[发明专利]经化学处理的、由铝或铝合金构成的集电箔

说明书

技术领域

本发明涉及一种由铝或铝合金构成的集电箔以及这种集电箔的制造方法，该集电箔应用于电池或蓄电池，特别是锂离子蓄电池。

背景技术

集电箔通常由铝箔构成并且额外地具有一层通常由金属氧化物构成的涂层，例如锂钴（III）氧化物。铝箔在下文中是指由铝或铝合金构成的金属箔。在制造铝箔时通常在轧制过程中以轧制油润湿铝箔，以例如在轧制过程中使得轧制产品的摩擦效应、轧制磨损或粘附效果最小化。然而，在继续使用铝箔之前通常必须再次去除轧制油。特别是在将铝箔例如作为集电箔应用于锂离子蓄电池时，铝箔的品质影响着制成的锂离子蓄电池的品质。由现有技术已知，通过对金属箔卷、即所谓的卷材形式的铝箔进行热处理来净化以轧制油进行涂层的铝箔，特别是去脂。然而要根据温度和处理时间对轧制硬化的金属箔进行软化和重结晶。铝箔明显降低了强度并且更加难以进行加工。除此之外，由于热处理通过温度和氧气的影响使得氧化层加厚，从而导致集电箔的电阻的提高。如果没有完全去除掉轧制油，那么还会进一步产生金属氧化层的粘附问题。

为了解决软化问题，在公开的美国专利申请文献US2009/0269609中提出在80℃和160℃之间的温度下进行热处理。然而已证实，根据温度、时间、卷材的缠绕结构以及铝箔的表面粗糙度，通过热处理并不能将轧制油从金属箔卷上完全且均匀地去除。特别是在从80℃至160℃的低温下有剩余轧制油残留在铝箔上的风险并且这对于继续加工、例如涂敷金属氧化物层是成问题的。

此外，已知例如在卷对卷方法中以酸或碱清洗铝带。但是铝带的带厚度通常大于100μm，大多超过200μm。然而，集电箔比迄今为止以湿法化学清洗的铝带薄大于2至8倍。

例如由文献JP2008258010A已知一种铝制集电箔，该集电箔例如用于能够重复充电的电池。为了在轧制之后清洗铝箔表面的油而进行去脂处理，对此使用酸和碱。这些酸和碱用于油的溶解，但是不会侵蚀材料。

发明内容

以此为基础，本发明的目的在于，提供一种集电箔，该集电箔在导电性和抗拉强度方面具有非常好的性能并且同时能够以低成本进行制造。此外，本发明的目的还在于，提出一种制造该集电箔的方法以及该集电箔的有利用途。

根据第一原理，该目的通过集电箔这样得到实现，即，该集电箔具有经酸浸蚀或经碱浸蚀的表面。

已证实具有经酸浸蚀或经碱浸蚀的表面的集电箔具有较小的电阻以及对金属氧化物涂层具有改善的粘附性能。特别是由于取消了热处理过程，所以不存在软化过程。这意味着，具有较高机械抗拉强度的金属箔可以用作集电箔。可以更薄地构造集电箔。在浸蚀集电箔的过程中可以用酸、例如硫酸，或者也可以用碱、例如氢氧化钠溶液来进行浸蚀。两种浸蚀剂可以引起充分的浸蚀量。

优选这样设置浸蚀量，即，腐蚀厚度低于1μm，特别是低于0.5μm或优选为0.01-0.1μm。通过浸渍腐蚀从而基本上去除经轧制之后所存在的金属箔的氧化层，由此通过空气中的氧气形成新的氧化铝层。通过这种表面腐蚀可以可靠地去除轧制油残留物，因此可以取消通过退火处理进行的去脂过程。如前所述，集电箔的机械强度由此保持不变。此外，表面腐蚀之后形成的氧化铝层明显比由于轧制过程和进一步的轧制工艺过程所形成的氧化层更薄。从而根据本发明的集电箔的电阻比传统集电箔的电阻更小。

依据根据本发明的集电箔的优选实施方式，在卷对卷方法中以酸浸蚀或以碱浸蚀表面。这样做的优势在于，能够特别有利地制造集电箔并且该集电箔此外具有特别均匀的表面性质，因此可以提供稳定的集电箔品质。此外，令人惊奇地发现，为铝带所使用的、用于通过酸浸蚀或碱浸蚀去脂的装置也适用于非常薄的集电箔。

依据集电箔的另一个实施方式，该集电箔具有5μm-50μm、优选10μm-30μm、特别优选15-25μm的厚度。具有低厚度的集电箔能够制造特别紧凑的电池或蓄电池，例如锂离子蓄电池。具有5μm厚度的超薄集电箔比较难进行加工，但只消耗最少量的材料。与此相反，使用具有大于50μm厚度的集电箔在预先规定了蓄电池或电池尺寸的情况下有可能引起在涂层数量上的限制。

依据集电箔的另一个设计方案，该集电箔在轧制硬态H18下具有大于135MPa的抗拉强度，因此，该集电箔尽管具有低的厚度，但是也可以以简单的方式用于接下来的工序，例如涂层和进一步加工成电池或蓄电池。