集電體用金屬箔、集電體及集電體用金屬箔的制造方法技術

本發明專利技術涉及集電體用金屬箔、集電體及集電體用金屬箔的制造方法，集電體用金屬箔(1)的至少一個表面被粗糙面化。在經粗糙面化的表面存在多個凹狀部(4)，所述凹狀部(4)具有底面部(2)和包圍底面部(2)且相較于底面部(2)隆起的邊緣部(3)。凹狀部(4)的弗雷特直徑的平均Lave為0.5μm以上50μm以下。集電體用金屬箔(1)適用作鋰離子二次電池、鈉二次電池、電雙層電容器或鋰離子電容器用的電極集電體。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及集電體用金屬箔、集電體及集電體用金屬箔的制造方法。
技術介紹
用于二次電池或電容器等設備的集電體通過將電極活性物質固定于金屬箔的表面而構成。例如，就鋰離子二次電池的負極集電體而言，將溶劑中混合分散有包含碳粉末的負極活性物質、粘合劑及導電劑等而成的漿料，涂布于金屬箔，形成涂布層后，使涂布層干燥，除去溶劑。之后，為了增大負極活性物質的層內密度，根據需要進行壓粘工序。這樣，可以制作在金屬箔的表面具有含活性物質層的負極集電體。集電體上的金屬箔和活性物質的密合性大幅影響到設備的性能。即，如果活性物質從金屬箔脫落，則會導致容量的降低、充放電特性的降低或電極間的短路等問題，成為使設備的性能降低的原因。另外，在活性物質容易從金屬箔脫落的情況下，可能難以長期維持設備的性能。作為改善金屬箔和活性物質的密合性的方法，已知有將金屬箔的表面粗糙面化的方法。例如，專利文獻1中公開有一種集電體用鋁箔，作為至少一個表面的粗糙度，基于JISB0601：1994的平均粗糙度Ra為0.3μm以上1.5μm以下，最大高度Ry為0.5μm以上5.0μm以下。現有技術文獻專利文獻專利文獻1：日本特開平11-162470號公報
技術實現思路
專利技術所要解決的課題但是，通過現有技術制造的金屬箔的現狀是，與活性物質的密合性尚不充分，期望進一步的改善。尤其是在使用粉狀的活性物質的情況下，金屬箔和活性物質的密合性容易降低。本專利技術是鑒于上述背景而完成的，提供一種能夠長期維持良好的性能的集電體用金屬箔及其制造方法、以及使用上述金屬箔的集電體。用于解決課題的技術方案本專利技術一方面提供一種集電體用金屬箔，其特征在于，其是至少一個表面被粗糙面化的集電體用金屬箔，在所述經粗糙面化的表面存在多個凹狀部，所述凹狀部具有底面部和邊緣部，所述邊緣部包圍該底面部且相較于該底面部隆起，所述凹狀部的弗雷特直徑的平均Lave為0.5μm以上50μm以下。本專利技術其它方面提供一種集電體，其特征在于，在所述集電體用金屬箔的經粗糙面化的表面上具有含活性物質層，所述含活性物質層中所含的活性物質的平均二次粒徑dave為0.5μm以上50μm以下。本專利技術的其它方面提供一種集電體用金屬箔的制造方法，其特征在于，按照以下方式預先準備一對粗糙面化輥，即，通過對一對輥中的至少一個輥的粗糙面化表面實施鍍敷處理，形成具有多個凸部的鍍鉻膜，之后，壓破該鍍鉻膜上的所述凸部的頂部，形成平坦面，按照以下方式進行金屬箔的粗糙面化，即，進行使金屬箔1次(pass)以上通過一對所述粗糙面化輥之間而轉印所述粗糙面化輥的表面形狀的轉印工序，由此在表面形成多個凹狀部，所述凹狀部具有相較于周圍下沉的底面部和包圍該底面部且相較于該底面部隆起的邊緣部，且所述凹狀部的弗雷特直徑的平均Lave為0.5μm以上50μm以下。專利技術效果所述集電體用金屬箔(以下，有時適宜稱為“金屬箔”。)在所述經粗糙面化的表面存在多個凹狀部，所述凹狀部具有底面部和邊緣部，所述邊緣部包圍該底面部且相較于該底面部隆起，所述凹狀部的弗雷特直徑的平均Lave為0.5μm以上50μm以下。在具有所述特定的形狀及尺寸的所述凹狀部容易嵌入具有與所述凹狀部的尺寸同程度的尺寸的活性物質的粒子。而且，在所述凹狀部嵌入了活性物質粒子的狀態下，所述邊緣部和活性物質粒子抵接的區域容易線狀連續地形成，因此，活性物質粒子難以從所述金屬箔剝離。因此，所述金屬箔可以提高活性物質的密合性，難以剝離活性物質。另外，在所述凹狀部嵌入了活性物質粒子的狀態下，與現有的金屬箔相比，所述邊緣部和活性物質粒子抵接的區域的面積大。因此，所述金屬箔可以降低與活性物質之間的接觸阻力。如上所述，所述金屬箔難以剝離活性物質，且能夠降低與活性物質之間的接觸阻力。因此，所述金屬箔能夠長期維持與活性物質之間的良好的電連接。另外，所述集電體在所述金屬箔的經粗糙面化的表面上具有所述含活性物質層，所述含活性物質層中所含的活性物質的平均二次粒徑dave為0.5μm以上50μm以下。因此，所述集電體容易在所述凹狀部嵌入所述活性物質的粒子，可以抑制所述含活性物質層的剝離，并且可以降低活性物質和所述金屬箔之間的接觸阻力。另外，將所述集電體作為電極使用的二次電池或電容器等設備因所述低的接觸阻力而能夠容易地降低電極電阻。其結果，可以提高設備的充放電特性，進行高比率下的充放電。另外，使用有所述集電體的設備由于具有所述的高密合性，所以能夠長期維持高的性能。另外，所述集電體用金屬箔的制造方法中，通過轉印一對所述粗糙面化輥的表面形狀，可以制作所述金屬箔。所述制造方法通過使用轉印之類的技法，可以高再現性地控制所述金屬箔的表面形狀。因此，只要管理所述粗糙面化輥的表面形狀，即可容易地在金屬箔的全長上使所述凹狀部的形態及配置均勻化。其結果，能夠容易地制作具有優異的品質的所述金屬箔。另外，所述轉印粗糙面化輥的表面形狀的工序由于可以容易地加入現有的金屬箔的制造工序中，所以可以簡化所述金屬箔的制造方法，并且可以提高生產性。附圖說明圖1是表示實施例的、在金屬箔的凹部嵌入了活性物質粒子的狀態的一例的俯視圖；圖2是圖1的II-II線局部矢量剖面圖；圖3是表示實施例的、實施了粗糙面化處理的軋制輥表面的一例的局部剖面圖；圖4是表示實施例的、在粗糙面化處理之后形成鍍鉻膜的軋制輥表面的一例的局部剖面圖；圖5是表示實施例的、通過壓破鍍鉻膜的頂部而制作的粗糙面化輥表面的一例的局部剖面圖；圖6是實施例3的、具有凹狀部的金屬箔E3的表面的SEM像；圖7是比較例1的、不具有凹狀部的金屬箔C1的表面的SEM像；圖8是實施例9的、具有凹狀部的金屬箔E9的表面的SEM像；圖9是比較例6的、不具有凹狀部的金屬箔C6的表面的SEM像；圖10是表示實施例的、在不具有弧坑狀的凹部的金屬箔上附著有活性物質粒子的狀態的一例的俯視圖；圖11是圖10的XI-XI線局部矢量剖面圖。具體實施方式[集電體用金屬箔]作為上述金屬箔的材質，可以采用目前用于集電體的金屬。例如，作為用于鋰離子二次電池或鋰離子電容器的正極集電體的金屬箔，可以使用鋁或不銹鋼等。另外，作為用于負極集電體的金屬箔，可以使用銅、銅合金、不銹鋼、鎳或鐵等。另外，作為用于電雙層電容器的集電體的金屬箔，正極集電體及負極集電體均可以使用鋁、銅、銅合金、不銹鋼、鎳或鐵等。此外，上述的“鋁”包含鋁合金。具體而言，作為鋁，可以使用1000系鋁合金、3000系鋁合金及8000系鋁合金等。另外，作為銅，可以使用無氧銅、韌銅等。另外，作為銅合金，可以使用Cu-Sn(銅-錫)系、Cu-Ag(銅-銀)系、Cu-Zn(銅-鋅)系、Cu-Cr(銅-鉻)系、Cu-Zr(銅-鋯)系等銅合金。另外，作為不銹鋼，例如可使用SUS304不銹鋼合金、SUS316不銹鋼合金等。上述金屬箔優選包含鋁、銅或銅合金。這些金屬在用于正極集電體的情況下，具有高耐蝕性。另外，這些金屬在用于鋰離子二次電池等的負極集電體的情況下，不易引起因摻雜電解液中所含的鋰離子導致的脆化，所以優選。另外，這些金屬由于通常具有高導電性，所以適用于進行高比率的充放電的用途。此外，不銹鋼由于導電率相較于鋁等更低，所以不能面向進行高比率的充放電的用途。但是，包含不銹鋼的金屬箔由于具有在制造設備的過程中可以進行本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種集電體用金屬箔，其特征在于，其是至少一個表面被粗糙面化的集電體用金屬箔，在所述經粗糙面化的表面存在多個凹狀部，所述凹狀部具有底面部和邊緣部，所述邊緣部包圍該底面部且相較于該底面部隆起，所述凹狀部的弗雷特直徑的平均Lave為0.5μm以上50μm以下。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.06.06 JP 2014-1177691.一種集電體用金屬箔，其特征在于，其是至少一個表面被粗糙面化的集電體用金屬箔，在所述經粗糙面化的表面存在多個凹狀部，所述凹狀部具有底面部和邊緣部，所述邊緣部包圍該底面部且相較于該底面部隆起，所述凹狀部的弗雷特直徑的平均Lave為0.5μm以上50μm以下。2.根據權利要求1所述的集電體用金屬箔，其特征在于，多個所述凹狀部中90％以上的所述凹狀部具有2.5μm以下的深度。3.根據權利要求1或2所述的集電體用金屬箔，其特征在于，從上面觀察，所述邊緣部的至少一部分呈大致圓弧狀。4.根據權利要求1～3中任一項所述的集電體用金屬箔，其特征在于，所述集電體用金屬箔包含銅或銅合金，且被用于負極。5.根據權利要求1～4中任一項所述的集電體用金屬箔，其特征在于，所述集電體用金屬箔被用作鋰離子二...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蘆澤公一，本居徹也，小石川敦史，船戶寧，
申請(專利權)人：株式會社UACJ，
類型：發明
國別省市：日本;JP