[发明专利]电极集电体用铝合金箔及其制造方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及二次电池，双电层电容器，锂离子电容器等中使用的铝合金箔以及这些合金 箔的制造方法。

【背景技术】

在手机、笔记本电脑等便携式电子产品的电源中，使用能量密度大的锂离子二次电池。

锂离子二次电池的电极材料由正极材、隔离部以及负极材组成。在正极材中，使用具有 导电性好，不影响二次电池的电效率，发热少这样特征的铝合金箔作为支持体。例如专利文 献1中公开的方案是：含有Fe，Mn，Si，具有高拉伸强度和延展性的耐折弯性好的铝合金 硬质箔。

在铝合金箔表面涂布含有锂的金属氧化物，例如LiCoO₂为主要成分的活性物质。制造 方法是，向厚20μm左右的铝合金箔两面的每个面上涂布100μm左右厚的活性物质，为了除 去活性物质中的溶剂而进行干燥的热处理(以下仅称其为干燥工序)。并且为了使活性物质的 密度增大，以加压机械(Pressmachine)进行压缩加工(以下称其为「以加压机械进行压缩加 工」工序)。这样制造出的正极板与隔离部、负极板层叠后，卷绕，为了收纳于壳体中而进 行成形，之后收纳于壳体中。

锂离子二次电池用铝合金箔一般以半连续铸造法进行制造。半连续铸造法是，将熔融的 铝合金铸造为铸块，以热轧制及冷轧制制造出0.2～0.6mm左右的铝合金板材(鋁箔)，之后 以箔轧制得到6～30μm左右的厚度。另外根据需要，通常在铸块的均质化处理和冷轧制的 过程中，进行中间退火。例如在专利文献2中公开了以半连续铸造法制造出强度160MPa以 上的锂离子电池电极集电体用铝合金箔。

就连续铸造法而言，将熔融的铝合金进行连续地铸造轧制，可以得到铝合金板(以下，将 以连续铸造法制得的铝合金板称为铸造板)。因此在连续铸造法中，因为可以将半连续铸造 法的必需工序即铸块的均质化处理以及热轧制工序省略，可以提高成品率及能源效率，降低 制造成本。代表性的连续铸造法有双辊式连续铸造法或双带(Belt)式连续铸造法等。对于以 连续铸造法制得的铸造板，一般情况下为了提高轧制性在冷轧制的工序间进行热处理。例如 专利文献3中公开了一种制造铝合金鋁箔的制造方法：以连续铸造法制得板厚25mm以下的 铸造板，进一步在进行了30％以上的冷轧制后，以400℃以上的温度进行加热处理，之后进 一步以250～450℃进行中间退火。

【背景技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本专利特开2011-179062号公报

【专利文献2】日本专利特开2010-150637号公报

【专利文献3】日本专利特开平6-93397号公报

【发明内容】

【发明要解决的课题】

然而，上述文献记载的现有技术在以下几点仍存在改善的余地。

第一，近几年针对用于锂离子二次电池电极材料中的铝合金箔，要求具有高导电率。所 谓导电率，是表示在物质中电传导容易与否的物理性质，导电率越高表示电越容易通过。使 用于汽车和电动工具等中的锂离子二次电池，需要具有比日常生活中所用的手机或笔记本电 脑等中的锂离子二次电池更大的输出特性。导电率低的情况下出现的问题是：大电流通过时 电池的内部电阻增加，电池的输出电压降低。但是就专利文献1中记载的铝合金箔而言，添 加的Mn大量地固溶于铝合金中，所以虽然在涂布活性物质后进行假设为干燥工序的加热 后，具有高强度，但问题是得不到高导电率。

第二，在锂离子二次电池的正极材中使用的铝合金箔，出现由于活性物质糊涂布时的张 力导致断裂产生，或卷绕时在弯曲部产生断裂等问题，所以要求具有高拉伸强度。并且在活 性物质糊涂布后的干燥工序中，进行100℃～160℃的加热处理，近几年也有以高温200℃左 右进行加热处理的。之后，为了增加活性物质密度进行加压(press)工序。一般和未经加工 的板(rawsheet)相比，进行热处理之后的铝合金箔的强度低，不过在干燥工序后的加压工 序中需要具有承受住压缩强度(Compressivestrength)的强度，所以在干燥工序中需要高拉 伸强度。