多孔金屬箔的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種有效地制造適合于鋰離子電池、鋰離子電容器、電雙層電容器等的集電體的多孔鋁箔等多孔金屬箔的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為了提高鋰離子電池、鋰離子電容器、電雙層電容器等的能量密度，優(yōu)選在集電體中設(shè)置通孔而降低正極電位。作為集電體，廣泛地使用鋁箔，利用各種方法形成通孔。
[0003]例如，日本特開2011-74468號(hào)公開有通過(guò)對(duì)具有多個(gè)通孔的鋁箔同時(shí)進(jìn)行拉伸加工及彎曲加工而制造高強(qiáng)度鋁多孔箔的方法。通孔具有0.2?5 μ m的內(nèi)徑，通過(guò)利用以鹽酸作為主成分的電解液中的直流蝕刻形成蝕坑，利用化學(xué)蝕刻控制蝕坑直徑而形成。但是，由于蝕坑的內(nèi)徑小，因此不會(huì)有足夠量的活性物質(zhì)進(jìn)入通孔內(nèi)，無(wú)法充分地提高能量密度。
[0004]日本特開2011-165637號(hào)公開了如下的制造正極集電體的方法，該正極集電體是利用正極活性物質(zhì)層的形成而成為鋰離子電池用正極體的正極集電體，在鋁合金箔的表面(形成有正極活性物質(zhì)層的一側(cè))形成有多個(gè)坑狀孔，所述孔的平均孔徑為1.0?5μm，平均孔徑/平均孔深度為1.0以下，在對(duì)鋁合金箔的表面進(jìn)行直流電解蝕刻后，用有機(jī)膦酸水溶液進(jìn)行處理。但是，由于利用直流電解蝕刻形成的坑狀孔的平均孔徑小到5 μ m以下，因此仍然存在不會(huì)有足夠量的活性物質(zhì)進(jìn)入坑狀孔內(nèi)的問(wèn)題。
[0005]日本特開2012-186142號(hào)公開過(guò)如下的方法，是制造將填充有活性物質(zhì)的多個(gè)片狀鋁多孔體層疊而得的電化學(xué)器件用電極的方法，其特征在于，將填充活性物質(zhì)后利用壓縮使之變薄了的多個(gè)片狀鋁多孔體層疊。片狀鋁多孔體例如通過(guò)如下操作來(lái)制造，即，在具有三維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)的發(fā)泡樹脂上，利用鍍膜法、蒸鍍法、濺射法、CVD法等，在Al的熔點(diǎn)以下形成共晶合金的皮膜后，浸潰在以Al粉末、粘結(jié)劑及有機(jī)溶劑作為主成分的膏劑中，然后在非氧化性氣氛中在550?750°C的溫度下進(jìn)行熱處理。但是，該片狀鋁多孔體不僅制造方法復(fù)雜，而且由于是三維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)，因此還有機(jī)械強(qiáng)度差的問(wèn)題。
[0006]鑒于以上的情況，希望有如下的多孔鋁箔等多孔金屬箔，S卩，具有足以保持活性物質(zhì)的微細(xì)孔，并且具有高的機(jī)械強(qiáng)度，適用于鋰離子電池、鋰離子電容器、電雙層電容器等中。
[0007]因而，本發(fā)明的目的在于，提供一種有效地制造具有足以保持活性物質(zhì)的微細(xì)孔、并且具有高的機(jī)械強(qiáng)度的多孔金屬箔的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]鑒于上述目的，進(jìn)行了深入研究，結(jié)果本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在通過(guò)在表面具有粒徑為50?500 μ m的高硬度微粒的圖案棍與對(duì)置的金屬棍之間一邊按壓金屬箔一邊使之通過(guò)而形成多個(gè)微細(xì)孔的情況下，在兩輥之間夾設(shè)由相對(duì)硬質(zhì)的塑料層與相對(duì)軟質(zhì)的塑料層的層疊片形成的薄的軟質(zhì)片，當(dāng)使相對(duì)硬質(zhì)的塑料層在金屬箔一側(cè)并進(jìn)行按壓時(shí)，即使形成貫穿金屬箔的微細(xì)孔也不會(huì)在金屬箔中產(chǎn)生斷裂等問(wèn)題，從而想到了本發(fā)明。
[0009]S卩，制造多孔金屬箔的本發(fā)明的方法的特征在于，使金屬箔與軟質(zhì)片一起在圖案輥和與所述圖案輥相面對(duì)的硬質(zhì)金屬輥之間通過(guò)，由此將所述金屬箔與所述軟質(zhì)片一起按壓，從而在所述金屬箔中形成微細(xì)孔，所述圖案輥在表面具有粒徑為50?500 μ m的高硬度微粒，并且由硬質(zhì)金屬形成，所述軟質(zhì)片由相對(duì)硬質(zhì)的塑料層與相對(duì)軟質(zhì)的塑料層的層疊片形成，使所述相對(duì)硬質(zhì)的塑料層在所述金屬箔一側(cè)，使所述相對(duì)軟質(zhì)的塑料層在所述硬質(zhì)金屬輥一側(cè)并進(jìn)行按壓。
[0010]所述方法中，形成所述軟質(zhì)片的軟質(zhì)塑料優(yōu)選為聚乙烯類或聚氯乙烯。
[0011]所述軟質(zhì)片的硬度(硬度計(jì)肖氏A)優(yōu)選為20?80，更優(yōu)選為30?70。所述軟質(zhì)片的厚度優(yōu)選為0.05?2mm。
[0012]所述軟質(zhì)片優(yōu)選為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯層與聚乙烯層的層疊片。
[0013]所述方法中，優(yōu)選將所述軟質(zhì)片利用易剝離性粘接劑預(yù)先粘接在所述金屬箔上。
[0014]優(yōu)選所述圖案輥優(yōu)選在表面具有帶有尖銳的角部的莫氏硬度5以上的微粒。優(yōu)選所述微粒以30?80%的面積率附著在輥面上。
[0015]優(yōu)選所述圖案輥的輥主體及所述硬質(zhì)金屬輥由模具鋼形成。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是表示本發(fā)明的方法的概略剖面圖。
[0017]圖2是詳細(xì)表示在本發(fā)明的方法中高硬度微粒將金屬箔穿孔的樣子的局部放大剖面圖。
[0018]圖3是表示利用本發(fā)明的方法在金屬箔中形成了微細(xì)孔的層疊體的剖面圖。
[0019]圖4是表示向?qū)嵤├?中制作的多孔鋁箔中填充了正極材料的截面的顯微鏡照片。
【具體實(shí)施方式】
[0020]參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，然而只要沒(méi)有特別指出，有關(guān)一個(gè)實(shí)施方式的說(shuō)明也適用于其他的實(shí)施方式。另外，下述說(shuō)明并非限定性的，也可以在本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變形。
[0021]如圖1所示，使用在表面具有高硬度微粒10并且由硬質(zhì)金屬形成的圖案輥1、和與圖案輥I相面對(duì)的硬質(zhì)金屬輥2。使金屬箔4與軟質(zhì)片3 —起，在兩輥1、2之間通過(guò)。
[0022]⑷圖案輥
[0023]圖案輥I如圖2中詳細(xì)所示，優(yōu)選在表面具有帶有尖銳的角部的莫氏硬度5以上的微粒10的輥，例如優(yōu)選日本特開2002-59487號(hào)中記載的金剛石輥。金剛石等的微粒10的粒徑為50?500 μ m,優(yōu)選為60?300 μ m。圖案輥I中的微粒10的面積率(微粒占輥表面的比例)優(yōu)選為30?80%，更優(yōu)選為50?80%。微粒10由鍍鎳層11等固著在輥主體上。
[0024]為了在穿孔中防止圖案輥I彎曲，圖案輥I的輥主體優(yōu)選由硬質(zhì)金屬形成。作為硬質(zhì)金屬，可以舉出SKDll之類的模具鋼。
[0025](B)硬質(zhì)金屬輥
[0026]對(duì)于與圖案輥I相面對(duì)地配置的硬質(zhì)金屬輥2，為了防止穿孔中的彎曲，也優(yōu)選利用模具鋼之類的硬質(zhì)金屬形成。
[0027](C)金屬箔層疊體
[0028]從處置的容易度的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選將為了在金屬箔4中穿孔而在圖案輥I與硬質(zhì)金屬棍2之間通過(guò)的軟質(zhì)片3及金屬箔4預(yù)先制成層疊體5。
[0029](I)軟質(zhì)片
[0030]軟質(zhì)片3是相對(duì)硬質(zhì)的塑料層與相對(duì)軟質(zhì)的塑料層的層疊片。作為相對(duì)硬質(zhì)的塑料可以舉出聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯等聚酯，作為相對(duì)軟質(zhì)的塑料可以舉出聚乙烯或聚氯乙烯。作為聚乙烯類，可以舉出低密度聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等。使相對(duì)硬質(zhì)的塑料層在金屬箔4 一側(cè)，使相對(duì)軟質(zhì)的塑料層在硬質(zhì)金屬輥2 —側(cè)。
[0031]軟質(zhì)片3的硬度(硬度計(jì)肖氏A)優(yōu)選為20?80。如果肖氏A硬度小于20，則軟質(zhì)片3過(guò)于柔軟而可能在穿孔中金屬箔4大幅度變形、破損。另一