[发明专利]锂离子电池正极集电体用铝合金箔及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池正极集电体用铝合金箔及其制造方法。

背景技术

锂离子电池是由电解质中的锂离子负责导电的非水电解质二次电池，以便携终端为中心迅速普及，由于为高输出功率、高能量密度，因此作为电动汽车用电源受到瞩目。该锂离子电池如下构成：将金属箔作为集电体，而作为活性物质、在正极集电体上涂布锂金属氧化物、在负极集电体上涂布石墨等碳材料之后，将该正极板与负极板之间夹上隔膜堆积成层状后，或者卷绕成旋涡状后，收纳于外壳等中，由此构成锂离子电池。

该锂离子电池的正极集电体由于要求对高电位的耐氧化性，因此通常使用铝合金箔。

在专利文献1中，由于在正极、负极、多孔质绝缘层(隔膜)中，正极的拉伸伸长率最低，电池被压坏时，正极优先断裂而有可能短路，因此提出了可以采用能将该电极的拉伸伸长率提高至3.0％以上的正极集电体。具体地说，作为正极集电体，能使用含有1.20质量％～1.70质量％的Fe的铝合金。

专利文献1：日本特开2010-3705号公报

然而，正极集电体是将铝合金轧制加工为数十μm以下、例如10μm～20μm的薄箔而被提供。因为对于该轧制加工中制造的铝箔而言，与其宽度(例如1200mm以上)相比厚度极薄，因此在加工中原材料易断裂。上述专利文献1中记载的铝合金箔，由于通过所含有的Fe而强度上升，导致其轧制变得困难，在轧制加工中易断裂，生产率降低。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，提供具有高的伸长率而防止使用电池时产生的断裂的同时，使轧制性也得到改善，并提高生产率的锂离子电池正极集电体用铝合金箔及其制造方法。

作为锂离子电池正极集电体，虽然希望强度、伸长率都高为好，然而对于作为箔的轧制性来说，若强度过高则不易轧制。Fe能有效提高作为正极集电体的强度和伸长率，但是添加该Fe时，应通过限制其添加量来改善轧制性。

有鉴于此，本发明的锂离子电池正极集电体用铝合金箔，具有由含有0.2质量％以下的Si、0.1质量％以上且小于0.8质量％的Fe、剩余部分为Al和不可避免的杂质构成的组成。

作为杂质含有Si时，优选Si的含量为0.2质量％以下，通过使Si的含量为0.2质量％以下，可以抑制伸长率或耐腐蚀性的降低。

Fe在铸造时以Al-Fe系金属间化合物形式结晶生成，其能成为再结晶时的形核点来达到细化晶粒的效果。除此之外，通过轧制将此化合物粒子细化并均匀地分散，因此具有使铝合金箔的强度和伸长率提高的效果。小于0.1质量％时，不能充分发挥该效果，0.8质量％以上时，虽然强度提高，然而伸长率的上升达到饱和，如上所述由于强度上升而降低箔的轧制性。因此，Fe优选为0.1质量％以上且小于0.8质量％。

此外，在本发明的锂离子电池正极集电体用铝合金箔中，还可以进一步含有0.1质量％以下的Cu。

Cu即使为少量也具有提高铝合金箔的强度的效果。但是，除了使伸长率、耐腐蚀性降低之外，强度过高的情况下，在制造时箔的轧制变得困难。为了提高箔的强度而添加时，可以为0.1质量％以下。若超过0.1质量％，则轧制性受到损害。

此外，在本发明的锂离子电池正极集电体用铝合金箔的制造方法中，以最终冷轧率为96.0％以上99.9％以下进行最终冷轧。

所制造的铝合金箔的抗拉强度和伸长率具有同时增加的趋势。最终冷轧率小于96.0％时，得不到所需的抗拉强度和伸长率，若超过99.9％，则所制造的铝合金箔的抗拉强度和伸长率的提高达到饱和，轧制性降低，制造产率恶化。

此外，在本发明的锂离子电池正极集电体用铝合金箔的制造方法中，可以在所述最终冷轧之前实施中间退火。

通过该中间退火，除去冷轧所导致的变形硬化、残余应力，因此使材料均匀化、减少变形阻力，接下来的最终冷轧变得容易。

根据本发明的锂离子电池正极集电体用铝合金箔，具有高的伸长率且防止电池使用时的断裂的同时，还可以改善轧制性，实现生产率的提高。

具体实施方式

以下，对本发明的锂离子电池正极集电体用铝合金箔的实施方式进行说明。

该锂离子电池正极集电体用铝合金箔，具有由含有0.2质量％以下的Si、0.1质量％以上且小于0.8质量％的Fe、剩余部分为Al和不可避免的杂质构成的组成。

<Si：0.2质量％以下>