叠层体、锂离子二次电池用的负极集流体、和锂离子二次电池用的负极制造技术

本发明专利技术提供一种叠层体，其包含：第一金属层，其含有铜；第二金属层，其含有镍，且被直接叠层于第一金属层。源自第二金属层中的含有镍的结晶的至少一个X射线衍射峰中、强度最大的X射线衍射峰的半峰全宽为0.3

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】叠层体、锂离子二次电池用的负极集流体、和锂离子二次电池用的负极


[0001]本公开涉及叠层体、锂离子二次电池用的负极集流体、和锂离子二次电池用的负极。

技术介绍

[0002]锂离子二次电池用的负极集流体因为叠层于负极集流体的负极活性物质层的体积随着充放电进行变动，所以受到反复的负荷(压缩应力和拉伸应力)。该负荷引起的负极集流体的变形引起电池主体的变形或电极间的短路。因此，对负极集流体要求对负荷(特别是拉伸应力)的耐久性(高的拉伸强度)。(参照下述专利文献1。)
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2005－197205号公报

技术实现思路

[0006]专利技术所要解决的问题
[0007]在集流体等金属层受到拉伸应力的情况下，由于金属层中的晶界滑动，在金属层中形成龟裂(crack)，且龟裂扩张。其结果，金属层会断裂。在金属层由结晶性低的非晶质的铁系合金的情况下，金属层趋于具有高的耐拉伸性。但是，专利技术人等发现，即使金属层是非晶质，也未必能够得到高的拉伸强度，而是因为金属层具有一定程度的结晶性，所以得到高的拉伸强度。
[0008]本专利技术一方面的目的在于，提供具有高的拉伸强度的叠层体、包含该叠层体的锂离子二次电池用的负极集流体和负极。
[0009]用于解决问题的技术方案
[0010]本专利技术的一个方面在于提供一种叠层体，其包含：第一金属层，其含有铜；第二金属层，其含有镍，且被直接叠层于第一金属层。源自第二金属层中的含有镍的结晶的至少一个X射线衍射峰中、强度最大的X射线衍射峰的半峰全宽为0.3
°
以上1.2
°
以下。
[0011]第二金属层还可以含有选自碳、磷和钨中的至少一种元素。
[0012]本专利技术的一个方面在于提供一种锂离子二次电池用的负极集流体，其包含上述的叠层体。
[0013]本专利技术的一个方面在于提供一种锂离子二次电池用的负极，其包含上述负极集流体和含有负极活性物质的负极活性物质层，负极活性物质层被直接叠层于第二金属层。
[0014]负极活性物质可以含有硅。
[0015]专利技术效果
[0016]根据本专利技术的一个方面，提供具有高的拉伸强度的叠层体、具备该叠层体的锂离子二次电池用的负极集流体和负极。
附图说明
[0017]图1是本专利技术一个实施方式中的叠层体(负极集流体)、和包含该叠层体的负极的示意性的立体图。
[0018]图2是通过向叠层体所具备的第二金属层的表面照射X射线而测定的X射线衍射图案的一例。
[0019]图3是图2的放大图，是源自第二金属层中的含有镍的结晶的X射线衍射峰(强度最大的X射线衍射峰)的一例。
具体实施方式
[0020]以下，参照附图说明本专利技术适当的实施方式。在附图中，对相同的构成要素标注相同的符号。本专利技术不限定于下述实施方式。
[0021]本实施方式的叠层体是锂离子二次电池用的负极集流体。如图1所示，本实施方式的叠层体10具有第一金属层1和第二金属层2。第一金属层1含有铜(Cu)。第二金属层2含有镍(Ni)。在图1所示的叠层体10的情况下，第二金属层2被直接叠层于第一金属层1的两个表面。但是，第二金属层2也可以仅被直接叠层于第一金属层1的一个表面。
[0022]如图1所示，本实施方式的锂离子二次电池用的负极20具有叠层体10(负极集流体)和负极活性物质层3。负极活性物质层3包含负极活性物质。负极活性物质层3被直接叠层于各第二金属层2的表面。
[0023]本实施方式的锂离子二次电池可以包含负极20、正极、隔膜和电解液。隔膜和电解液配置于负极20和正极之间。电解液透过隔膜。正极可以包含正极集流体和叠层于正极集流体的正极活性物质层。例如，正极集流体可以为铝箔或镍箔。正极活性物质层包含正极活性物质。例如，正极活性物质可以是选自由钴酸锂(LiCoO2)、镍酸锂(LiNiO2)、锰酸锂(LiMnO2)、锂锰尖晶石(LiMn2O4)、LiNi
x
Co
y
Mn
z
M
a
O2(x+y+z+a＝1、0≤x＜1、0≤y＜1、0≤z＜1、0≤a＜1、M是选自Al、Mg、Nb、Ti、Cu、Zn和Cr中的一种以上的元素。)、锂钒化合物(LiV2O5)、橄榄石型LiMPO4(M是选自由Co、Ni、Mn、Fe、Mg、Nb、Ti、Al和Zr中的一种以上的元素或VO。)、钛酸锂(Li4Ti5O
12
)、LiNi
x
Co
y
Al
z
O2(0.9＜x+y+z＜1.1)、聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩和聚并苯构成的组中的一种以上的化合物。正极活性物质层还可以包含碳或金属粉等导电助剂。正极活性物质层还可以包含粘合剂(粘接剂或树脂)。隔膜可以是由具有电绝缘性的多孔质的高分子构成的一个以上的膜(薄膜或叠层体)。电解液包含溶剂和电解质(锂盐)。溶剂可以为水或有机溶剂。例如，电解质(锂盐)可以为选自由LiPF6、LiClO4、LiBF4、LiCF3SO3、LiCF3CF2SO3、LiC(CF3SO2)3、LiN(CF3SO2)2、LiN(CF3CF2SO2)2、LiN(CF3SO2)(C4F9SO2)、LiN(CF3CF2CO)2和LiBOB构成的组中的一种以上的锂化合物。
[0024]源自第二金属层2中的含有Ni的结晶的至少一个X射线衍射峰中、强度最大的X射线衍射峰P
MAX
的半峰全宽为0.3
°
以上1.2
°
以下。通过X射线衍射峰P
MAX
的半峰全宽为0.3
°
以上1.2
°
以下，叠层体10能够具有高的拉伸强度。拉伸强度是指与第二金属层2的表面平行的方向上的叠层体10相对于拉伸应力的耐久性。由于X射线衍射峰P
MAX
的半峰全宽为0.3
°
以上1.2
°
以下而使叠层体10具有高的拉伸强度的机制如下述。但是，下述的机制仅为一种假说，本专利技术的技术范围不被下述的机制限定。
[0025]叠层体10不仅具有第一金属层1，还具有叠层于第一金属层1的第二金属层2，因
此，叠层体10能够具有比仅由含有Cu的一个金属层构成的现有的集流体高的拉伸强度。但是，叠层体10的高的拉伸强度不仅起因于叠层结构，还起因于第二金属层2的结晶性。
[0026]第二金属层2包含含有Ni的多个晶粒。随着X射线衍射峰P
MAX
的半峰全宽的减少，第二金属层2中的各晶粒的粒径增加，第二金属层2的结晶性也变高。在X射线衍射峰P
MAX
的半峰全宽过小的情况下，各晶粒过大，相邻的一对晶粒间的晶界的面积过宽。其结果，由于第二金属层2受到的拉伸应力，所以容易沿着宽的晶界一下子形成大龟裂，龟裂容易向第二金属层2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种叠层体，其包括：第一金属层，其含有铜；第二金属层，其含有镍，且被直接叠层于所述第一金属层，源自所述第二金属层中的含有镍的结晶的至少一个X射线衍射峰中、强度最大的X射线衍射峰的半峰全宽为0.3
°
以上1.2
°
以下。2.如权利要求1所述的叠层体，其中，所述第二金属层还含...

【专利技术属性】
技术研发人员：堀川雄平，远藤诚，垣内拓也，柳田美幸，内藤悠基，田代崇宏，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：