本发明专利技术提供一种能够提高电池的放电容量和充电/放电效率的非水电解质电池用集电体，其中铝多孔体的表面中的氧含量低。该非水电解质电池用集电体由铝多孔体构成，并且所述铝多孔体的表面中的氧含量为3.1质量%以下。另外，所述铝多孔体由铝合金构成，该铝合金包含选自由Cr、Mn和过渡金属元素所构成的组中的至少一种元素。所述铝多孔体可以由以下制造方法制备：在具有连通的孔的树脂体1f的树脂1的表面上形成铝合金层2后，在树脂体（铝合金层被覆树脂体3）浸入熔融盐的状态下，对铝合金层2施加低于铝的标准电极电势的电势，同时将树脂体加热至铝合金的熔点以下的温度，以使树脂体1f（树脂1）热分解。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及铝多孔体的非水电解质电池用集电体、其中铝多孔体中填充有活性材料的非水电解质电池用电极、以及包括该电极的非水电解质电池。
技术介绍
非水电解质电池因为具有高电压、高容量和高能量密度，因此被认为可用于手持终端、电动车辆和家用电力储藏装置。近年来，正在对非水电解质电池进行积极的研究和开发。非水电解质电池的典型例子包括锂一次电池和锂离子二次电池(下文中仅称为“锂型电池”)。锂离子二次电池被构造为将正极和负极放置在电解质的相对两侧，其充电或者放电通过锂离子在正极和负极之间的移动来进行。通常，承载有包含活性材料的混合物的集电体被用于正极和负极。已知的是，例如，铝金属箔或者具有三维多孔结构的铝的多孔金属体被用于正极的集电体。作为铝的多孔金属体，已知的是通过使铝发泡而形成的泡沫铝。例如，专利文献I中公开了一种制造泡沫铝的方法，其中在使铝熔融的状态下，向其中加入起泡剂和增稠剂，并且搅拌所得的混合物。由于该制造方法的特征，该泡沫铝包括许多独立气泡(闭孔)。顺便提及的是，作为多孔金属体，广泛已知的是具有连通的孔并且孔隙率为90%以上的镍多孔体(例如Celmet(注册商标))。该镍多孔体通过以下方法来制造在具有连通的孔的泡沫树脂(例如聚氨酯泡沫)的骨架表面上形成镍层，然后将泡沫树脂热分解从而除去，并进一步将镍还原。但是，如果将该镍多孔体用于锂型电池的集电体中，则存在镍被腐蚀的问题。例如，如果镍多孔体中填充有正极材料(该正极材料含有主要包含过渡金属氧化物的正极活性材料)的浆料混合物，则该镍多孔体被表现出强碱性的正极材料的浆料混合物腐蚀。除此之外，如果将有机电解液用作电解质，则存在另一个问题，即当有机电解液中的集电体的镍多孔体的电势变高时，镍多孔体的耐电解液性劣化。另一方面，如果构成多孔金属体的材料是铝，则即使用于锂型电池的集电体，也不会发生这些问题。然后，对应用了镍多孔体的制造方法的铝多孔体的制造方法进行了研究和开发。例如，专利文献2中公开了一种制造铝多孔体的方法。在该制造方法中，通过电镀法或气相法(例如气相沉积法)在具有三维网状结构的泡沫树脂的骨架上形成金属膜，在该金属膜中，在Al的熔点以下的温度下形成共晶合金。然后，将具有所形成的金属膜的泡沫树脂用主要由Al粉、粘结剂和有机溶剂构成的糊状物浸溃，然后在非氧化气氛中在550°C以上且7500C以下的温度下进行热处理。引用列表专利文献专利文献I :日本未审查专利公开No. 2002-371327专利文献2 :日本未审查专利公开No. 8-170126非专利文献3非专利文献 I :由 David Linden 编辑、Tsutomu Takamura 监督翻译的“HANDBOOKOF BATTERIES”，Asakura Publishing Co.，Ltd.，1996 年 12 月 20 日，第一版，第 219、231、651 页。
技术实现思路
(技术问题)但是，存在这样的问题所有的传统的铝多孔金属体均不适合用于非水电解质电池用电极的集电体。上述铝多孔金属体的泡沫铝由于其制造方法的特征而具有许多独立气泡，因此即使通过发泡使泡沫的表面积增大，也不可能有效地利用泡沫的整个表面。即，独立气泡(闭孔)的内部空间是不能填充有活性材料的无用空间。因此，泡沫铝最初并不适合用于非水电解质电池用电极的集电体。另一方面，在应用镍多孔体的制造方法而制造的铝多孔体中，在热处理步骤中，Al粉在与金属膜的界面处引起共晶反应，并且必须将Al粉加热至Al粉进行烧结的温度。因此，发生铝多孔体表面的氧化，直至多孔体冷却，并且易于在表面上形成氧化物膜。另外，当铝多孔体一旦被氧化时，则在熔点以下的温度下难以将氧化物膜还原。因此，在传统的铝多孔体中，表面中的氧含量高，并且表面的电阻高。因此，当表面中氧含量高的铝多孔体被用于非水电解质电池用电极的集电体中时，存在这样的可能性多孔体和活性材料之间的电子传导被抑制，并且电池的放电特性劣化。顺便提及的是，目前通常投入实际使用的非水电解质电池(尤其是锂型电池)用正极的大多数是通过将包含正极活性材料的正极材料混合物施加到待形成为集电体的铝箔的表面上而制造的。另外，作为非水电解质电池的形式，已知纽扣式电池。在纽扣式电池中，以电解质介于正极和负极(例如锂金属箔或者锂合金箔)之间的方式层叠而成的发电元件被容纳在纽扣式电池盒中。电池盒具有金属正极罐和金属负极罐，所述发电元件被容纳在正极罐与负极罐所形成的空间内，并且正极罐和负极罐用树脂垫片密封(例如，参考非专利文献I的附图说明图14. 40、图14. 64和图36. 56)。在上述纽扣式电池中，正极罐与正极(正极的集电体)接触，负极罐与负极(负极的集电体)接触，从而使电池盒(正极罐和负极罐)也充当电极端子(正极端子和负极端子)。在集电体中使用了铝箔的上述电极中，在二次电池的情况下，由于在充电/放电过程中伴随着锂离子的移动而发生活性材料的膨胀和收缩，因此电极整体的体积发生变化(厚度变化)。因此，例如，当在上述纽扣式电池中进行充电/放电时，由于尤其是在充电/放电末期电极厚度发生变化，电极(集电体)和电极端子部件(正极罐或负极罐)之间的接触变得不稳定，并且与设计的放电容量相比，实际上能够被取出的放电容量减小。另一方面，在锂金属箔用于负极的一次电池的情况下，随着放电的进行负极的厚度减小，并且通过将正极、电解质和负极层叠而形成的发电元件整体的厚度减小。因此，例如，在上述纽扣式电池中，在放电末期，电极(集电体)和电极端子部件(正极罐或者负极罐)之间的接触变得不稳定，并且与设计的放电容量相比，实际上能够被取出的放电容量减小。为了解决上述问题，构想出了将板簧插入电极和电极电子部件之间以吸收伴随着充电/放电的电极体积变化，但是在这种情况下，电池盒因此变得更大。S卩，每单位体积的电池能量减小。本专利技术是鉴于上述情况完成的，其目的是提供一种能够提高电池的放电容量和充电/放电效率的非水电解质电池用集电体，其中铝多孔体表面中的氧含量低。本专利技术的另一个目的是提供一种能够提高电池的放电容量和充电/放电效率的非水电解质电池用电极和使用该非水电解质电池用电极的非水电解质电池，其中在所述非水电解质电池用电极中，充当集电体的铝多孔体的表面中的氧含量低。(解决问题的手段)(I)本专利技术的非水电解质电池用集电体由铝多孔体构成，并且铝多孔体的表面中的氧含量为3. I质量％以下。另外，所述铝多孔体由铝合金构成，该铝合金包含选自由Cr、Mn和过渡金属元素所构成的组中的至少一种元素。本专利技术的非水电解质电池用电极是通过用活性材料填充铝多孔体而形成的，其中铝多孔体为本专利技术的上述非水电解质电池用集电体。由于活性材料与充当集电体的铝多孔体的表面接触，并且在电池充电/放电过程中，在多孔体和活性材料之间进行电子转移，因此多孔体表面的性质对电池的放电特性有影响。根据上述构造，由于铝多孔体的表面中的氧含量为3. I质量％以下，与传统的铝多孔体相比，该含量低，并且多孔体表面的电阻低，因此可以提高电池的放电特性(尤其是高速率放电特性)。此处提及的氧含量是指通过使用EDX (能量分散型X射线分析)在15kV的加速电压下定量分析铝多孔体的表面而获得的值。氧含量为3. I质量％以下的范围低于EDX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：太田进启，细江晃久，真岛正利，新田耕司，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：
国别省市：
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