[发明专利]电极集电体用铝合金箔、其制造方法以及锂离子二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及使用于二次电池，双电层电容，锂离子电容等中的电极集电体，特别是在锂离子二次电池的正极或负极用电极用集电体中很好使用的铝合金箔、其制造方法，以及锂离子二次电池。

背景技术

在手机、笔记本电脑等能便携式电子产品的电源中，使用了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、分隔部(separator)及负极材组成。在正极材中，使用具有导电性出色、不影响二次电池的电效率、发热少这样特征的铝合金箔，作为集电体使用。正极材由集电体和活性物质层组成，具体而言可以由如下方法制得：于铝合金箔的一面或两面涂布含有锂的金属氧化物，例如将以LiCoO₂为主要成分的活性物质(包括材料，以下相同)涂布，干燥，形成活性物质层，再以压力机械对活性物质层进行压缩加工(以下称该工序为压力加工)，而制得。而锂离子二次电池可以由如下方法制得：于按照上述步骤制造而得的正极材上，层叠分隔部、负极材层，卷绕，形成所定的形状后，与电解质一起置于外壳中。

于锂离子二次电池的正极材中使用的铝合金箔中，卷绕时在弯曲部分产生破裂等问题，因此要求具有高强度。特别是，在活性物质涂布后的干燥工序中，进行100℃～200℃左右的加热处理，所以因加热铝的强度下降，压力加工时容易产生中央褶皱(或译为“中部延伸”，center buckle；middle waviness)，活性物质和铝合金箔的密合性降低，在之后工序的分切(slit)时容易产生破裂。特别是活性物质和铝合金箔表面的密合性下降的话，在锂离子二次电池反复充放电时，在电池的使用中逐渐发生剥离，导致电池的容量下降。

专利文献1记载了一种铝合金箔，用于电池电极集电体，未经加工的箔的拉伸强度为220～270MPa。专利文献2一种铝合金箔，用于电池电极集电体，未经加工的箔的拉伸强度为220MPa以上。但是专利文献1和专利文献2中，关于加热后的箔的强度，没有记载。通常，锂离子电池电极用箔制造后，接着形成活性物质层,不过此时为了干燥活性物质层，进行热处理。因此，锂离子电池电极用箔的刚刚制造后，其拉伸强度即使满足需要，通过上述热处理，箔受到影响，所以在用于电极时其拉伸强度低，产生了强度的问题。但是，专利文献1和专利文献2中记载的铝合金箔，并不是为了解决上述强度低的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1∶日本特开2011-219865号公报

专利文献2∶日本特开2012-21205号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

本发明鉴于上述情况，其目的是提供一种制造电池时活性物质涂布、干燥后强度高，耐热性出色的电极集电体用铝合金箔，其制造方法，以及锂离子二次电池。

解决课题的手段

本发明人在对锂离子二次电池的集电体用铝合金箔进行研究时，发现：将成分限制于适当的范围内，在其制造工序中，对铸块的均化处理(Homogenization treatment)和热轧制时的温度条件进行优化，通过控制元素的固溶析出状态，在活性物质涂布后的干燥工序的热处理后，可以维持高强度。从而完成本发明。

即，本发明提供一种电极集电体用铝合金箔，其特征为：含有Fe∶0.1～0.5质量％(以下仅以％来表示质量％)，Si∶0.01～0.5％，Cu∶0.01～0.2％，Mn∶0.01～0.5％，剩余部分由Al及不可避免的杂质组成，对最终轧制后的铝合金箔进行100℃下的24小时或150℃下的3小时或200℃下的15分钟热处理(即以其中的任意一种加热条件进行加热)，之后拉伸强度为210MPa以上。

优选为：上述最终轧制后的铝合金箔的拉伸强度230MPa以上330MPa以下。

优选为，上述铝合金箔含有Fe∶0.2～0.48％，Si∶0.05～0.3％，Cu∶0.02～0.16％，Mn∶0.05～0.3％。

优选为，上述铝合金箔的导电率为45％IACS以上。

优选为，上述铝合金箔的厚为6～30μm。

另外，本发明从其他角度出发，提供一种电极集电体用铝合金箔的制造方法，其特征为：铝铸块含有Fe∶0.1～0.5％，Si∶0.01～0.5％，Cu∶0.01～0.2％，Mn∶0.01～0.5％，剩余部分由Al及不可避免的杂质组成，对于上述铝铸块在570℃以上620℃以下进行1～20小时均化处理。