制造多微孔金属箔的方法以及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及多微孔金属箔的制造方法以及装置，在使金属箔通过表面具有高硬度微粒的压花辊与硬质金属辊之间而在所述金属箔上形成微细孔时，(a)将由软质塑料层以及具有高拉伸强度的硬质塑料层构成的层叠塑料片以所述软质塑料层朝向所述金属箔一侧的方式夹设在所述金属箔与所述硬质金属辊之间，并且(b)对所述压花辊以及所述硬质金属辊的至少一方施加机械振动。

Method and apparatus for manufacturing porous metal foil

The invention relates to a manufacturing method of microporous metal foil and apparatus in between the metal foil particles with high hardness through the surface of the embossing roll and roll and hard metal micro hole is formed on the metal foil, (a) the laminated plastic sheet is composed of soft plastic layer and hard plastic layer has high tensile the strength of the soft plastic layer facing the metal foil side way is clamped between the metal foil and the hard metal roller, and (b) of the embossing roll and the hard metal and at least one of the application of mechanical vibration.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及高效地制造适于锂离子电池、锂离子电容器、双电层电容器等的集电体的多微孔铝箔等多微孔金属箔的方法以及装置。
技术介绍
为了提高锂离子电池、锂离子电容器、双电层电容器等的能量密度，优选在集电体设置贯通孔来降低正极电位。作为集电体，广泛使用铝箔，贯通孔通过各种方法而形成。例如，日本特开2011-74468号(专利文献1)公开了对具有多个贯通孔的铝箔同时进行拉伸加工以及弯曲加工而制造高强度贯通铝箔的方法。贯通孔具有0.2～5μm的内径，通过如下方式而形成：通过以盐酸为主要成分的电解液中的直流蚀刻形成蚀刻坑，通过化学蚀刻控制蚀刻坑径。但是，由于蚀刻坑的内径小，因此无法向贯通孔内导入足够量的活性物质，无法充分提高能量密度。此外，通过蚀刻形成贯通孔的生产性低，不适于廉价地制造多微孔金属箔。日本特开2011-165637号(专利文献2)公开了如下的制造正极集电体的方法，该正极集电体为通过形成正极活性物质层而形成锂离子电池用正极体的正极集电体，在铝合金箔的表面(形成有正极活性物质层的一侧)形成有多个凹坑状孔，所述孔的平均孔径为1.0～5μm，平均孔径/平均孔深度为1.0以下，在该方法中，在对铝合金箔的表面进行直流电解蚀刻后，通过有机膦酸水溶液进行处理。然而，由于通过直流电解蚀刻形成的凹坑状孔的平均孔径较小，为5μm以下，因此仍存在无法向凹坑状孔内导入足够量的活性物质的问题。另外，与专利文献1同样，通过蚀刻来形成贯通孔的生产性低，因此不适于廉价地制造多微孔金属箔。日本特开2012-186142号(专利文献3)公开了如下的方法，其为制造填充有活性物质的多个片状铝多孔体层叠而成的电气化学设备用电极的方法，其特征在于，将通过在填充活性物质后压缩而变薄的多个片状铝多孔体层叠。片状铝多孔体通过如下方法来制造，例如在具有三维网格状构造的发泡树脂的骨架上，通过镀敷法、蒸镀法、喷镀法、CVD法等在Al的熔点以下形成金属的皮膜，该金属的皮膜形成有共晶合金，之后，浸入以Al粉末、粘合剂以及有机溶剂为主要成分的糊剂中，然后在非氧化性环境气中以550～750℃的温度进行热处理。但是，对于该片状铝多孔体，不仅制造方法复杂，由于为三维网格状构造，因此机械强度差，此外存在因生产性低而不适于廉价地制造多微孔金属箔的问题。鉴于以上的情况，期望廉价地制造多孔铝箔等多微孔金属箔的方法，该多微孔金属箔具有保持活性物质所需的足够的微细孔，并且具有高机械强度，适宜用于锂离子电池、锂离子电容器、双电层电容器等。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011-74468号公报专利文献2：日本特开2011-165637号公报专利文献3：日本特开2012-186142号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题因此本专利技术的目的在于，提供廉价且高效地制造多微孔金属箔的方法以及装置，该多微孔金属箔具有保持活性物质所需的足够的微细孔，并且具有高机械强度。用于解决课题的方案鉴于上述目的而深入研究的结果为，本专利技术人发现如下情况，从而想到本专利技术，在一边按压金属箔一边使该金属箔通过表面具有高硬度微粒的压花辊和与该压花辊对置的硬质金属辊之间而形成多个微细孔的情况下，(a)若将由软质塑料层以及具有高拉伸强度的硬质塑料层构成的层叠塑料片以所述软质塑料层朝向所述金属箔一侧的方式夹设在两辊之间，则与不夹设的情况相比，金属箔的穿孔率显著上升，并且(b)若对两辊施加振动，即便是相同的压花辊，金属箔的穿孔率也会进一步上升，并且穿孔时从金属箔脱离的碎片大多保持于塑料片，不会散乱。即，制造多微孔金属箔的本专利技术的方法的特征在于，在使金属箔通过硬质金属辊与表面具有高硬度微粒的压花辊之间而在所述金属箔上形成微细孔时，(a)将由软质塑料层以及具有高拉伸强度的硬质塑料层构成的层叠塑料片以所述软质塑料层朝向所述金属箔一侧的方式夹设在所述金属箔与所述硬质金属辊之间，并且(b)对所述压花辊以及所述硬质金属辊的至少一方施加机械振动。制造多微孔金属箔的本专利技术的装置的特征在于，具备：穿孔装置，其具备表面具有多个高硬度微粒的压花辊、以及以与所述压花辊对置的方式隔着间隙配置的硬质辊；第一引导机构，其用于使金属箔通过所述压花辊与所述硬质辊的间隙；第二引导机构，其用于使由软质塑料层以及具有高拉伸强度的硬质塑料层构成的层叠塑料片通过所述金属箔与所述硬质辊的间隙；以及振动机构，其对所述压花辊以及所述硬质金属辊的至少一方施加机械振动，以从所述压花辊侧起依次配置所述金属箔、所述软质塑料层以及所述硬质塑料层的方式，一边施加机械振动一边使所述金属箔以及所述层叠塑料片通过所述压花辊与所述硬质辊的间隙，从而在所述金属箔上形成微细的贯通孔。优选的是，所述压花辊对所述金属箔的按压力的线压力为50～600kgf/cm。优选的是，所述机械振动具有与所述金属箔垂直的分量。优选的是，通过所述压花辊或者所述硬质金属辊的任一方的轴承上安装的振动马达施加所述机械振动。通过所述机械振动，所述压花辊以及所述硬质金属辊这两方一起沿上下方向(与辊间隙垂直的方向)振动。优选的是，所述机械振动的频率为500～2000Hz。优选的是，所述压花辊在表面具有高硬度微粒，该高硬度微粒具有尖锐的角部且莫氏硬度为5以上。优选的是，所述高硬度微粒具有50～500μm的范围内的粒径。优选的是，所述微粒以30～80％的面积率附着于辊面。专利技术效果在本专利技术中，在使金属箔通过表面具有高硬度微粒的压花辊与硬质金属辊之间而在金属箔上形成微细孔时，将由软质塑料层以及具有高拉伸强度的硬质塑料层构成的层叠塑料片以所述软质塑料层朝向所述金属箔一侧的方式夹设在金属箔与硬质金属辊之间，并且对压花辊以及硬质金属辊的至少一方施加机械振动，因此(a)不仅能够在金属箔上高密度地形成微细的贯通孔，(b)还能够将因形成微细的贯通孔而产生的微细的绝大多数金属箔屑捕集于塑料片。因此，能够廉价且高效地制造高密度地形成有微细的贯通孔的金属箔。通过本专利技术制造的多微孔金属箔适于锂离子电池、锂离子电容器、双电层电容器等的集电体等。附图说明图1是示出本专利技术的制造装置的简图。图2是示出图1的装置中的穿孔装置的主视图。图3是示出在压花辊与硬质金属辊之间，压花辊的高硬度微粒在重叠于层叠塑料片的金属箔上形成贯通孔的状况的局部放大剖视图。图4是详细地示出在压花辊与硬质金属辊之间，通过贯通金属箔的高硬度微粒使金属箔的毛刺进入软质塑料层的状况的局部放大剖视图。图5是实施例1的多微孔铝箔的光学显微镜照片(25倍)。图6是实施例1的多微孔铝箔的光学显微镜照片(80倍)。图7是比较例1的多微孔铝箔的光学显微镜照片(25倍)。图8是比较例1的多微孔铝箔的光学显微镜照片(80倍)。图9是比较例2的多微孔铝箔的光学显微镜照片(25倍)。图10是比较例2的多微孔铝箔的光学显微镜照片(80倍)。图11是比较例3的多微孔铝箔的光学显微镜照片(25倍)。图12是比较例3的多微孔铝箔的光学显微镜照片(80倍)。图13是实施例2的多微孔铜箔的光学显微镜照片(25倍)。图14是实施例2的多微孔铜箔的光学显微镜照片(80倍)。具体实施方式参照附图对本专利技术的实施方式进行详细说明，但在未特别说明的情况下，与一个实施方式相关的说明也能够应用于其他实施方式。另外，下述说明不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多微孔金属箔的制造方法，其特征在于，在使金属箔通过硬质金属辊与表面具有高硬度微粒的压花辊之间而在所述金属箔上形成微细孔时，(a)将由软质塑料层以及具有高拉伸强度的硬质塑料层构成的层叠塑料片以所述软质塑料层朝向所述金属箔一侧的方式夹设在所述金属箔与所述硬质金属辊之间，并且(b)对所述压花辊以及所述硬质金属辊的至少一方施加机械振动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.10 JP 2014-081409;2014.10.22 JP 2014-215331.一种多微孔金属箔的制造方法，其特征在于，在使金属箔通过硬质金属辊与表面具有高硬度微粒的压花辊之间而在所述金属箔上形成微细孔时，(a)将由软质塑料层以及具有高拉伸强度的硬质塑料层构成的层叠塑料片以所述软质塑料层朝向所述金属箔一侧的方式夹设在所述金属箔与所述硬质金属辊之间，并且(b)对所述压花辊以及所述硬质金属辊的至少一方施加机械振动。2.根据权利要求1所述的多微孔金属箔的制造方法，其特征在于，所述压花辊对所述金属箔的按压力的线压力为50～600kgf/cm。3.根据权利要求1或2所述的多微孔金属箔的制造方法，其特征在于，所述机械振动具有与所述金属箔垂直的分量。4.根据权利要求1至3中任一项所述的多微孔金属箔的制造方法，其特征在于，通过所述压花辊或者所述硬质金属辊的任一方的轴承上安装的振动马达施加所述机械振动。5.根据权利要求4所述的多微孔金属箔的制造方法，其特征在于，所述机械振动的频率为500～2000Hz。6.根据权利要求1至5中任一项所述的多微孔金属箔的制造方法，其特征在于，所述压花辊在表面具有高硬度微粒，该高硬度微粒具有尖锐的角部且莫氏硬度为5以上。7.根据权利要求6所述的多微孔金属箔的制造方法，其特征在于，所述高硬度微粒具有50～500μm的范围内的粒径。8.根据权利要求6或7所述的多微孔金属箔的制造方法，其特征在于，所述微粒以30～80％的面积率附着于辊面。9.一种多微孔金属箔的制造装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：加川清二，加川洋一郎，
申请(专利权)人：加川清二，
类型：发明
国别省市：日本;JP