[發明專利]鋰離子二次電池正極集電體用鋁合金箔和鋰離子二次電池

在審

• 申請號: 201310124632.4
• 申請日: 2013-04-11
• 公開（公告）號: CN103378369A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 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: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M4/66;H01M4/46
• 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

本發明涉及鋰離子二次電池正極集電體用鋁合金箔和使用該鋁合金箔的鋰離子二次電池，特別是涉及提供一種高倍率特性優異的鋰離子二次電池的技術。

本申請基于2012年4月13日在日本申請的日本特愿2012-092369號主張優先權，并在此引用其內容。

背景技術

鋰離子二次電池由于其能量密度大，目前被廣泛應用在便攜式電話或筆記本型個人電腦以及攝像機的用途中。一般來說，面向這些用途的鋰離子電池使用鈷酸鋰(LiCoO₂)、錳酸鋰(LiMn₂O₄)等作為正極活性物質，使用石墨作為負極。但是,雖然鈷酸鋰具有大的電池容量，但熱穩定性低，存在起火等的可能性，在安全性方面存在問題。錳酸鋰具有高的安全性，但循環特性差，隨著重復充放電，電池容量會降低。

這樣的情況下，近年來使用具有橄欖石型結構的磷酸鋰的二次電池受到關注。具有橄欖石型結構的磷酸鋰有磷酸鐵鋰或磷酸錳鋰等，其結構穩定，因此熱穩定性優異，可以抑制電池起火等危險性。此外，還具有良好的循環特性。

但是，橄欖石型磷酸鋰存在如下問題：導電性低，以大的電流(高倍率)進行充放電時，隨著電池電壓急速降低，電池容量會顯著降低。高性能二次電池應用在汽車這樣需要較大電力的領域中時，要求可迅速進行放電和充電的急速充放電特性，從而解決這種問題的技術受到期待。

專利文獻1提出了使具有離子透過性的化合物負責鋰離子導電、使電子導電性碳微粒負責電子導電的正極集電體結構。此外，專利文獻2記述了通過對正極集電體用箔(以下，有時稱作正極箔)進行穿孔加工，降低電極電阻，可以使高倍率急速充放電變得可能。

專利文獻1：日本特開2007-226969號公報

專利文獻2：日本特開2008-311171號公報

然而，根據專利文獻1所述的技術，需要涂布具有離子透過性的化合物和碳微粒后在正極集電體上形成被膜，因此存在鋰離子二次電池的制造成本上升的問題。此外，專利文獻2所述的技術那樣，對正極箔進行穿孔時，箔強度顯著地降低，因此電池制造時存在正極箔斷裂的可能性變高的問題。

發明內容

基于以上背景，本發明人對構成二次電池中所應用的正極箔的鋁合金箔進行材料開發，結果發現通過特別組成的鋁合金來制作正極箔時，可以提供承受高倍率充放電的鋰離子二次電池，并完成了本申請發明。

本發明是基于這樣的課題進行的，其目的在于，提供可以抑制成本上升和正極箔強度降低的同時、提高急速充放電特性的鋰離子二次電池集電體用鋁合金箔以及使用該鋁合金箔的鋰離子二次電池。

本發明的鋰離子二次電池正極集電體用鋁合金箔的特征在于，由以質量%計含有0.1%以上5.0%以下的Mg、剩余部分包含Al和不可避免雜質的鋁合金構成，厚度為6～25μm。

本發明中，上述鋁合金還可以是以質量%計進一步含有小于0.5%的Fe和小于0.5%的Mn的合金。

本發明的鋰離子二次電池的特征在于，在具備有正極、負極和非水電解質的鋰離子二次電池中，所述正極是含有橄欖石型磷酸鋰作為正極活性物質的正極活性物質含有層形成在正極集電體上而成，將上述所述的鋁合金箔用作正極集電體。

本發明的鋰離子二次電池的特征在于，在具備有正極、負極和非水電解質的鋰離子二次電池中，所述正極是含有橄欖石型磷酸鐵鋰作為正極活性物質的正極活性物質含有層形成在正極集電體上而成，將上述所述的鋁合金箔用作正極集電體。

本發明鋰離子二次電池集電體用鋁合金箔可以顯著地提高橄欖石型磷酸鋰用作正極活性物質的鋰離子二次電池的高倍率充放電特性。其結果，可以提供具有安全性和良好的急速充放電特性的優異的鋰離子二次電池。

附圖說明

圖1為表示具備本發明的正極集電體用鋁合金箔的二次電池的第1實施方式的截面圖。

圖2為表示具備本發明的正極集電體用鋁合金箔的二次電池的第2實施方式的截面圖。

圖3為表示具備本發明的正極集電體用鋁合金箔的二次電池的第3實施方式的截面圖。

符號說明

1…正極、1a…正極集電體、1b…正極合劑層(正極活性物質含有層)、2…負極、2a…負極集電體、2b…負極合劑層(負極活性物質含有層)、3…隔膜。

具體實施方式

下面，對本發明的具體實施方式進行說明。