[發明專利]電極集電體用鋁合金箔及其制造方法

有效

• 申請號: 201180072486.4
• 申請日: 2011-07-29
• 公開（公告）號: CN103748715A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 石雅和;鈴木覺;山本兼滋;古谷智彥
• 申請（專利權）人: 株式會社UACJ;株式會社UACJ制箔
• 主分類號: H01M4/66
• 分類號: H01M4/66;C22C21/00;C22F1/04;C22F1/00
• 代理公司: 北京匯思誠業知識產權代理有限公司 11444
• 代理人: 龔敏;王剛

技術領域

本發明涉及一種用于二次電池、雙電層電容器、鋰離子電容器等的電極集電體，特別是涉及用于鋰離子二次電池的正極用電極材料的鋁合金箔。并且還涉及用于鋰離子二次電池的負極用電極材料的鋁合金箔。

背景技術

在移動電話、筆記本電腦等便攜式電子設備的電源中可使用能量密度高的鋰離子二次電池。

鋰離子二次電池的電極材料由正極板、隔板(separator)以及負極板構成。正極材料使用具有導電性優異、不影響二次電池的電效率、發熱少的特征的鋁合金箔作為支承體，通常可使用JIS1085、JIS3003鋁合金。在鋁合金箔表面涂布含鋰金屬氧化物，例如是以LiCoO₂為主成分的活性物質。作為制造方法，對于20μm左右的鋁合金箔，在其兩面涂布100μm左右的厚度的活性物質，進行干燥用于除去活性物質中的溶劑。并且，為了增加活性物質的密度，用沖壓機實施壓縮加工。(以下，將該“用沖壓機實施壓縮加工”工序稱為壓力加工)將如此制造的正極板與隔板、負極板層疊后，加以卷曲并進行成形以用于收納于殼體中后，將其收納于殼體中。

用于鋰離子二次電池的正極材料的鋁合金箔有活性物質涂布時出現的裂紋或卷曲時在彎曲部斷裂等問題，因此要求其具備高強度。特別是，在涂布活性物質后的干燥工序(以下，簡稱為干燥工序)中，由于實施100℃～180℃左右的加熱處理，因此如果干燥工序后的強度低，會在壓力加工時易發生中部拉長，而在卷曲時發生褶皺，降低活性物質與鋁合金箔的密合性，或容易引起切割時的斷裂。如果活性物質和鋁合金箔表面的密合性降低，則在充放電的反復使用中發生剝離，有降低電池的容量的問題。

近年，對于用于鋰離子二次電池的正極材料的鋁合金箔，也要求高導電率。導電率是指表示在物質內的通電性的容易程度的物性值，導電率越高，表示越容易通電。用于汽車或電動工具等的鋰離子二次電池，相較于民生用的移動電話或筆記本電腦等的鋰離子二次電池，需要更大的輸出特性。在導電率低的情況下，流過大電流時，電池的內部電阻會增加，因此存在電池的輸出電壓降低的問題。

在需要高導電率的二次電池用鋰離子合金箔中可使用Al純度為99％以上的鋁合金箔。但是，Al純度為99％以上的鋁合金箔所含有的元素的量少，因此沒有可抑制位錯的移動這樣的固溶元素和微小析出物，因此加熱處理時的強度降低大。

即，電極集電體用材料，特別是鋰離子二次電池用電極材料要求維持高導電率的同時，最終冷軋后強度和干燥工序中加熱后的強度高的鋁合金箔。

專利文獻1中提出了一種抗拉強度為98MPa以上的電池集電體用鋁合金箔。但是，沒有對鋰離子二次電池正極材料的制造工序中的，干燥工序后的強度進行公開。

專利文獻2中公開了一種抗拉強度為160MPa以上的鋰離子二次電池電極集電體用鋁合金箔。但是，由于假設為干燥工序的加熱處理后的強度低，因此，不足以防止因壓力加工時中部拉長而導致的，卷曲時的卷曲褶皺或切割時的斷裂。

專利文獻3公開了一種方法，其中，通過對鋁合金箔進行高強度化，使得在壓力加工時不發生塑性變形，并防止與活性物質的剝離。但是，由于是添加Mn、Cu、Mg作為主要元素的合金，因此無法滿足高導電率。

專利文獻4中提出了一種Fe的固溶量為小于50ppm、板厚為0.1～2mm且抗拉強度為145～200MPa的鋁合金板。但是，在上述板厚的范圍內，難以適用于電極集電體。另外，為了降低Fe的固溶量，在120～160℃進行15分鐘～24小時的熱處理時，使強度大幅降低。

【現有技術文獻】

專利文獻1：日本特開平11-162470號公報

專利文獻2：日本特開2010-150637號公報

專利文獻3：日本特開2008-150651號公報

專利文獻4：日本特開2002-129269號公報

發明內容

【發明所要解決的問題】

如上所述，在現有技術中無法獲得具有同時滿足強度和導電率的二者的特性的電極集電體用鋁合金箔。

本發明鑒于上述情況而完成，其目的在于提供一種電極集電體用鋁合金箔，是具備高導電率并且在干燥工序后也具有高強度的電極集電體用鋁合金箔。

【解決問題的技術手段】