[發明專利]鋰離子電池正極集電體用鋁合金箔及其制造方法

有效

• 申請號: 201210085548.1
• 申請日: 2012-03-28
• 公開（公告）號: CN102747251A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 鈴木貴史;中西茂紀;崔祺
• 申請（專利權）人: 三菱鋁株式會社
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C21/02;C22F1/04;C22F1/043;H01M4/66
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 康泉;王珍仙

技術領域

本發明涉及鋰離子電池正極集電體用鋁合金箔及其制造方法。

背景技術

鋰離子電池是由電解質中的鋰離子負責導電的非水電解質二次電池，以便攜終端為中心迅速普及，由于為高輸出功率、高能量密度，因此作為電動汽車用電源受到矚目。該鋰離子電池如下構成：將金屬箔作為集電體，而作為活性物質、在正極集電體上涂布鋰金屬氧化物、在負極集電體上涂布石墨等碳材料之后，將該正極板與負極板之間夾上隔膜堆積成層狀后，或者卷繞成旋渦狀后，收納于外殼等中，由此構成鋰離子電池。

該鋰離子電池的正極集電體由于要求對高電位的耐氧化性，因此通常使用鋁合金箔。

在專利文獻1中，由于在正極、負極、多孔質絕緣層(隔膜)中，正極的拉伸伸長率最低，電池被壓壞時，正極優先斷裂而有可能短路，因此提出了可以采用能將該電極的拉伸伸長率提高至3.0％以上的正極集電體。具體地說，作為正極集電體，能使用含有1.20質量％～1.70質量％的Fe的鋁合金。

專利文獻1：日本特開2010-3705號公報

然而，正極集電體是將鋁合金軋制加工為數十μm以下、例如10μm～20μm的薄箔而被提供。因為對于該軋制加工中制造的鋁箔而言，與其寬度(例如1200mm以上)相比厚度極薄，因此在加工中原材料易斷裂。上述專利文獻1中記載的鋁合金箔，由于通過所含有的Fe而強度上升，導致其軋制變得困難，在軋制加工中易斷裂，生產率降低。

發明內容

本發明是鑒于上述情況而提出的，其目的在于，提供具有高的伸長率而防止使用電池時產生的斷裂的同時，使軋制性也得到改善，并提高生產率的鋰離子電池正極集電體用鋁合金箔及其制造方法。

作為鋰離子電池正極集電體，雖然希望強度、伸長率都高為好，然而對于作為箔的軋制性來說，若強度過高則不易軋制。Fe能有效提高作為正極集電體的強度和伸長率，但是添加該Fe時，應通過限制其添加量來改善軋制性。

有鑒于此，本發明的鋰離子電池正極集電體用鋁合金箔，具有由含有0.2質量％以下的Si、0.1質量％以上且小于0.8質量％的Fe、剩余部分為Al和不可避免的雜質構成的組成。

作為雜質含有Si時，優選Si的含量為0.2質量％以下，通過使Si的含量為0.2質量％以下，可以抑制伸長率或耐腐蝕性的降低。

Fe在鑄造時以Al-Fe系金屬間化合物形式結晶生成，其能成為再結晶時的形核點來達到細化晶粒的效果。除此之外，通過軋制將此化合物粒子細化并均勻地分散，因此具有使鋁合金箔的強度和伸長率提高的效果。小于0.1質量％時，不能充分發揮該效果，0.8質量％以上時，雖然強度提高，然而伸長率的上升達到飽和，如上所述由于強度上升而降低箔的軋制性。因此，Fe優選為0.1質量％以上且小于0.8質量％。

此外，在本發明的鋰離子電池正極集電體用鋁合金箔中，還可以進一步含有0.1質量％以下的Cu。

Cu即使為少量也具有提高鋁合金箔的強度的效果。但是，除了使伸長率、耐腐蝕性降低之外，強度過高的情況下，在制造時箔的軋制變得困難。為了提高箔的強度而添加時，可以為0.1質量％以下。若超過0.1質量％，則軋制性受到損害。

此外，在本發明的鋰離子電池正極集電體用鋁合金箔的制造方法中，以最終冷軋率為96.0％以上99.9％以下進行最終冷軋。

所制造的鋁合金箔的抗拉強度和伸長率具有同時增加的趨勢。最終冷軋率小于96.0％時，得不到所需的抗拉強度和伸長率，若超過99.9％，則所制造的鋁合金箔的抗拉強度和伸長率的提高達到飽和，軋制性降低，制造產率惡化。

此外，在本發明的鋰離子電池正極集電體用鋁合金箔的制造方法中，可以在所述最終冷軋之前實施中間退火。

通過該中間退火，除去冷軋所導致的變形硬化、殘余應力，因此使材料均勻化、減少變形阻力，接下來的最終冷軋變得容易。

根據本發明的鋰離子電池正極集電體用鋁合金箔，具有高的伸長率且防止電池使用時的斷裂的同時，還可以改善軋制性，實現生產率的提高。

具體實施方式

以下，對本發明的鋰離子電池正極集電體用鋁合金箔的實施方式進行說明。

該鋰離子電池正極集電體用鋁合金箔，具有由含有0.2質量％以下的Si、0.1質量％以上且小于0.8質量％的Fe、剩余部分為Al和不可避免的雜質構成的組成。

<Si：0.2質量％以下>