[发明专利]集电体用铝基材、集电体、正极、负极和二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种集电体用铝基材，以及使用该铝基材的集电体、正极、负极以及二次电池。

背景技术

近年来，随着便携式设备如个人计算机和移动电话以及混合动力车、电动车等的开发，对作为其电源的二次电池(特别是，锂二次电池)的需要不断增大。

作为此种二次电池的正极或负极中使用的电极用集电体(以下简称为「集电体」)，已知使用箔状的铝基材。

已知的是，在二次电池的正极或负极中，集电体与含有活性物质的层(以下亦称为「活性物质层」)的低的密合性导致充电／放电过程中活性物质从集电体剥离，从而对电池特性造成不良影响。

为了改善集电体与活性物质的密合性，已提出了使铝基材的表面变粗糙的技术(例如，参照专利文献1至5)。

先前技术文献

专利文献

专利文献1：JP11-16575A；

专利文献2：JP2003-51313A；

专利文献3：JP2005-2371A；

专利文献4：JP2008-10419A；

专利文献5：JP2008-282797A。

发明内容

技术问题

本发明的发明人对专利文献1至5中记载的集电体(金属箔、铝箔)进行了研究，结果发现，它们与它们所对应的活性物质层的密合性不充分，并且可能在电池特性，特别是循环特性方面差。

因此，本发明的目的在于：提供一种可制作循环特性优异的二次电池的集电体用铝基材，以及使用该铝基材的集电体、正极、负极以及二次电池。

解决问题的手段

本发明的发明人为了达成所述目的而进行了潜心研究，结果发现，通过使用以下的铝基材作为集电体，可制作循环特性优异的二次电池，所述铝基材具有其中使分别具有特定平均开口尺寸的两种以上类型的波构造彼此重叠的表面。从而完成了本发明。

具体地，本发明提供以下的(1)至(14)。

(1)一种集电体用铝基材，所述集电体用铝基材包括：

其中选自由下列各项组成的组的至少两种构造彼此重叠的表面：平均开口尺寸超过5μm且为100μm以下的大波构造、平均开口尺寸超过0.5μm且为5μm以下的中波构造以及平均开口尺寸超过0.01μm且为0.5μm以下的小波构造，

其中所述表面的剖面曲线的最大剖面高度Pt为10μm以下。

(2)根据(1)所述的集电体用铝基材，所述集电体用铝基材具有20％以上的表面积比ΔS和5至60％的急遽度a45；

所述表面积比ΔS是通过式(i)得到的值：

ΔS=(S_x-S₀)／S₀×100(％)     (i)

其中S_x是50μm×50μm表面区域的实际面积，所述实际面积是通过从使用原子力显微镜在512×512点测量的所述表面区域上的三维数据经由近似三点法确定的，并且S₀是几何学测定面积，并且所述急遽度a45是相对于所述实际面积S_x以45°以上的角度倾斜(倾斜度为45°以上)的部分的面积率。

(3)根据(1)或(2)所述的集电体用铝基材，所述集电体用铝基材具有其中至少形成所述大波构造的所述表面。

(4)根据(1)至(3)中任一项所述的集电体用铝基材，所述集电体用铝基材具有其中将所述大波构造、所述中波构造以及所述小波构造的全部进行彼此重叠的表面。

(5)根据(1)至(4)中任一项所述的集电体用铝基材，所述集电体用铝基材的厚度小于100μm。

(6)一种集电体，所述集电体包括：根据(1)至(5)中任一项所述的集电体用铝基材。

(7)一种正极，所述正极包括：将根据(6)所述的集电体用于正极的正极集电体，以及含有正极活性物质并且形成于所述正极集电体的表面上的层。

(8)根据(7)所述的正极，其中所述正极活性物质为能够储存和释放锂的物质。

(9)根据(7)或(8)所述的正极，其中所述正极活性物质为含有锂和过渡金属的复合氧化物。

(10)根据(9)所述的正极，其中所述正极活性物质为钴酸锂(LiCoO₂)。

(11)一种负极，所述负极包括：将根据(6)所述的集电体用于负极的负极集电体，以及含有负极活性物质并且形成于所述负极集电体的表面上的层。