锂离子电池正极集电体用铝合金箔及其制造方法技术

本发明专利技术提供了具有优良的抗拉强度和伸长率的锂离子电池正极集电体用铝合金箔及其制造方法。本发明专利技术的锂离子电池正极集电体用铝合金箔的特征在于，具有由含有0.003～0.3质量％的Mn、剩余部分为Al和不可避免的杂质构成的组成。在本发明专利技术的锂离子电池正极集电体用铝合金箔中，优选抗拉强度为190MPa以上，且伸长率为3.0％以上。

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池正极集电体用铝合金箔及其制造方法
本专利技术涉及锂离子电池正极集电体用铝合金箔及其制造方法。
技术介绍
锂离子电池由于具有高能量密度，也不存在称为记忆效应的放电容量的显著降低，因而正被用作手机、笔记本等移动工具用电源，最近也正在推进在汽车上的使用。锂离子电池的正极使用LiCoO2、LiMn2O4等活性物质，负极使用C等，电解质使用LiClO4、LiPF6等包含Li离子的有机电解液。锂离子电池的电极材料由正极板、隔板和负极板构成。正极板经过对厚度约15μm的集电体用铝箔的两面涂布约100μm厚度的上述活性物质的工序、用于除去涂布后的活性物质中的溶剂的干燥工序、以及用于增加活性物质密度的压轧工序等而制造。这样制造的正极板通过负极板和隔板卷绕成旋涡状后，收纳于金属外壳中并密封而成为电池。现在，正极集电体用铝箔通常使用JIS1085或JIS3003铝材。对作为锂离子电池的正极集电体用铝箔要求的主要性能，可列举电导率、抗拉强度、伸长率。对于抗拉强度和伸长率低的箔，在表面上涂布各种活性物质的工序、将涂布的活性物质压接在箔表面的工序等电极制造工序中，有可能产生断箔现象。因此，为了抑制在干燥工序中的加热引起的铝箔软化、强度降低，防止压轧工序中铝箔变形，公开了锂离子电池的正极集电体使用含有Mn、Cu的铝合金箔的技术(例如参照专利文献1)。专利文献1：日本特开2010-3705号公报进而，基于电池的安全性方面，也认为抗拉强度、伸长率高的箔是有利的。这是基于以下理由。例如，锂离子电池受到外来冲击产生变形时，拉伸应力分别作用于构成电池的正极、负极和隔板。而且，到一定量的变形后电池被压坏时，正极、负极和隔板之中拉伸伸长率最低的正极优先容易断裂。正极断裂时，断裂部刺穿隔板，会在电池内引起短路。由此，抑制由外来冲击引起的短路需要抑制正极优先断裂，从而提高正极的抗拉强度、伸长率很重要。
技术实现思路
本专利技术为解决这些问题而作出，目的在于提供抗拉强度和伸长率优异的锂离子电池正极集电体用铝合金箔及其制造方法。为了解决上述问题，本专利技术构成如下。本专利技术的锂离子电池正极集电体用铝合金箔的特征在于，具有由含有0.003～0.3质量％的Mn、剩余部分为Al和不可避免的杂质构成的组成。在本专利技术的锂离子电池正极集电体用铝合金箔中，优选抗拉强度为190MPa以上，且伸长率为3.0％以上。本专利技术的锂离子电池正极集电体用铝合金箔的制造方法的特征在于，在使用铝合金制造锂离子电池正极集电体用铝合金箔时，以99.0～99.9％的压下率进行最终冷轧，其中，所述铝合金具有由含有0.003～0.3质量％的Mn、剩余部分为Al和不可避免的杂质构成的组成。本专利技术的锂离子电池正极集电体用铝合金箔由于为含有0.003～0.3质量％的Mn的规定组成，所以具有优异的抗拉强度和伸长率。因此，本专利技术的铝合金箔在制造锂离子电池的正极时，在箔表面涂布活性物质的工序或压轧的工序中，可抑制铝合金箔断裂。此外，本专利技术的铝合金箔具有优异的抗拉强度和伸长率，因而即使在锂离子电池因外来冲击而变形破损时，也可抑制在电池内引起短路。根据本专利技术的锂离子电池正极集电体用铝合金箔的制造方法，使用前述组成的铝合金，进行压下率为99.0～99.9％的最终冷轧，从而可制作具有优异的抗拉强度和伸长率的铝合金箔。具体实施方式以下，对本专利技术中的锂离子电池正极集电体用铝合金箔及其制造方法进行说明。本专利技术的锂离子电池正极集电体用铝合金箔的特征在于，具有由含有0.003～0.3质量％的Mn、剩余部分为Al和不可避免的杂质构成的组成。Mn具有同时提高硬质箔的强度和伸长率的效果。本专利技术的铝合金箔通过规定Mn的含量为0.003～0.3质量％，Mn可缓解局部变形，提高抗拉强度和伸长率。此外，通过使Mn的含量为上述范围，可抑制铝合金箔的电阻率增加，从而提高电池特性。Mn的含量不到0.003质量％时，得不到抗拉强度和伸长率提高的效果。Mn的含量超出0.3质量％时，铝合金箔的电阻率增加，电池特性降低。在本专利技术的铝合金箔中，特别优选Mn的含量为0.005～0.05质量％的范围。通过使Mn的含量为0.005～0.05质量％的范围，可得到伸长率提高的效果而基本上不会增大铝合金箔的电阻率。本专利技术的铝合金箔所含有的不可避免的杂质为在铝合金箔的制造工序中混入的杂质，其含量没有特别规定，但优选不可避免的杂质含量为0.15质量％以下，更优选0.10质量％以下。通过使不可避免的杂质含量为0.15质量％以下，在用作正极的基础上可得到所需的导电率和伸长率。本专利技术的铝合金箔所含有的不可避免的杂质没有特别限定，可列举例如Fe、Si、Cu、Mg等。本专利技术的铝合金箔作为不可避免的杂质含有Fe时，优选Fe的含量为0.1质量％以下。通过使Fe的含量为0.1质量％以下，可抑制电阻率上升。本专利技术的铝合金箔作为不可避免的杂质含有Cu时，优选Cu的含量为0.05质量％以下。通过使Cu的含量为0.05质量％以下，除了抑制伸长率和耐腐蚀性降低，还可抑制箔制造时的冷轧性降低，可容易确保99.0％以上的压下率。含有Cu时的Cu含量更优选为0＜Cu≤0.02质量％。本专利技术的铝合金箔作为不可避免的杂质含有Mg时，优选Mg的含量为0.05质量％以下。通过使Mg的含量为0.05质量％以下，可抑制导电率降低和伸长率降低。本专利技术的铝合金箔作为不可避免的杂质含有Si时，优选Si的含量为0.05质量％以下。通过使Si的含量为0.05质量％以下，可抑制伸长率降低。本专利技术的铝合金箔通过含有0.003质量％～0.3质量％的Mn，可实现优异的抗拉强度和伸长率，在本专利技术的铝合金箔中，优选抗拉强度为190MPa以上，且伸长率为3.0％以上。铝合金箔的抗拉强度不到190MPa时，在对箔表面涂布活性物质的工序或压轧的工序中，铝合金箔有可能会产生断裂。此外，伸长率不到3.0％时，将正极与负极和隔板一起卷绕制造电池时，会容易发生断裂。在此，本专利技术的说明书和权利要求中，抗拉强度和伸长率为用以下方法测定的值。(抗拉强度)由铝合金箔切成长度180mm、宽度15mm的长方形试验片，固定该试验片在长度方向上的一端，从长度方向上的另一端以5mm/min的速度拉伸对铝合金箔施加负荷。进而，将试验中铝合金箔承受的最大负荷除以试验片平行部的原截面积的值作为抗拉强度(MPa)。(伸长率)基于金属材料拉伸试验方法JISZ2241的断裂伸长率测定、计算方法求出，基于JISZ8401对数值进行修约。由铝合金箔切成长度180mm、宽度15mm的薄长方形试验片，在长度中央沿试验片垂直方向以50mm间隔标记出两根线。固定该试验片在长度方向上的一端，从长度方向上的另一端以5mm/min的速度拉伸对铝合金箔施加负荷。进而，在铝合金箔断裂后对接起来测定标记间距离，由其减去原标点间距离(50mm)得到的伸长量(mm)除以原标点间距离(50mm)求出伸长率(％)。本专利技术的铝合金箔厚度没有特别限制，优选为12μm～30μm的范围。铝合金箔的厚度不到12μm时，电阻增加，并会使电池特性降低。此外，很难经轧制来制造厚度不到12μm的铝箔，从而会不得不追加工序。铝合金箔的厚度超出30μm时，导致卷入电池内的正极板的层数减少，电池容量会降低。接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2010.12.14 JP 2010-2785401.一种锂离子电池正极集电体用铝合金箔的制造方法，其特征在于，在使用铝合金制造锂离子电池正极集电体用铝合金箔时，以99.0～99.9％的压下率进行最终冷轧，所述铝合金具有由含有0.003～...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木贵史，中西茂纪，崔祺，
申请(专利权)人：三菱铝株式会社，
类型：发明
国别省市：