物17所構(gòu)成的層的導(dǎo)電通道。圖4還繪制了處理物體2的表面9的變體。在此，在含氧化合物所構(gòu)成的層以上的表面9上施加復(fù)合材料20，該復(fù)合材料由鋰化的金屬氧化物與附加的導(dǎo)電碳黑構(gòu)成。在此，導(dǎo)電碳黑將碳構(gòu)成的顆粒提供到等離子體18中，該等離子體形成在表面9之上。盡管復(fù)合材料20擋在表面9前方，等離子體18仍能夠作用到表面9并作用到由含氧化合物17 構(gòu)成的層的位置處，這是因?yàn)閺?fù)合材料20是足夠多孔的，根據(jù)之前的REM照片，這些孔最大具有5μπι的直徑。圖5展示了鋁箔的光學(xué)顯微照片，也就是說(shuō)，是可能要處理的、由鋁作為金屬3構(gòu)成的物體2的照片。此外，在物體2的表面9上可見(jiàn)干擾21，這些干擾源于如軋制過(guò)程中在整個(gè)表面9上分布的平行的條紋26。在附圖中不可見(jiàn)的是，此處整個(gè)表面9被以Al2O3(氧化鋁)的形式的含氧化合物所覆蓋，該附圖具有1000倍的放大倍數(shù)。含氧化合物的層厚典型地在少于IOnm直至幾個(gè)10nm。根據(jù)圖6的圖像具有與圖5相同的放大倍數(shù)，所述圖6是根據(jù)圖5的鋁箔22 (在不同的區(qū)域中)，該圖像展示了大量嵌入到表面9中的(深色的)由元素碳構(gòu)成的顆粒23， 這些顆粒是根據(jù)圖1至圖3中的一個(gè)所作處理的結(jié)果。碳構(gòu)成的顆粒23持續(xù)提高表面9 的接觸導(dǎo)電性。圖7展示了鋁箔22中5X5 μ m大小的部分中的一個(gè)碳微粒。由元素碳24構(gòu)成的微粒23嵌入到表面9中，在表面9的平面中具有大約2μπι的尺寸。附圖標(biāo)記表1 設(shè)備2 物體3 金屬4 執(zhí)行單元5 氣體源6 端部管7 電極8 交流高壓發(fā)電機(jī)9 表面10 放電部分11 氣體輸入設(shè)備12 氣溶膠生成器13 碳棒14 高壓發(fā)電機(jī)15 氣體16 絕緣層17 含氧化合物18 等離子體19 顆粒20 復(fù)合結(jié)構(gòu)21 表面干擾22 鋁箔23 微粒24 碳25 碳黑生成器26 條紋
權(quán)利要求
1.一種用于降低金屬體(2)的表面(9)的接觸電阻的方法，其中，在還原條件下物理處理所述表面(9)的同時(shí)，在所述表面處提供顆粒(19)形式的元素碳，所述顆粒各自包括大量的碳原子，其特征在于，為了實(shí)施所述物理處理，物理的等離子體(18)在所述表面(9) 之上通過(guò)放電生成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述顆粒(19)是碳黑顆粒。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述顆粒(19)具有直徑在 IOnm至300nm范圍內(nèi)的，優(yōu)選在IOnm至IOOnm范圍的初級(jí)顆粒。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求1至3中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述顆粒(19)分散地提供在氣體(15)中，所述等離子體(18)生成在所述氣體(15)中。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求1至3中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述顆粒(19)被提供在所述表面(9)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述顆粒(19)被提供在復(fù)合結(jié)構(gòu)(20)中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述復(fù)合結(jié)構(gòu)(20)是多孔的。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求6和7中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述復(fù)合結(jié)構(gòu)(20) 的其他成分是不能夠?qū)щ姷摹?br> 9.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述等離子體(18)生成在氣體(15)中，所述氣體(15)具有惰性氣體或稀有氣體與氫氣的混合物，所述惰性氣體或稀有氣體特別是氬或氮?dú)狻?br> 10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述氣體(15)不具有碳?xì)浠衔?，所述等離子體(18)生成在所述氣體(15)中。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述等離子體(18)在所述表面(9)之上以900至1200hPa的壓力形成。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述等離子體(18)被生成為冷的等離子體，所述等離子體具有低于400°C的，優(yōu)選低于100°C的氣體溫度。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述等離子體(18)通過(guò)絕緣阻礙的放電生成。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述等離子體(18)通過(guò)在相對(duì)于所述表面(9)安裝的電極(7)上施加電壓來(lái)生成。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述金屬體(2)在所述等離子體(18)生成時(shí)接地。
16.用于實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法或者從屬于權(quán)利要求4的權(quán)利要求9至15 所述的方法的設(shè)備(1)，所述設(shè)備具有用于氣體(15)的氣體輸入設(shè)備(11)，所述等離子體 (18)形成在所述氣體中，并且所述設(shè)備具有連接在交流高壓發(fā)電機(jī)(8)上的電極(7)，在所述電極(7)前安裝有絕緣材料，其特征在于，在所述氣體輸入設(shè)備(11)中安裝氣溶膠生成器(12)，所述氣溶膠生成器(12)將碳構(gòu)成的顆粒分散到所述氣體(15)中。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，所述電極(7)圍繞所述氣體輸入設(shè)備 (11)的由絕緣材料構(gòu)成的端部管(6)安裝。
18.具有表面(9)的金屬體(2)，至少一種高阻抗的含氧化合物(7)形成在所述表面(9)上，含碳的微粒(23)嵌入到所述表面中，所述顆粒各自包括大量的碳原子，其特征在于，嵌入到所述表面(9)中的所述微粒(23)由元素碳(24)構(gòu)成。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的金屬體，其特征在于，由元素碳(24)構(gòu)成的所述微粒(23) 位于所述物體⑵外側(cè)的表面(9)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的金屬體，其特征在于，由元素碳(24)構(gòu)成的所述微粒 (23)具有范圍介于500至5000nm的，特別是范圍介于IOOOnm至3000nm的直徑。
全文摘要
為了降低金屬體(2)表面(9)的接觸電阻，在表面(9)上通過(guò)放電生成還原性的物理等離子體(18)，并且在生成等離子體的同時(shí)，元素碳以分別包含大量碳原子的顆粒(19)的形式提供在表面處。
文檔編號(hào)H01M4/133GK102460788SQ201080025424
公開(kāi)日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2010年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月9日
發(fā)明者丹尼斯·霍夫邁斯特, 尼爾斯·邁努施, 弗洛里安·福格茨, 沃爾夫?qū)っ?弗里德里克斯, 沃爾夫?qū)ぞS奧爾 申請(qǐng)人:克勞斯塔爾工業(yè)大學(xué), 希爾德斯海姆/霍爾茨明登/哥廷根應(yīng)用技術(shù)和藝術(shù)學(xué)院