[发明专利]用于电极集电体的铝合金箔及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及：使用于二次电池、双电层电容器、锂离子电容器等中的集电体；特别涉及：适合在锂离子二次电池正极用或负极用的电极用集电体中，使用的铝合金箔。

背景技术

在手机、笔记本电脑等便携式电子产品的电源中，使用能量密度高的锂离子二次电池。锂离子二次电池的电极材由正极材、隔离部(seperator)以及负极材构成。正极材中使用的铝合金箔的特征是：导电性好、不影响二次电池的电效率，发热少。一般使用的是JIS1085和JIS3003铝合金。正极材由下述步骤制造而得：在铝合金箔两面涂布含有锂的金属氧化物，例如涂布主要成分为LiCoO₂的活性物质，使之干燥，使用压力机将其压缩(以下称该步骤为压力加工)。这样制造出的正极材，在叠置了分离部、负极材层后，进行卷绕，成形后被置于于外壳中。

在锂离子二次电池的正极材中的铝合金箔中，由于存在涂布活性物质时的断裂、卷绕时弯曲部破裂等问题，铝合金箔需要高强度。特别是在涂布活性物质后的干燥步骤中，因为实施了100℃～160℃左右的加热处理，加热铝的强度下降，压力加工时容易延展，因此卷绕时产生卷绕褶皱，活性物质和铝合金箔的密合性降低，在之后步骤的切开(slit)时，容易断裂。特别是活性物质和铝合金箔表面的密合性下降的话，在反复充放电的使用中逐渐剥离，产生电池容量下降的问题。

近年来，对于锂离子二次电池的正极材中的铝合金箔，要求具有高导电率。所谓导电率，表示的是物质中电流通过难易度的物理性质，导电率越高，电流越易通过。使用于汽车和电动工具等中的锂离子二次电池，需要具备：比家用手机和笔记本电脑等中的锂离子二次电池更大的输出功率。导电率低时，出现的问题有：在大电流通过时，因为电池内部电阻增加，电池的输出电压降低。

需要高导电率的二次电池用锂离子合金箔中，使用的是铝(Al)纯度为99％以上的铝合金箔。但是就Al纯度99％以上的铝合金箔而言，因为提高其强度的元素含量少，其强度难以提高。即，在加热处理时，因为没有可以抑制错位的固溶元素和微小沉淀物，涂布活性物质时的加热处理导致强度降低。

例如JIS1000系铝合金，以半连续铸造等方法铸造熔融合金时，在得到的铸块内经常产生称为羽毛组织(Feather organization)的特殊的铸造组织。所述羽毛组织为薄板状的成长双晶(twin crystal)，它是铸造时断裂、或轧制(加压使其延展)过程中板断裂的原因。添加细微化剂可以抑制羽毛组织，这是公知技术,不过细微化剂大量添加后，铝的基体中固溶量变多，导电率显著降低。

因此抑制高纯度的铝合金箔中的羽毛组织，持续地防止箔轧制中的板断裂，维持高导电率，是非常难的。

即，对于电极集电体用材料，特别是锂离子二次电池用电极材中，需要如下性能的铝合金箔：即，持续维持高导电率，在电极集电体用铝合金箔制造后的干燥步骤的加热后强度高，且提高生产率，轧制性能优良。

专利文献1中提到了一种方案：即用于电池集电体的、拉伸强度98MPa以上的铝合金箔。但是关于锂离子二次电池正极材的制造步骤中之干燥步骤后的强度，其中没有明确记载。

专利文献2中提到一种方案：用于锂离子二次电池电极集电体的、拉伸强度160MPa以上的铝合金箔。但是干燥步骤的加热处理后的强度低，且不能充分防止下列问题的产生：即在压力加工时因延展导致的卷绕时的卷褶(Winding Wrinkle)或切开(slit)时的破裂。

专利文献3中记载了一种方法：即由于高强度化，进行压力加工时不发生塑性形变，防止了与活性物质的剥离。但是因为合金中添加的主要元素为Mn，Cu，Mg，而不能满足高导电率的需求。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】特开平11-162470号公报

【专利文献2】特开2010-150637号公报

【专利文献3】特开2008-150651号公报

发明内容

【发明要解决的课题】

本发明鉴于上述情况，目的是提供一种电极集电体用铝合金箔，其中：箔的的轧制性出色，导电率高，活性物质涂布后的干燥步骤后，强度高。

【解决课题的手段】