集电体用金属箔、集电体及集电体用金属箔的制造方法技术

本发明专利技术涉及集电体用金属箔、集电体及集电体用金属箔的制造方法，集电体用金属箔(1)的至少一个表面被粗糙面化。在经粗糙面化的表面存在多个凹状部(4)，所述凹状部(4)具有底面部(2)和包围底面部(2)且相较于底面部(2)隆起的边缘部(3)。凹状部(4)的弗雷特直径的平均Lave为0.5μm以上50μm以下。集电体用金属箔(1)适用作锂离子二次电池、钠二次电池、电双层电容器或锂离子电容器用的电极集电体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及集电体用金属箔、集电体及集电体用金属箔的制造方法。
技术介绍
用于二次电池或电容器等设备的集电体通过将电极活性物质固定于金属箔的表面而构成。例如，就锂离子二次电池的负极集电体而言，将溶剂中混合分散有包含碳粉末的负极活性物质、粘合剂及导电剂等而成的浆料，涂布于金属箔，形成涂布层后，使涂布层干燥，除去溶剂。之后，为了增大负极活性物质的层内密度，根据需要进行压粘工序。这样，可以制作在金属箔的表面具有含活性物质层的负极集电体。集电体上的金属箔和活性物质的密合性大幅影响到设备的性能。即，如果活性物质从金属箔脱落，则会导致容量的降低、充放电特性的降低或电极间的短路等问题，成为使设备的性能降低的原因。另外，在活性物质容易从金属箔脱落的情况下，可能难以长期维持设备的性能。作为改善金属箔和活性物质的密合性的方法，已知有将金属箔的表面粗糙面化的方法。例如，专利文献1中公开有一种集电体用铝箔，作为至少一个表面的粗糙度，基于JISB0601：1994的平均粗糙度Ra为0.3μm以上1.5μm以下，最大高度Ry为0.5μm以上5.0μm以下。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平11-162470号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题但是，通过现有技术制造的金属箔的现状是，与活性物质的密合性尚不充分，期望进一步的改善。尤其是在使用粉状的活性物质的情况下，金属箔和活性物质的密合性容易降低。本专利技术是鉴于上述背景而完成的，提供一种能够长期维持良好的性能的集电体用金属箔及其制造方法、以及使用上述金属箔的集电体。用于解决课题的技术方案本专利技术一方面提供一种集电体用金属箔，其特征在于，其是至少一个表面被粗糙面化的集电体用金属箔，在所述经粗糙面化的表面存在多个凹状部，所述凹状部具有底面部和边缘部，所述边缘部包围该底面部且相较于该底面部隆起，所述凹状部的弗雷特直径的平均Lave为0.5μm以上50μm以下。本专利技术其它方面提供一种集电体，其特征在于，在所述集电体用金属箔的经粗糙面化的表面上具有含活性物质层，所述含活性物质层中所含的活性物质的平均二次粒径dave为0.5μm以上50μm以下。本专利技术的其它方面提供一种集电体用金属箔的制造方法，其特征在于，按照以下方式预先准备一对粗糙面化辊，即，通过对一对辊中的至少一个辊的粗糙面化表面实施镀敷处理，形成具有多个凸部的镀铬膜，之后，压破该镀铬膜上的所述凸部的顶部，形成平坦面，按照以下方式进行金属箔的粗糙面化，即，进行使金属箔1次(pass)以上通过一对所述粗糙面化辊之间而转印所述粗糙面化辊的表面形状的转印工序，由此在表面形成多个凹状部，所述凹状部具有相较于周围下沉的底面部和包围该底面部且相较于该底面部隆起的边缘部，且所述凹状部的弗雷特直径的平均Lave为0.5μm以上50μm以下。专利技术效果所述集电体用金属箔(以下，有时适宜称为“金属箔”。)在所述经粗糙面化的表面存在多个凹状部，所述凹状部具有底面部和边缘部，所述边缘部包围该底面部且相较于该底面部隆起，所述凹状部的弗雷特直径的平均Lave为0.5μm以上50μm以下。在具有所述特定的形状及尺寸的所述凹状部容易嵌入具有与所述凹状部的尺寸同程度的尺寸的活性物质的粒子。而且，在所述凹状部嵌入了活性物质粒子的状态下，所述边缘部和活性物质粒子抵接的区域容易线状连续地形成，因此，活性物质粒子难以从所述金属箔剥离。因此，所述金属箔可以提高活性物质的密合性，难以剥离活性物质。另外，在所述凹状部嵌入了活性物质粒子的状态下，与现有的金属箔相比，所述边缘部和活性物质粒子抵接的区域的面积大。因此，所述金属箔可以降低与活性物质之间的接触阻力。如上所述，所述金属箔难以剥离活性物质，且能够降低与活性物质之间的接触阻力。因此，所述金属箔能够长期维持与活性物质之间的良好的电连接。另外，所述集电体在所述金属箔的经粗糙面化的表面上具有所述含活性物质层，所述含活性物质层中所含的活性物质的平均二次粒径dave为0.5μm以上50μm以下。因此，所述集电体容易在所述凹状部嵌入所述活性物质的粒子，可以抑制所述含活性物质层的剥离，并且可以降低活性物质和所述金属箔之间的接触阻力。另外，将所述集电体作为电极使用的二次电池或电容器等设备因所述低的接触阻力而能够容易地降低电极电阻。其结果，可以提高设备的充放电特性，进行高比率下的充放电。另外，使用有所述集电体的设备由于具有所述的高密合性，所以能够长期维持高的性能。另外，所述集电体用金属箔的制造方法中，通过转印一对所述粗糙面化辊的表面形状，可以制作所述金属箔。所述制造方法通过使用转印之类的技法，可以高再现性地控制所述金属箔的表面形状。因此，只要管理所述粗糙面化辊的表面形状，即可容易地在金属箔的全长上使所述凹状部的形态及配置均匀化。其结果，能够容易地制作具有优异的品质的所述金属箔。另外，所述转印粗糙面化辊的表面形状的工序由于可以容易地加入现有的金属箔的制造工序中，所以可以简化所述金属箔的制造方法，并且可以提高生产性。附图说明图1是表示实施例的、在金属箔的凹部嵌入了活性物质粒子的状态的一例的俯视图；图2是图1的II-II线局部矢量剖面图；图3是表示实施例的、实施了粗糙面化处理的轧制辊表面的一例的局部剖面图；图4是表示实施例的、在粗糙面化处理之后形成镀铬膜的轧制辊表面的一例的局部剖面图；图5是表示实施例的、通过压破镀铬膜的顶部而制作的粗糙面化辊表面的一例的局部剖面图；图6是实施例3的、具有凹状部的金属箔E3的表面的SEM像；图7是比较例1的、不具有凹状部的金属箔C1的表面的SEM像；图8是实施例9的、具有凹状部的金属箔E9的表面的SEM像；图9是比较例6的、不具有凹状部的金属箔C6的表面的SEM像；图10是表示实施例的、在不具有弧坑状的凹部的金属箔上附着有活性物质粒子的状态的一例的俯视图；图11是图10的XI-XI线局部矢量剖面图。具体实施方式[集电体用金属箔]作为上述金属箔的材质，可以采用目前用于集电体的金属。例如，作为用于锂离子二次电池或锂离子电容器的正极集电体的金属箔，可以使用铝或不锈钢等。另外，作为用于负极集电体的金属箔，可以使用铜、铜合金、不锈钢、镍或铁等。另外，作为用于电双层电容器的集电体的金属箔，正极集电体及负极集电体均可以使用铝、铜、铜合金、不锈钢、镍或铁等。此外，上述的“铝”包含铝合金。具体而言，作为铝，可以使用1000系铝合金、3000系铝合金及8000系铝合金等。另外，作为铜，可以使用无氧铜、韧铜等。另外，作为铜合金，可以使用Cu-Sn(铜-锡)系、Cu-Ag(铜-银)系、Cu-Zn(铜-锌)系、Cu-Cr(铜-铬)系、Cu-Zr(铜-锆)系等铜合金。另外，作为不锈钢，例如可使用SUS304不锈钢合金、SUS316不锈钢合金等。上述金属箔优选包含铝、铜或铜合金。这些金属在用于正极集电体的情况下，具有高耐蚀性。另外，这些金属在用于锂离子二次电池等的负极集电体的情况下，不易引起因掺杂电解液中所含的锂离子导致的脆化，所以优选。另外，这些金属由于通常具有高导电性，所以适用于进行高比率的充放电的用途。此外，不锈钢由于导电率相较于铝等更低，所以不能面向进行高比率的充放电的用途。但是，包含不锈钢的金属箔由于具有在制造设备的过程中可以进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集电体用金属箔，其特征在于，其是至少一个表面被粗糙面化的集电体用金属箔，在所述经粗糙面化的表面存在多个凹状部，所述凹状部具有底面部和边缘部，所述边缘部包围该底面部且相较于该底面部隆起，所述凹状部的弗雷特直径的平均Lave为0.5μm以上50μm以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.06 JP 2014-1177691.一种集电体用金属箔，其特征在于，其是至少一个表面被粗糙面化的集电体用金属箔，在所述经粗糙面化的表面存在多个凹状部，所述凹状部具有底面部和边缘部，所述边缘部包围该底面部且相较于该底面部隆起，所述凹状部的弗雷特直径的平均Lave为0.5μm以上50μm以下。2.根据权利要求1所述的集电体用金属箔，其特征在于，多个所述凹状部中90％以上的所述凹状部具有2.5μm以下的深度。3.根据权利要求1或2所述的集电体用金属箔，其特征在于，从上面观察，所述边缘部的至少一部分呈大致圆弧状。4.根据权利要求1～3中任一项所述的集电体用金属箔，其特征在于，所述集电体用金属箔包含铜或铜合金，且被用于负极。5.根据权利要求1～4中任一项所述的集电体用金属箔，其特征在于，所述集电体用金属箔被用作锂离子二...

【专利技术属性】
技术研发人员：芦泽公一，本居徹也，小石川敦史，船户宁，
申请(专利权)人：株式会社UACJ，
类型：发明
国别省市：日本;JP