[發明專利]電極集電體用鋁合金箔、其制造方法及電極材料

無效

• 申請號: 201380025664.7
• 申請日: 2013-05-16
• 公開（公告）號: CN104302796A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 古谷智彥;山本兼滋;鈴木覺;石雅和
• 申請（專利權）人: 株式會社UACJ;株式會社UACJ制箔
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22F1/04;H01M4/66;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

本發明涉及一種適用于用作鋰離子二次電池等的二次電池、電雙層電容器、鋰離子電容器等電存儲器的電極材料的鋁合金箔，特別是涉及具有適合于從鋁合金箔的制造到電極材料的制造的一系列制造工序的強度的組合，以及對固溶量進行優化的電極集電體用鋁合金箔、其制造方法及電極材料。

背景技術

手機、筆記本電腦等便攜式電子設備的電源一般采用能量密度高的鋰離子二次電池。

鋰離子二次電池由正極材料、分離部(separator)及負極材料組成。作為正極材料使用以導電性出色、不影響二次電池的電效率、發熱少為特征的鋁合金箔。正極材料可通過在鋁合金箔的兩面涂敷含鋰金屬氧化物如含以LiCoO₂為主要成分的活性物質的糊劑并使其干燥，然后用沖壓機進行擠壓加工(以下將該工序稱為沖壓加工。)而制得。這樣制得的正極材料與分離部、負極材料層進行層疊之后，再進行卷繞成形之后，收納進殼體內。

考慮到可能會發生在涂敷活性物質糊劑時因張力而斷裂，或者在卷繞時彎曲部斷開等的問題，因此，作為鋰離子二次電池正極材料使用的鋁合金箔需要具備較高的抗拉強度。并且，在涂敷活性物質糊劑后的干燥工序中，以往實施100℃～160℃的加熱處理，近年來有時還以更高溫的200℃左右進行加熱處理。之后，為增大活性物質的密度而實施沖壓工序,但是與素箔(即沒有經過加工的箔)相比，一般實施熱處理之后的鋁合金箔的強度會下降，因此干燥工序后的抗拉強度也要高。如果干燥工序后的強度下降，就沖壓加工時容易發生中部拉長，有可能引起所謂在卷曲時出現卷痕的現象，因此，會發生活性物質與鋁合金箔的密合性降低，或者，切割時容易發生斷開等對于電池制造來講致命的問題。特別是，如果活性物質糊劑與鋁合金箔表面的密合性降低，則會出現在充放電的重復使用中發生剝離，從而導致電池容量的下降。

近年來要求用于鋰離子二次電池的正極材料的鋁合金箔的厚度更薄。鋰離子二次電池向大容量化和小型化發展，正在研究使得用于正極材料的鋁合金箔更薄，從而增大每單位體積的電池容量。

另一方面，如果在薄壁化時，如果抗拉強度過高，就會出現壓延性下降的問題。

因此，用于鋰離子二次電池的正極材料的鋁合金箔，需具備為實現電池大容量化的薄壁化、為在活性物質糊劑涂敷工序中防止斷裂而確保素箔強度，且為沖壓工序中的防皺而增大干燥工序后的強度，在不影響壓延性的條件下的優化。

在專利文獻1中，提出作為鋰離子電池電極用，建議采用素箔的抗拉強度為240MPa以上的鋁合金箔。在專利文獻2中，提出作為電池電極集電體用，建議采用素箔的抗拉強度為280～350MPa的壓延性良好的鋁合金箔。但是，在專利文獻1和2并未揭示同時解決如下所述的問題：即，通過薄壁化的大容量化問題，考慮到比以往溫度范圍更高的溫度環境下進行干燥工序時的活性物質糊劑涂敷工序中的斷裂防止問題，或者，沖壓工序中的防皺問題。

【背景技術文獻】

【專利文獻】

【專利文獻1】日本專利特開2010-100919號公報

【專利文獻2】日本專利特開2011-89196號公報

發明內容

【發明所要解決的問題】

本發明鑒于上述情況所完成，以提供制造鋁合金箔時可實現薄壁軋制，且防止活性物質糊劑涂敷工序中的斷裂和沖壓工序的起皺，還具備適合于從鋁合金箔的制造到電極材料的制造的一系列制造工序的強度的電極集電體用鋁合金箔及其制造方法、電極材料為目的。

【解決問題的技術手段】

本發明作者對這一點進行進一步研究的結果發現不僅通過調整合金的組合，還需要通過調節Cu和Mn的固溶量與混合關系(balance)，從而獲得如下所述的出色的電極集電體用鋁合金箔，即，在制造鋁合金箔時可實現薄壁軋制，且具備可防止在活性物質糊劑涂敷工序中發生斷裂的素箔強度，進而實現了可獲得考慮到干燥工序的熱處理后的抗拉強度的組合，以及對固溶量成功進行優化，可避免沖壓工序中的起皺現象。

進而，在其制造工序中，作為元素的固溶析出狀態而言，對鑄錠的均質化處理和中間退火條件進行優化時有效，并且發現通過該優化可獲得適合于從鋁合金箔的制造到電極材料的制造的一系列制造工序的抗拉強度，從而完成了本發明。