铝膜制造方法和铝箔制造方法技术

技术编号:10437752 阅读:165 留言:0更新日期:2014-09-17 14:09
本发明专利技术提供了一种通过在电解槽中将铝电沉积于基材上从而制造铝膜的方法,其中该电解槽中供给有包含熔融盐的电解液。基于在所述电解液中进行铝的电结晶时的过电压与添加至所述熔融盐中的添加剂的浓度之间的预定关系来调整添加剂的浓度,以使得上述测得的过电压位于所需范围内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铝膜制造方法和铝箔制造方法
本专利技术涉及铝膜制造方法和铝箔制造方法。
技术介绍
在基材上形成铝膜的方法的例子包括:(i)物理气相沉积(PVD)法,如真空沉积法、溅射法、和激光烧蚀法;(ii)糊料涂布法;以及(iii)镀覆法。(i)PVD法在真空沉积法中,例如,通过用电子束照射铝合金从而将原料铝熔融蒸发,由此使铝沉积在具有连通孔的树脂体的树脂表面上,从而形成铝层。在溅射法中,例如,将铝靶暴露于等离子体中以使铝蒸发。蒸发的铝沉积在具有连通孔的树脂体的树脂表面上,从而形成铝层。在激光烧蚀法中,例如,通过激光照射将铝合金熔融蒸发,由此使铝合金沉积在具有连通孔的树脂体的树脂表面上,从而形成铝层。(ii)糊料涂布法在糊料涂布法中,例如,使用了其中混合了铝粉末、粘合剂(粘结剂)和有机溶剂的铝糊。将铝糊涂布至树脂表面,然后加热以除去粘合剂和有机溶剂,同时将铝糊烧结。该烧结可在一个操作中进行,或者可分为多个操作进行。或者,例如,可通过涂布铝糊、低温加热铝糊、然后将铝糊浸没在熔融盐中以加热铝糊从而在使树脂体热分解的同时将铝糊烧结。此外,该烧结优选在非氧化性气氛中进行。(iii)镀覆法在水溶液中镀铝实际上几乎是不可能的。因此,可通过在熔融盐中镀铝的熔融盐电镀法在具有连通孔的树脂体的树脂表面上形成铝层。在该情况中,优选在预先进行树脂表面的导电处理之后,在熔融盐中进行镀铝。作为用于熔融盐电镀的熔融盐,可使用例如氯化锂(LiCl)、氯化钠(NaCl)、氯化钾(KCl)、或氯化铝(AlCl3)之类的盐。此外,可将含有两种或多种成分的盐混合以形成共晶熔融盐。有利的是,共晶熔融盐具有低熔融温度。所述熔融盐要求含有铝离子。在熔融盐电镀中,使用了多成分盐,如AlCl3-XCl(X:碱金属)-MClx(M为选自Cr、Mn和过渡金属元素中的添加元素)。将该盐熔融以制备镀液。将基材浸渍于镀液中以进行电镀,由此基材表面被铝镀覆。在基材由非导电性材料构成的情况中,预先对基材表面进行导电处理作为预处理。导电处理的例子包括:通过化学镀在树脂表面上镀覆导电性金属,如镍;通过真空沉积法或溅射法在基材表面上覆盖导电性金属,如铝;以及涂布含有导电性颗粒(例如,碳)的导电性涂料。通常,通过对铝带进行压延来制造铝箔。专利文献1描述了用于通过压延制造铝箔的方法。具体而言,如图3所示,使卷绕在卷取·供给轮1、2、3和4上的带材A和B通过工作辊6之间的缝隙,从而使带材A和B沿两条或多条通路被可逆轧机5压延,其中可逆轧机5配有工作辊6和支承辊(back-uprolls)7,由此获得铝箔片材。铝箔具有诸如热传导性、抗湿性、不透气性、轻量性、遮光性等性能,因此被用作多种制品的包装材料。此外,铝箔因其优异的导电性而常被用作电解电容器和锂离子电池的正极集电体材料。例如,在将铝箔用于锂离子电池的正极集电体的情况中,为了提高电池容量,将铝箔以(例如)多张铝箔片的层叠或卷绕形式使用。专利文献2涉及用于锂二次电池的负极,其披露了对铜箔进行电镀以在铜箔表面上形成突起部分。关于与铝箔类似的用作电极材料的铜箔,进行了这样的方法,其中通过电解镀覆法在基材上形成铜镀膜,然后将该镀膜由基材上剥离下来从而制得铜箔。例如,专利文献3披露了通过如下方式制造用于印刷电路版的铜箔的方法:在于电解槽中旋转的阴极鼓上电沉积铜,其中向电解槽中供给电解液,并且在阴极鼓旋转的同时,将铜箔从阴极鼓上分离。引用列表专利文献专利文献1:日本未审查专利申请公开No.1-138003专利文献2:日本未审查专利申请公开No.2011-216193专利文献3:日本未审查专利申请公开No.2000-345381
技术实现思路
技术问题目前可得到的铝箔是通过压延法制得的。目前可获得的通过压延法制得的铝箔的厚度下限为约15μm。在通过轧制机制造厚度为5μm至10μm的铝箔的情况中,压延工艺中通道的个数增加从而使成本增加,物理上难以进行制造。由于将具有粗糙表面的铝箔用作正极集电体时能够保持大量的活性物质,因而可提高充电容量和电池容量。然而在通过压延法制造铝箔的情况中,与加工辊(workingroll)接触的铝箔的表面为镜面加工表面。因此,即使将该铝箔用作正极集电体,该铝箔也不能保持大量的活性物质。为了提高电池容量并减小锂离子电池的尺寸,需要提供厚度尽可能小且具有粗糙表面的铝箔,优选其厚度为10μm以下。在上述(i)PVD法和(ii)糊料涂布法中,难以形成表面粗糙度受控的具有粗糙表面的铝膜或具有镜面的铝膜。本专利技术人关注于:上述(iii)镀覆方法存在通过适当地调节镀覆条件从而制造具有所需表面粗糙度的铝膜的可能性。在基材上制造具有所需表面粗糙度的铝膜时,将铝膜与基材分离可得到具有粗糙表面的铝箔或者具有相对光滑的表面的铝箔。然而,尚不能通过电解镀覆法制造铝箔。没有已建立的用于制造具有所需表面粗糙度的铝箔的方法。例如,存在这样的问题:仅通过由常规的熔融盐电解在基材上形成膜无法控制膜的表面粗糙度以使其具有所需的表面粗糙度。鉴于上述问题,本专利技术的目的在于提供通过电解镀覆法从而使铝膜具有所需表面粗糙度的铝膜制造方法,以及铝箔制造方法。问题的解决手段本专利技术人对如下方法进行了深入研究,该方法为:利用以熔融盐作为电解液的镀覆法在基材上形成铝膜,并将基材与铝膜分离从而制得铝箔,由此完成了本专利技术。为了解决上述问题,本专利技术采用了如下构成。(1)一种制造铝膜的方法,该方法通过在电解槽中将铝电沉积于基材上来制造铝膜,其中该电解槽中供给有包含熔融盐的电解液,该方法包括:在所述电解液中进行铝的电沉积时,基于过电压与添加至所述熔融盐中的添加剂的浓度之间的预定关系来调整添加剂的浓度,以使得所述过电压的测量值位于预定范围内。根据本专利技术(1),可通过所述电解镀覆方法制得具有所需表面粗糙度的铝膜。(2)在(1)中所述的制造铝膜的方法中,所述电解液含有氯化铝和烷基氯化咪唑鎓、或者氯化铝和烷基氯化吡啶鎓,所述烷基氯化咪唑鎓和所述烷基氯化吡啶鎓中烷基的碳原子数均为1至5。根据本专利技术(2),可有效地在阴极基材上形成铝膜。(3)在(1)或(2)中所述的制造铝膜的方法中,作为添加至所述熔融盐中的添加剂,加入选自苯、二甲苯、吡啶、吡嗪、苯并三唑、聚苯乙烯和1,10-菲咯啉所构成的组中的一种或多种。根据本专利技术(3),可在阴极基材上形成具有均匀粗糙度的铝膜。(4)在(1)至(3)中任意一项所述的制造铝膜的方法中,所述熔融盐为氯化铝-1-乙基-3-烷基氯化咪唑鎓,添加剂为1,10-菲咯啉。根据本专利技术(4),可在阴极基材上形成具有均匀粗糙度的铝膜。(5)在(1)至(4)中任意一项所述的制造铝膜的方法中,所述铝膜的表面的算术平均粗糙度(Ra)为0.2μm至0.5μm,或者该表面的十点平均粗糙度(Rz)为1μm至5μm。在将通过本专利技术(5)获得的具有表面粗糙度的铝膜形成为铝箔并用作锂离子电池等的正极集电体的情况中,铝箔可保持大量的活性物质,由此提高了充电容量和电池容量。(6)在(5)中描述的制造铝膜的方法中,使用1,10-菲咯啉作为所述添加剂,并且利用设计为测量所述过电压的参比电极、对电极和工作电极将所述过电压控制在50mV至120mV范围内,所述参比电极和对电极由铝构成,所述工作电极由铂构成。根据本发本文档来自技高网
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铝膜制造方法和铝箔制造方法

【技术保护点】
一种制造铝膜的方法,该方法通过在电解槽中将铝电沉积于基材上来制造铝膜,其中该电解槽中供给有包含熔融盐的电解液,该方法包括:在所述电解液中进行铝的电沉积时,基于过电压与添加至所述熔融盐中的添加剂的浓度之间的预定关系来调整添加剂的浓度,以使得所述过电压的测量值位于预定范围内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.09.18 JP 2012-204037;2012.09.18 JP 2012-204221.一种制造铝膜的方法,该方法通过在电解槽中将铝电沉积于基材上来制造铝膜,其中该电解槽中供给有包含熔融盐的电解液,该方法包括:在所述电解液中进行铝的电沉积时,基于过电压与添加至所述熔融盐中的添加剂的浓度之间的预定关系来调整添加剂的浓度,以使得所述过电压的测量值位于预定范围内,其中所述铝膜的表面的算术平均粗糙度(Ra)为0.2μm至0.5μm,或者该表面的十点平均粗糙度(Rz)为1μm至5μm,其中使用1,10-菲咯啉作为所述添加剂,并且利...

【专利技术属性】
技术研发人员:境田英彰细江晃久西村淳一奥野一树木村弘太郎后藤健吾
申请(专利权)人:住友电气工业株式会社
类型:发明
国别省市:日本;JP

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