负极集电体用金属箔制造技术

本发明专利技术提供一种可实现更低电阻值之负极集电体用金属箔。其中，该负极集电体用金属箔具有多个从箔表面贯通至背面的贯通孔，且具有使该贯通孔之密度为1000个/cm2以上的区域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种新负极集电体用金属箔。更具体而言，涉及作为锂离子电池、锂离子电容器、电偶层电容器等的集电体所使用的负极集电体用贯通箔。
技术介绍
例如，作为锂离子电池、锂离子电容器、电偶层电容器等之正极集电体，使用铝、不锈钢等；作为负极集电体使用不锈钢、铜、镍等。可是，在为了提升锂离子电池、锂离子电容器、电偶层电容器等的能源密度上需要更高的电压。为了提升能源密度，优选利用预掺杂(predope)技术来降低负极电位。于是，为了有效率进行预掺杂，必须在集电体上设置贯通孔。即，通过经由集电体之贯通孔而锂离子进行可逆移动能够使负极活性材料受载锂离子。 作为具有贯通孔之集电体的制作方法，已知有例如打孔加工、筛状加工、膨胀加工、网加工等，通过这些方法所形成的贯通孔大小一般为O. I至O. 3_左右(专利文献I)。可是，设置贯通孔就会使集电体的强度下降，如所述之较大的孔径就会使强度下降的问题更加严重。相对于此，提案有使用具有较细微贯通孔之集电体的电极。例如，已知有一种锂离子电容器，其具备由能够将锂离子及/或阴离子以可逆方式受载之物质所构成的正极与由能够将锂离子以可逆方式受载之物质所构成的负极，并且具备锂盐之非质子性有机溶媒电解质溶液作为电解液；该锂离子电容器中，(I)通过负极及/或正极与锂离子供给源的电化学接触而使锂离子掺杂至负极及/或正极；(2)在正极与负极短路后的正极电位为2. OV以下；(3)所述正极及/或负极具有具有贯通表背面的多数孔、且这些贯通孔之内切圆的平均直径为100 μ m以下之金属箔所构成的集电体(专利文献2)。此外，作为如上述锂离子电容器所使用的正极集电体，已知有厚度为20至45μπι以及表观密度(apparent density)为2. 00至2. 54g/cm3、且透气度20至120s的贯通表背面之多数贯通孔的铝蚀刻箔所构成之集电体；和所述贯通孔的80%以上是孔径为I至30 μ m之集电体(专利文献3)。先行技术文献专利文献专利文献I :日本特开2004-103314专利文献2 :国际公开W02008/078777专利文献3 :日本特开2009-6259
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，在使用现有的负极集电体的电极，作为电极的电阻(内部电阻)较高，对作为电池等之充放电特性带来坏影响之虞存在。作为电极之电阻值变高的原因，是集电体之贯通孔的分布状态、集电体与活性材料之密接性等，因此必须要改善这些特性。因此，本专利技术主要的目的在于，提供一种可实现较低电阻值的负极集电体用的金属箔。用于课题解决之手段本专利技术者鉴于现有技术之问题点锐力研究之结果，发现通过将贯通孔的分布控制在特定范围就能够达成上述目的，于是得以完成本专利技术。S卩，本专利技术涉及下述负极集电体用金属箔。I、一种负极集电体用金属箔，其中，具有多个从箔表面贯通至背面的贯通孔，且具有使该贯通孔的密度为1000个/cm2以上的区域。 2、根据所述第I项的负极集电体用金属箔，其中，贯通孔的平均内径为ΙΟΟμπι以下。3、根据所述第I或2项的负极集电体用金属箔，其中，开口率为30%以下。4、根据所述第I至3项中任一项的负极集电体用金属箔，其中，2. O > > O. 25。5、根据所述第I至4项中任一项的负极集电体用金属箔，还包含贯通孔密度小于1000个/cm2的区域。6、根据所述第I至5项中任一项的负极集电体用金属箔，其中，贯通孔密度为1000个/cm2以上之区域的面积为IOOmm2以上。专利技术效果依据本专利技术，通过将贯通孔的分布控制在特定范围，在将其使用于电极用的场合下，可实现较现有制品更低的电阻值。这样的负极集电体用金属箔，是适于使用为锂离子电池、锂离子电容器、电偶层电容器等的集电体。特别是有用于作为锂离子电容器或锂离子二次电池(secondarybattery)的负极集电体，该锂离子电容器或锂离子二次电池包含1)由能够将锂离子及/或阴离子以可逆方式受载之物质所构成的正极、2)由能够将锂离子以可逆方式受载之物质所构成的负极、以及3)含有锂离子之电解质溶液，并且使锂离子掺杂至正极及/或负极。附图说明图I表示制造本专利技术金属箔之工序例的图。图2表示具有贯通孔之金属箔剖面的模式图。图3表示在本专利技术金属箔中贯通孔区域与支承区域之图形例的图。图4(a)表示在实施例所制作的金属箔的贯通孔区域与支承区域之图形例的图。图4(b)表示所形成的贯通孔间隔的图。图5表示在试验例2所构成的电池的概要图。具体实施例方式I.负极集电体用金属箔本专利技术之负极集电体用金属箔(本专利技术金属箔)，具有多个从箔表面贯通至背面的贯通孔，且具有使该贯通孔的密度为1000个/cm2以上的区域(贯通孔区域)。即，就本专利技术金属箔而言，在任意之处的Icm2的区域内，具有多个从箔表面贯通至背面的贯通孔，且该贯通孔的密度为1000个/cm2以上。作为本专利技术金属箔所使用的金属，可使用与作为公知的电池的负极集电体所使用的材料相同的材料(金属箔)。例如，适于使用铜、不锈钢、镍、铝、及至少含有其中I种金属的合金。其中，从负极集电体之电化学特性来看，优选使用铜。在使用铜的场合下，可使用压延铜箔、电解铜箔等的任何一种。此外，金属箔的厚度虽然没有限定，但一般而言可在3至100 μ m的范围内，且能够按照所使用的金属箔的种类来设定适当厚度。例如，在作为金属箔使用铜箔的场合下，更优选设定为8至25 μ m。 在本专利技术中，就贯通孔而言，如图2所示，是从金属箔10之表面11贯通至背面12的孔13。就贯通孔的密度而言,如上述,为1000个/cm2以上,优选为1500至30000个/cm2,更优选为2000至20000个/cm2。将贯通孔密度设为上述范围，使贯通孔间的距离变小，离子更容易通过，其结果可对低电阻值的实现作出贡献。贯通孔的大小也没有特别限定，但优选为平均内径为ΙΟΟμπι以下，更优选为90μπι以下。通过将平均密度设定为上述范围，在本专利技术金属箔涂布活性材料(浆体，slurry)的场合下，可将涂膜的厚度控制得更加均匀。另外，在本专利技术中，贯通孔的平均内径，是在贯通孔为圆形的假定下根据其平均面积算出的。本专利技术金属箔之开口率，一般为40%以下，尤其以在30%以下为佳。在现有技术中，为了使离子更容易通过集电体，将开口率设定得更高，但不仅会降低箔强度，也会使活性材料难以被均匀涂布，位于贯通孔部分的活性材料在涂布后干燥时收缩，易使活性材料产生剥落或龟裂。相对于此，本专利技术金属箔通过将开口率设定为上述范围，可维持更高的箔强度。另外，在本专利技术中，开口率是指在金属箔表面相对于具有贯通孔之区域全体而各开口部的合计面积所占的比率。此外，在本专利技术中，本专利技术金属箔之箔厚及开口率为2.0 > >0. 25的关系为佳。尤其，以I. 8彡彡O. 27为较佳。若上述值在O. 25以下，则强度明显下降之虞存在。此外，在2. O以上而使预掺杂时间变长等问题产生。本专利技术金属箔也可包含贯通孔区域以外的区域。即，也可包含贯通孔密度为小于1000个/cm2(优选为500个/cm2以下,更优选为100个/cm2以下,最优选为O个/cm2)的区域(以下称为「支承区域」)。在包含支承区域的场合下，由于支承区域起到支承贯通孔区域的作用，因此可更有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：目秦将志，小西敦志，村松贤治，
申请(专利权)人：东洋铝株式会社，
类型：
国别省市：