專利名稱：集電體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集電體。更具體地，本發(fā)明涉及二次電池、雙電層電容器等電化學(xué)元件、太陽(yáng)能電池、觸摸屏等中使用的集電體。
背景技術(shù)：
作為電化學(xué)元件，已知有鋰離子二次電池、鎳氫電池等二次電池以及雙電層電容器、混合電容器等電容器。電化學(xué)元件的電極一般包含含有鋁箔、銅箔等金屬箔的集電體以及電極活性物質(zhì)層。根據(jù)需要在集電體的表面設(shè)置底涂層。為了降低電化學(xué)元件的內(nèi)阻、阻抗，需要減小上述集電體、電極的貫通電阻(through resistance)。底涂層、電極活性物質(zhì)層是通過(guò)將為其使用的涂覆液涂布到金屬箔上而形成的。已知使用包含設(shè)置有底涂層的集電體而成的電極的電池的性能隨著金屬箔的表面狀態(tài)而發(fā)生變化。例如，專利文獻(xiàn)I記述了優(yōu)選使用水的接觸角小于40°的金屬箔作為集電體。專利文獻(xiàn)2提出了使用由N-甲基吡咯烷酮的接觸角為45°以下的鋁芯體形成的集電體。另外，專利文獻(xiàn)3記載了二次電池用集電體的處理方法，其特征在干，使金屬集電體在2(T80°C的酸性水溶液或者在2(T90°C的堿性水溶液中反應(yīng)10分以下,之后用純水洗滌并干燥。在專利文獻(xiàn)3的處理中，通過(guò)酸性水溶液或堿性水溶液引發(fā)的反應(yīng)而在金屬集電體的表面生成勃姆石，對(duì)其進(jìn)行干燥吋，形成具有空隙的表面氧化膜，從而使金屬集電體的比表面積増大。專利文獻(xiàn)4記載了鋰離子電池用集電體的制造方法，該制造方法包括通過(guò)使用堿性溶液洗滌鋁網(wǎng)(aluminum grid)來(lái)去除存在于前述網(wǎng)表面的氧化鋁層，接著用鋅涂覆洗滌過(guò)的鋁網(wǎng)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I:日本特開(kāi)平11-288722號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2005-050679號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3:W000/07253專利文獻(xiàn)4:日本特開(kāi)平10-241695號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問(wèn)題本發(fā)明的目的在于提供一種集電體，其貫通電阻低且貫通電阻的經(jīng)時(shí)變化小，用于二次電池、雙電層電容器等電化學(xué)元件、太陽(yáng)能電池、觸摸屏等中。用于解決問(wèn)題的方案本發(fā)明包括以下內(nèi)容。[I] ー種電化學(xué)元件用集電體，其包含利用傅立葉變換紅外光譜法的表面層的測(cè)定中在9450^1620^的范圍內(nèi)有峰的鋁箔。
[2]根據(jù)[I]所述的電化學(xué)元件用集電體，其在前述鋁箔的一面或兩面上還包含含有導(dǎo)電材料的覆膜。[3]根據(jù)[2]所述的電化學(xué)元件用集電體，其中，前述覆膜含有粘結(jié)劑。[4]根據(jù)[3]所述的電化學(xué)元件用集電體，其中，前述粘結(jié)劑含有多糖類。[5]根據(jù)[4]所述的電化學(xué)元件用集電體，其中，前述覆膜含有羧酸或其衍生物。[6]根據(jù)[2] [5]中任ー 項(xiàng)所述的電化學(xué)元件用集電體，其中，前述導(dǎo)電材料是碳質(zhì)材料。[7] ー種電化學(xué)元件用集電體的制造方法，其中，所述電化學(xué)元件用集電體包含利用傅立葉變換紅外光譜法的表面層的測(cè)定中在945(311^162(31^1的范圍內(nèi)有峰的鋁箔，所述制造方法包括下述エ序準(zhǔn)備鋁箔原材料，并用能夠溶解鋁的化學(xué)溶液洗滌該鋁箔原材料的表面。[8]根據(jù)[7]所述的電化學(xué)元件用集電體的制造方法，其中，前述化學(xué)溶液是酸性水溶液或堿性水溶液。[9]根據(jù)[7]所述的電化學(xué)元件用集電體的制造方法，其中，前述化學(xué)溶液含有選自由鹽酸、硝酸水溶液和硫酸水溶液組成的組中的ー種以上。[10]根據(jù)[7]所述的電化學(xué)元件用集電體的制造方法，其中，前述化學(xué)溶液含有選自由堿金屬氫氧化物的水溶液和堿土金屬氫氧化物的水溶液組成的組中的ー種以上。[11]根據(jù)[7] [10]中任ー項(xiàng)所述的電化學(xué)元件用集電體的制造方法，其中，該制造方法在化學(xué)溶液洗滌之后，還包括在7(T200°C下對(duì)鋁箔進(jìn)行熱處理的エ序。[12]根據(jù)[7] [11]中任ー項(xiàng)所述的電化學(xué)元件用集電體的制造方法，其中，該制造方法還包括在鋁箔的一面或兩面形成含有導(dǎo)電材料的覆膜的エ序。[13]根據(jù)[12]所述的電化學(xué)元件用集電體的制造方法，其中，前述覆膜形成エ序包括涂布涂覆液的步驟。[14] ー種電化學(xué)元件用電極，其包含前述[I] [6]中任ー項(xiàng)所述的電化學(xué)元件用集電體以及該集電體的一面或兩面上具有的活性物質(zhì)層。[15] ー種電化學(xué)元件，其含有前述[14]所述的電化學(xué)元件用電極。[16]根據(jù)[15]所述的電化學(xué)元件，其是鋰離子二次電池或雙電層電容器。發(fā)明的效果本發(fā)明的集電體的貫通電阻低且貫通電阻的經(jīng)時(shí)變化小。本發(fā)明的電極能夠提供內(nèi)阻或阻抗低的電化學(xué)元件。本發(fā)明的集電體或電極可適合在二次電池、雙電層電容器等電化學(xué)元件、太陽(yáng)能電池、觸摸屏等中使用。鋁箔的表面通常覆蓋有氧化覆膜。存在于以往的鋁箔表面的氧化覆膜含有空隙、雜質(zhì)。因此，利用傅立葉變換紅外光譜法測(cè)定以往的鋁箔的表面層時(shí)，在930(^144(^1附近觀測(cè)到峰(參照比較例I)。與此相對(duì)地，本發(fā)明的集電體所用鋁箔在利用傅立葉變換紅外光譜法的表面層的測(cè)定中在945(^-^962(^-1的范圍內(nèi)有峰。推測(cè)覆蓋本發(fā)明的集電體所用鋁箔的氧化覆膜的空隙、雜質(zhì)少且致密。其結(jié)果認(rèn)為起到了下述效果與設(shè)置在鋁箔表面的底涂層、電極活性物質(zhì)層的親合性提高；另外降低發(fā)生通電不良。


圖I顯示實(shí)施例I中制造的鋁箔表面的利用傅立葉變換紅外光譜測(cè)定得到的光譜圖。圖2顯示比較例I中制造的鋁箔表面的利用傅立葉變換紅外光譜測(cè)定得到的光譜圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的集電體包含利用傅立葉變換紅外光譜法的表面層的測(cè)定中在945cm_1"962cm_1的范圍內(nèi)有峰的鋁箔。(招箔) 本發(fā)明所用鋁箔在利用傅立葉變換紅外光譜法的表面層的測(cè)定中在945cm_1"962cm_1的范圍內(nèi)、更優(yōu)選在9481550^1的范圍內(nèi)、進(jìn)ー步優(yōu)選在9511540^1的范圍內(nèi)有峰。利用傅立葉變換紅外光譜法的測(cè)定采用以下條件進(jìn)行。設(shè)定入射角使得在入射角75°至85°之間獲取最大靈敏度，使用偏振片并采用反射法僅監(jiān)測(cè)平行偏振光。從測(cè)定精度和測(cè)定所需時(shí)間的觀點(diǎn)考慮，以分辨率設(shè)定為Zcnncnr1、累計(jì)1000次的條件進(jìn)行。背景使用鍍金鏡。對(duì)于吸光度相對(duì)于基線為O. 02以上的各峰，將吸光度最大的波數(shù)記錄為峰位置。對(duì)于本發(fā)明所用鋁箔的厚度不作特別地限制，從電化學(xué)元件的小型化、鋁箔及使用其得到的集電體、電極等的操控性等觀點(diǎn)考慮，鋁箔的厚度優(yōu)選為5 μ πΓ200 μ m、更優(yōu)選為 10^100 μ mo鋁箔原材料可以使用作為電化學(xué)元件的電極基材的以往所采用的鋁箔原材料，可以使用純鋁箔(如Α1085材的1000系)、純度95質(zhì)量％以上的鋁合金箔(2000系[Al-Cu合金]、如 Α3003 材的 3000 系[Al-Mn 合金],4000 系[Al-Si 合金],5000 系[Al-Mg 合金]、6000系[Al-Mg-Si合金]、7000系[Al-Zn-Mg合金])的任一者。例如，用在鋰離子二次電池的正極、雙電層電容器的電極中時(shí)，作為鋁箔原材料，可以列舉出SiO. 10質(zhì)量％以下、FeO. 12質(zhì)量％以下、CuO. 03質(zhì)量％以下、MnO. 02質(zhì)量％以下、MgO. 02質(zhì)量％以下、ZnO. 03%質(zhì)量以下、GaO. 03質(zhì)量％以下、V0. 05質(zhì)量％以下、TiO. 02質(zhì)量％以下以及A199. 85質(zhì)量％以上、其它元素各為O. 01質(zhì)量％以下的純鋁箔；或SiO. 6質(zhì)量％以下、FeO. 7質(zhì)量％以下、CuO. 05 O. 20質(zhì)量％、Mnl. (Tl. 5質(zhì)量％以及ZnO. 10%質(zhì)量以下、其它元素各為O. 05質(zhì)量％以下且總計(jì)為O. 15質(zhì)量％以下、其余為Al的鋁合金箔。對(duì)于鋁箔的形狀，可以是未開(kāi)孔的箔；也可以是網(wǎng)狀的箔、沖孔金屬箔等開(kāi)孔的箔。(鋁箔的制造方法)利用傅立葉變換紅外光譜法的測(cè)定中在上述范圍內(nèi)具有峰的鋁箔例如可以通過(guò)以下方法得到。首先將鋁軋制到規(guī)定的厚度，從而得到鋁箔原材料。對(duì)于軋制方法不作特別地限定，優(yōu)選使用冷軋機(jī)的方法。還可以使用表面活性剤、溶劑去除留在鋁箔原材料表面的軋制油。鋁箔原材料可以為其ー側(cè)的表面是具有微量凹凸的亞光面而另ー側(cè)的表面是平滑的光澤面，也可以為兩面是亞光面，還可以為兩面是光澤面。它們之中，優(yōu)選ー側(cè)是亞光面、另ー側(cè)是光澤面的鋁箔原材料。接著，使用能夠溶解鋁的化學(xué)溶液洗滌該鋁箔原材料的表面。認(rèn)為通過(guò)洗滌使鋁溶解，改性鋁箔原材料表面的氧化覆膜，使得空隙、雜質(zhì)減少而且紋理變細(xì)。洗滌優(yōu)選采用浸潰洗滌進(jìn)行。浸潰洗滌中也可以施加超聲波等。由該洗滌產(chǎn)生的鋁的溶解量相當(dāng)厚優(yōu)選為lOnnTlOOOnm。更具體地，雖然根據(jù)軋制歷程等不同而不同，但通常為20(T400nm，表面污染小、空隙少時(shí)優(yōu)選為l(T200nm，表面污染嚴(yán)重、包含大量空隙時(shí)優(yōu)選為40(Tl000nm。其中，溶解量相當(dāng)厚按照以下步驟求出。用電感耦合等離子體發(fā)射光譜分析裝置分析在鋁箔原材料的洗滌中使用過(guò)的化學(xué)溶液，算出該液中鋁的質(zhì)量。根據(jù)鋁箔原材料的密度(例如，純鋁時(shí)為2. 7g/cm3)將液中的鋁質(zhì)量換算成體積，將使用該體積除以鋁箔原材料的面積算出的值作為溶解量相當(dāng)厚。作為能夠溶解鋁的化學(xué)溶液的例子，可以列舉出酸性水溶液或堿性水溶液。作為酸性水溶液的例子，可以列舉出鹽酸、硝酸水溶液、硫酸水溶液等。作為堿性水溶液的例子， 可以列舉出氫氧化鈉水溶液、氫氧化鉀水溶液等堿金屬氫氧化物的水溶液；氫氧化鎂、氫氧化鈣等堿土金屬氫氧化物的水溶液。酸性水溶液的濃度通常為O. Γ30質(zhì)量％、優(yōu)選為O. 5^20質(zhì)量％、更優(yōu)選為f 10質(zhì)量％。堿性水溶液的濃度通常為O. Γ30質(zhì)量％、優(yōu)選為O. f 10質(zhì)量％、更優(yōu)選為O. I飛質(zhì)量％。洗滌時(shí)的溫度優(yōu)選為10°C以上且80°C以下、更優(yōu)選為10°C以上且小于40°C。接著可以用純水進(jìn)行沖洗。對(duì)于沖洗的次數(shù)、使用的純水的量不作特別地限制。另夕卜，使用堿性水溶液作為化學(xué)溶液時(shí)，優(yōu)選在用純水沖洗之前使用O. r5mol/L的硫酸進(jìn)行中和處理。沖洗時(shí)的純水的溫度優(yōu)選為2(T80°C、更優(yōu)選為3(T50°C。另外，作為純水，可以列舉出蒸餾水、RO水、去離子水、精制水[日本藥典]等。純水的雜質(zhì)濃度優(yōu)選為IOOOyg/L以下、更優(yōu)選為lOyg/L以下。純水的電導(dǎo)率優(yōu)選為I μ S/cm以下、更優(yōu)選為O. 07 μ S/cm以下。沖洗后，優(yōu)選在7(T200°C、更優(yōu)選在8(Tl80°C的空氣氣氛下進(jìn)行I飛分鐘熱處理。利用該熱處理可去除水汽、揮發(fā)成分。另外，可以按照以下的方式調(diào)整熱處理溫度和熱處理時(shí)間。首先，進(jìn)行試探熱處理。接著，利用傅立葉變換紅外光譜法測(cè)定所得集電體的表面層。在低于目標(biāo)波數(shù)的波數(shù)側(cè)看到峰的情況下，提高正式熱處理的溫度或者縮短處理時(shí)間。在高于目標(biāo)波數(shù)的波數(shù)側(cè)看到峰的情況下，降低正式熱處理的溫度或者延長(zhǎng)處理時(shí)間。在將溶解量相當(dāng)厚設(shè)為400nm以上的情況下，優(yōu)選進(jìn)行上述那樣的熱處理溫度和熱處理時(shí)間的調(diào)整。(含有導(dǎo)電材料的覆膜)本發(fā)明的集電體優(yōu)選進(jìn)一歩在鋁箔的一面或兩面設(shè)置含有導(dǎo)電材料的覆膜。該覆膜起到前述底涂層的作用，且通常不含電極活性物質(zhì)。從電化學(xué)元件的小型化、減小內(nèi)阻或阻抗的觀點(diǎn)考慮，覆膜的厚度優(yōu)選為0. ΓΙΟ μ m、更優(yōu)選為0. 5飛μ m,每單位面積的量?jī)?yōu)選為0. 2 5g/m2、更優(yōu)選為0. 5 3g/m2。(導(dǎo)電材料)上述覆膜所含的導(dǎo)電材料優(yōu)選是以碳為主要構(gòu)成成分的碳質(zhì)材料。作為碳質(zhì)材料，可以列舉出こ炔黑、科琴黒、碳纖維、碳納米管、碳納米纖維、石墨等。它們之中，優(yōu)選碳纖維、碳納米管、碳納米纖維等纖維狀碳質(zhì)材料或こ炔黑，在纖維狀碳質(zhì)材料之中，從導(dǎo)電性、分散性的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選氣相沉積碳纖維。這些碳質(zhì)材料可以單獨(dú)使用一種或者兩種以上組合使用。作為碳質(zhì)材料以外的導(dǎo)電材料，可以列舉出金、銀、銅、鎳、鋁等金屬的粉末。對(duì)于導(dǎo)電材料的形狀不作特別地限制，例如可以為球狀、扁平狀、不定形狀等。關(guān)于導(dǎo)電材料的大小，為顆粒狀的導(dǎo)電材料時(shí)，數(shù)均一次粒徑優(yōu)選為10ηπΓ50μπι、更優(yōu)選為IOnm^lOOnm0另外，為纖維狀的導(dǎo)電材料時(shí)，數(shù)均纖維直徑優(yōu)選為O. 001 μ πΓθ. 5 μ m、更優(yōu)選為O. 003 μ πΓθ. 2 μ m,數(shù)均纖維長(zhǎng)度優(yōu)選為I μ πΓ ΟΟ μ m、更優(yōu)選為I μ πΓ30 μ m。使用電子顯微鏡計(jì)測(cè)10(Γ1000個(gè)導(dǎo)電材料的粒徑、纖維直徑或纖維長(zhǎng)度，將其進(jìn)行算木平均來(lái)算出導(dǎo)電材料的平均粒徑、平均纖維長(zhǎng)度或平均纖維直徑。導(dǎo)電材料按照J(rèn)IS Κ1469測(cè)定的粉體電阻優(yōu)選為5. OX ΙΟ—1 Ω · cm 以下。(粘結(jié)劑)從覆膜形成的成本等方面考慮，上述覆膜優(yōu)選含有粘結(jié)劑。作為優(yōu)選的粘結(jié)劑的例子，從覆膜的離子透過(guò)性優(yōu)異等考慮，可列舉出多糖類。多糖類是單糖類或其衍生物借由糖苷鍵多個(gè)聚合而成的高分子化合物。通常將10以上的單糖類或其衍生物聚合而成的物質(zhì)稱為多糖類，也可以使用10以下的單糖類聚合而成的物質(zhì)。作為優(yōu)選的多糖類的例子，可列舉出纖維素、殼聚糖。從分散性、涂布性等觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選被羧甲基、羧こ基、羥こ基、羥丙基、甘油基等官能團(tuán)改性的多糖類。作為被官能團(tuán)改性的多糖類，特別優(yōu)選的物質(zhì)可舉出甘油化殼聚糖。甘油化殼聚糖例如可以按照日本專利3958536號(hào)(對(duì)應(yīng)的美國(guó)申請(qǐng)US2004/092620A1)記載的方法來(lái)制造。作為多糖類以外的粘結(jié)劑的例子，可以列舉出聚四氟こ烯、聚偏氟こ烯等氟系聚合物；天然橡膠系膠乳、丁苯橡膠系膠乳、氯丁橡膠系膠乳等膠乳；含有丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸等丙烯酸系單體的丙烯酸共聚物。相對(duì)于100質(zhì)量份導(dǎo)電材料，粘結(jié)劑的量?jī)?yōu)選為1(Γ300質(zhì)量份、更優(yōu)選為1(Γ200
質(zhì)量份。(添加剤)根據(jù)需要上述覆膜還可以含有分散穩(wěn)定劑、增稠劑、抗沉降劑、防結(jié)皮劑、消泡劑、靜電涂裝性改善劑、防流掛劑、流平劑、抗收縮劑、交聯(lián)劑、交聯(lián)催化劑等添加劑。例如作為粘結(jié)劑含有多糖類時(shí)，上述覆膜優(yōu)選含有羧酸或其衍生物作為分散穩(wěn)定劑或交聯(lián)劑。作為優(yōu)選的羧酸的例子，可以列舉出均苯四甲酸或1，2，3，4- 丁烷四羧酸等。另外，作為羧酸的衍生物，可以列舉出酷、酰氯、酸酐等。它們之中優(yōu)選酸酐。羧酸或其衍生物可以單獨(dú)使用ー種或者兩種以上組合使用。相對(duì)于100質(zhì)量份多糖類，羧酸的用量?jī)?yōu)選為30質(zhì)量份 300質(zhì)量份、更優(yōu)選為40 120質(zhì)量份。(覆膜的形成)上述含有導(dǎo)電材料的覆膜通過(guò)將混合有上述導(dǎo)電材料、粘結(jié)劑以及根據(jù)需要的添加劑和分散介質(zhì)的涂覆液涂布到鋁箔上并進(jìn)行干燥而得到。作為分散介質(zhì)的例子，可以列舉出Ν-甲基吡咯烷酮、Y-丁內(nèi)酯等非質(zhì)子性極性溶劑；こ醇、異丙醇、正丙醇等質(zhì)子性極性溶劑；水等。涂覆液中分散介質(zhì)的量?jī)?yōu)選為7(Γ99質(zhì)量％、更優(yōu)選為8(Γ95質(zhì)量％。對(duì)于涂布、干燥的方法不作特別地限制，可以按照電化學(xué)元件的制造所使用的公知的方法進(jìn)行。另外，作為粘結(jié)劑使用熱交聯(lián)型粘結(jié)劑時(shí)，需要采取充分交聯(lián)的溫度、時(shí)間進(jìn)行干燥。例如，使用羧酸或其衍生物交聯(lián)含有多糖類的粘結(jié)劑時(shí)，優(yōu)選在120°C 250°C下干燥10秒 10分鐘。另外，即使不使用涂覆液，也能夠采用化學(xué)氣相沉積法等方法使氣相法碳纖維、碳納米管、碳納米纖維等導(dǎo)電材料直接在鋁箔表面生長(zhǎng)從而形成含有導(dǎo)電材料的覆膜。(電極)在集電體上(形成有作為底涂層的覆膜時(shí)為該覆膜上)形成電極活性物質(zhì)層，從而得到鋰離子二次電池、雙電層電容器的電極。對(duì)于電極活性物質(zhì)層中使用的材料、電極活性物質(zhì)層的形成方法不作特別地限制，可以采用鋰離子二次電池、雙電層電容器、混合電容器等電化學(xué)元件的制造所使用的公知的材料、方法。本發(fā)明的集電體還可以用于上述以外的電化學(xué)元件的電極、或太陽(yáng)能電池、觸摸 屏、傳感器等的電極中。(電化學(xué)元件)電化學(xué)元件具有前述電極、還具有隔膜和電解質(zhì)、并且用外飾材料包裹它們而得至IJ。電化學(xué)元件的電極可以采用正極和負(fù)極兩者都是本發(fā)明的電極，也可以采用正極或負(fù)極中的一者是本發(fā)明的電極而另ー者是公知的電極。對(duì)于鋰離子電池，優(yōu)選至少正極是本發(fā)明的電極。電解質(zhì)、隔膜和外飾材料只要是鋰離子電池等二次電池、雙電層電容器、混合電容器等中使用的物質(zhì)就沒(méi)有特別地限制。電化學(xué)元件可以應(yīng)用在電源系統(tǒng)中。進(jìn)而，該電源系統(tǒng)可以應(yīng)用在汽車、鉄路、船舶、飛機(jī)等運(yùn)輸機(jī)器；便攜式電話、便攜式信息終端、便攜式電子計(jì)算機(jī)等便攜式機(jī)器 ’辦公設(shè)備；太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)カ發(fā)電系統(tǒng)、燃料電池系統(tǒng)等發(fā)電系統(tǒng)；等中。實(shí)施例下面示出實(shí)施例和比較例，進(jìn)ー步具體地說(shuō)明本發(fā)明。另外，本發(fā)明的范圍并不受到本實(shí)施例的限制。本發(fā)明的集電體及其制造方法可以在不改變本發(fā)明的要點(diǎn)的范圍內(nèi)進(jìn)行適當(dāng)變更來(lái)實(shí)施。(實(shí)施例f 3)(鋁箔的制作)通過(guò)軋制處理下述純鋁來(lái)準(zhǔn)備50 μ m厚的鋁箔原材料，所述純鋁指SiO. 10質(zhì)量％以下、FeO. 12質(zhì)量％以下、CuO. 03質(zhì)量％以下、MnO. 02質(zhì)量％以下、MgO. 02質(zhì)量％以下、ZnO. 03%質(zhì)量以下、GaO. 03質(zhì)量％以下、V0. 05質(zhì)量％以下、TiO. 02質(zhì)量％以下以及A199. 85
質(zhì)量％以上、其它元素分別為O. 01質(zhì)量％以下。將鋁箔原材料切成寬20cm、長(zhǎng)30cm的大小。在保持為25°C的氯化氫濃度2質(zhì)量％的鹽酸30L中浸潰鋁箔原材料，進(jìn)行洗滌，使得為表I所示的溶解量相當(dāng)厚。另外，通過(guò)使浸潰時(shí)間在5秒 5分鐘之間變動(dòng)來(lái)調(diào)整溶解量相當(dāng)厚。其中，溶解量相當(dāng)厚如下得到基于使用Seiko Instruments Inc.制造的電感I禹合等離子體發(fā)射光譜分析裝置(商品名VISTA-PR0)測(cè)定的鋁的分析線(167. 02nm)算出化學(xué)溶液中溶解的鋁的質(zhì)量，接著根據(jù)純鋁的密度2. 7g/cm3將質(zhì)量換算成體積，使該體積除以鋁箔原材料的面積來(lái)算出。從化學(xué)溶液中撈出鋁箔原材料，用30°C的純水(電導(dǎo)率O. 07 μ S/cm)充分沖洗。之后，在空氣氣氛下、80°C的干燥爐中熱處理2分鐘，從而得到鋁箔。
(傅立葉變換紅外光譜[FTIR]測(cè)定)對(duì)于上述所得招箔的表面，使用Varian Medical System, Inc.制造的傅立葉變換紅外光譜裝置FTS-6000，設(shè)定入射角83°，使用偏振片并采用反射法僅監(jiān)測(cè)平行偏振光。背景使用鍍金鏡，以4CHT1的分辨率、累計(jì)1000次的條件進(jìn)行。對(duì)于吸光度相對(duì)于基線為O. 02以上的各峰，將吸光度最大的波數(shù)記錄為峰位置。實(shí)施例f 3所得到的鋁箔的峰位置示于表I。另外，實(shí)施例I所得鋁箔表面的利用傅立葉變換紅外光譜測(cè)定得到的光譜示于圖I。(含有導(dǎo)電材料的覆膜的形成)將作為導(dǎo)電材料的5質(zhì)量份こ炔黑(電氣化學(xué)エ業(yè)(株)制商品名DENKA BLACKHS-100)、作為粘結(jié)劑的按照日本專利3958536號(hào)(對(duì)應(yīng)的美國(guó)申請(qǐng)US2004/092620A1)記載的方法制造的2. 5質(zhì)量份甘油化殼聚糖、作為添加劑的2. 5質(zhì)量份均苯四甲酸酐以及作 為分散介質(zhì)的90質(zhì)量份N-甲基-2-吡咯烷酮配混，使用溶解器型的攪拌機(jī)以轉(zhuǎn)速300rpm攪拌10分鐘，制作出漿料。使用棒涂機(jī)將該漿料涂布在上述鋁箔的一面上，180°C下干燥I分鐘從而制作出由帶底涂層的鋁箔構(gòu)成的集電體。底涂層的厚度為I μπι、每單位面積的量為 O. 5g/m2。(實(shí)施例4)將化學(xué)溶液變更為I質(zhì)量％的氫氧化鈉水溶液，在用純水沖洗前使用lmol/L硫酸進(jìn)行中和處理，除此之外，按照與實(shí)施例I同樣的方法制作集電體。(比較例I)除了將用化學(xué)溶液浸潰洗滌變更為用溫水浸潰洗滌I分鐘以外，按照與實(shí)施例I同樣的方法制作集電體。比較例I所得鋁箔表面的利用傅立葉變換紅外光譜測(cè)定得到的光譜示于圖2。(初始的貫通電阻)切割實(shí)施例f 4及比較例I中制作的由帶底涂層的鋁箔構(gòu)成的集電體，制作出2片寬20mm、長(zhǎng)IOOmm的集電體切片。使設(shè)有含有導(dǎo)電材料的覆膜的面之間相對(duì)，將2片集電體切片交叉疊置，使得接觸面寬20mm、長(zhǎng)20mm，并將其放置在氯こ烯板之上。對(duì)前述接觸面的部分施加lkg/cm2的載荷從而固定接觸面。集電體切片相互不接觸的各端部連接毫歐姆表，測(cè)定集電體的交流電阻。將該測(cè)定值作為貫通電阻。低的貫通電阻表示適合為電化學(xué)元件的電極。根據(jù)貫通電阻的范圍用如下指標(biāo)來(lái)表示初始的貫通電阻的評(píng)價(jià)結(jié)果?！?小于 ΙΟΟι ΩO :ΙΟΟι Ω 至 150mΩX :150ι Ω 以上(貫通電阻的經(jīng)時(shí)變化)切割實(shí)施例f 4及比較例I中制作的由帶底涂層的鋁箔構(gòu)成的集電體，制作出2片寬20mm、長(zhǎng)IOOmm的集電體切片。將集電體切片在濕度80%、溫度40°C之中保持24小吋。之后，按照與上述同樣的方法測(cè)定貫通電阻，算出相對(duì)于初始貫通電阻的上升率。根據(jù)上升率的范圍用如下指標(biāo)來(lái)表示貫通電阻的經(jīng)時(shí)變化的評(píng)價(jià)結(jié)果。〇上升率小于200%
X :上升率200%以上[表 I]表I

如表I所示，本發(fā)明的集電體的貫通電阻低且貫通電阻的經(jīng)時(shí)變化小。由此可知，使用了本發(fā)明的集電體的電極能夠提供內(nèi)阻或阻抗低的電化學(xué)元件。
權(quán)利要求
1.一種電化學(xué)元件用集電體，其包含利用傅立葉變換紅外光譜法的表面層的測(cè)定中在945cm_1"962cm_1的范圍內(nèi)有峰的鋁箔。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電化學(xué)元件用集電體，其在所述鋁箔的一面或兩面上還包含含有導(dǎo)電材料的覆膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電化學(xué)元件用集電體，其中，所述覆膜含有粘結(jié)劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電化學(xué)元件用集電體，其中，所述粘結(jié)劑含有多糖類。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電化學(xué)元件用集電體，其中，所述覆膜含有羧酸或其衍生物。
6.根據(jù)權(quán)利要求2飛中任一項(xiàng)所述的電化學(xué)元件用集電體，其中，所述導(dǎo)電材料是碳質(zhì)材料。
7.一種電化學(xué)元件用集電體的制造方法，其中，所述電化學(xué)元件用集電體包含利用傅立葉變換紅外光譜法的表面層的測(cè)定中在945(31^162(31^1的范圍內(nèi)有峰的鋁箔，所述制造方法包括下述工序準(zhǔn)備鋁箔原材料，并用能夠溶解鋁的化學(xué)溶液洗滌該鋁箔原材料的表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電化學(xué)元件用集電體的制造方法，其中，所述化學(xué)溶液是酸性水溶液或堿性水溶液。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電化學(xué)元件用集電體的制造方法，其中，所述化學(xué)溶液含有選自由鹽酸、硝酸水溶液和硫酸水溶液組成的組中的一種以上。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電化學(xué)元件用集電體的制造方法，其中，所述化學(xué)溶液含有選自由堿金屬氫氧化物的水溶液和堿土金屬氫氧化物的水溶液組成的組中的一種以上。
11.根據(jù)權(quán)利要求疒10中任一項(xiàng)所述的電化學(xué)元件用集電體的制造方法，其中，該制造方法在化學(xué)溶液洗滌工序之后，還包括在7(T20(TC下對(duì)鋁箔進(jìn)行熱處理的工序。
12.根據(jù)權(quán)利要求7 11中任一項(xiàng)所述的電化學(xué)元件用集電體的制造方法，其中，該制造方法還包括在鋁箔的一面或兩面形成含有導(dǎo)電材料的覆膜的工序。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電化學(xué)元件用集電體的制造方法，其中，所述覆膜形成工序包括涂布涂覆液的步驟。
14.一種電化學(xué)元件用電極，其包含權(quán)利要求1飛中任一項(xiàng)所述的電化學(xué)元件用集電體以及該集電體的一面或兩面上具有的活性物質(zhì)層。
15.—種電化學(xué)兀件,其含有權(quán)利要求14所述的電化學(xué)兀件用電極。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電化學(xué)元件，其是鋰離子二次電池或雙電層電容器。
全文摘要
本發(fā)明為通過(guò)如下制造方法得到包含利用傅立葉變換紅外光譜法的表面層的測(cè)定中在945cm-1~962cm-1的范圍內(nèi)有峰的鋁箔的電化學(xué)元件用集電體，所述制造方法包括準(zhǔn)備鋁箔原材料，并使用鹽酸、硝酸水溶液、硫酸水溶液、堿金屬氫氧化物的水溶液、堿土金屬氫氧化物的水溶液等能夠溶解鋁的化學(xué)溶液洗滌該鋁箔原材料的表面的工序；以及，根據(jù)需要的在70~200℃下對(duì)鋁箔進(jìn)行熱處理的工序和/或在鋁箔的一面或兩面形成含有導(dǎo)電材料的覆膜的工序。
文檔編號(hào)H01G11/84GK102971898SQ20128000186
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月10日
發(fā)明者山口知典, 大森將弘, 橫內(nèi)仁 申請(qǐng)人:昭和電工株式會(huì)社