CN102906914A - 负极集电体用金属箔 - Google Patents

负极集电体用金属箔 Download PDF

Info

Publication number
CN102906914A
CN102906914A CN2011800161667A CN201180016166A CN102906914A CN 102906914 A CN102906914 A CN 102906914A CN 2011800161667 A CN2011800161667 A CN 2011800161667A CN 201180016166 A CN201180016166 A CN 201180016166A CN 102906914 A CN102906914 A CN 102906914A
Authority
CN
China
Prior art keywords
metal forming
hole
negative electrode
electrode collector
photoresist
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011800161667A
Other languages
English (en)
Inventor
目秦将志
小西敦志
村松贤治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Aluminum KK
Original Assignee
Toyo Aluminum KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Aluminum KK filed Critical Toyo Aluminum KK
Publication of CN102906914A publication Critical patent/CN102906914A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/02—Local etching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10—Etching compositions
    • C23F1/14—Aqueous compositions
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0015—Production of aperture devices, microporous systems or stamps
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2022—Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure
    • G03F7/2032—Simultaneous exposure of the front side and the backside
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/66—Current collectors
    • H01G11/68—Current collectors characterised by their material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/66—Current collectors
    • H01G11/70—Current collectors characterised by their structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/74—Terminals, e.g. extensions of current collectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/661—Metal or alloys, e.g. alloy coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
    • H01M4/72—Grids
    • H01M4/74—Meshes or woven material; Expanded metal
    • H01M4/742—Meshes or woven material; Expanded metal perforated material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/04—Hybrid capacitors
    • H01G11/06—Hybrid capacitors with one of the electrodes allowing ions to be reversibly doped thereinto, e.g. lithium ion capacitors [LIC]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13—Energy storage using capacitors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)

Abstract

本发明提供一种可实现更低电阻值之负极集电体用金属箔。其中，该负极集电体用金属箔具有多个从箔表面贯通至背面的贯通孔，且具有使该贯通孔之密度为1000个/cm2以上的区域。

Description

负极集电体用金属箔
技术领域
本发明涉及一种新负极集电体用金属箔。更具体而言，涉及作为锂离子电池、锂离子电容器、电偶层电容器等的集电体所使用的负极集电体用贯通箔。
背景技术
例如，作为锂离子电池、锂离子电容器、电偶层电容器等之正极集电体，使用铝、不锈钢等；作为负极集电体使用不锈钢、铜、镍等。
可是，在为了提升锂离子电池、锂离子电容器、电偶层电容器等的能源密度上需要更高的电压。为了提升能源密度，优选利用预掺杂(predope)技术来降低负极电位。于是，为了有效率进行预掺杂，必须在集电体上设置贯通孔。即，通过经由集电体之贯通孔而锂离子进行可逆移动能够使负极活性材料受载锂离子。
作为具有贯通孔之集电体的制作方法，已知有例如打孔加工、筛状加工、膨胀加工、网加工等，通过这些方法所形成的贯通孔大小一般为0.1至0.3mm左右(专利文献1)。可是，设置贯通孔就会使集电体的强度下降，如所述之较大的孔径就会使强度下降的问题更加严重。
相对于此，提案有使用具有较细微贯通孔之集电体的电极。例如，已知有一种锂离子电容器，其具备由能够将锂离子及/或阴离子以可逆方式受载之物质所构成的正极与由能够将锂离子以可逆方式受载之物质所构成的负极，并且具备锂盐之非质子性有机溶媒电解质溶液作为电解液；该锂离子电容器中，(1)通过负极及/或正极与锂离子供给源的电化学接触而使锂离子掺杂至负极及/或正极；(2)在正极与负极短路后的正极电位为2.0V以下；(3)所述正极及/或负极具有：具有贯通表背面的多数孔、且这些贯通孔之内切圆的平均直径为100μm以下之金属箔所构成的集电体(专利文献2)。
此外，作为如上述锂离子电容器所使用的正极集电体，已知有：厚度为20至45μm以及表观密度(apparent density)为2.00至2.54g/cm3、且透气度20至120s的贯通表背面之多数贯通孔的铝蚀刻箔所构成之集电体；和所述贯通孔的80％以上是孔径为1至30μm之集电体(专利文献3)。
先行技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-103314
专利文献2：国际公开WO2008/078777
专利文献3：日本特开2009-62595
发明内容
发明要解决的课题
然而，在使用现有的负极集电体的电极，作为电极的电阻(内部电阻)较高，对作为电池等之充放电特性带来坏影响之虞存在。作为电极之电阻值变高的原因，是集电体之贯通孔的分布状态、集电体与活性材料之密接性等，因此必须要改善这些特性。
因此，本发明主要的目的在于，提供一种可实现较低电阻值的负极集电体用的金属箔。
用于课题解决之手段
本发明者鉴于现有技术之问题点锐力研究之结果，发现通过将贯通孔的分布控制在特定范围就能够达成上述目的，于是得以完成本发明。
即，本发明涉及下述负极集电体用金属箔。
1、一种负极集电体用金属箔，其中，具有多个从箔表面贯通至背面的贯通孔，且具有使该贯通孔的密度为1000个/cm2以上的区域。
2、根据所述第1项的负极集电体用金属箔，其中，贯通孔的平均内径为100μm以下。
3、根据所述第1或2项的负极集电体用金属箔，其中，开口率为30％以下。
4、根据所述第1至3项中任一项的负极集电体用金属箔，其中，
2.0＞[箔厚(μm)/开口率(％)]＞0.25。
5、根据所述第1至4项中任一项的负极集电体用金属箔，还包含贯通孔密度小于1000个/cm2的区域。
6、根据所述第1至5项中任一项的负极集电体用金属箔，其中，贯通孔密度为1000个/cm2以上之区域的面积为100mm2以上。
发明效果
依据本发明，通过将贯通孔的分布控制在特定范围，在将其使用于电极用的场合下，可实现较现有制品更低的电阻值。
这样的负极集电体用金属箔，是适于使用为锂离子电池、锂离子电容器、电偶层电容器等的集电体。特别是有用于作为锂离子电容器或锂离子二次电池(secondary battery)的负极集电体，该锂离子电容器或锂离子二次电池包含：1)由能够将锂离子及/或阴离子以可逆方式受载之物质所构成的正极、2)由能够将锂离子以可逆方式受载之物质所构成的负极、以及3)含有锂离子之电解质溶液，并且使锂离子掺杂至正极及/或负极。
附图说明
图1表示制造本发明金属箔之工序例的图。
图2表示具有贯通孔之金属箔剖面的模式图。
图3表示在本发明金属箔中贯通孔区域与支承区域之图形例的图。
图4(a)表示在实施例所制作的金属箔的贯通孔区域与支承区域之图形例的图。图4(b)表示所形成的贯通孔间隔的图。
图5表示在试验例2所构成的电池的概要图。
具体实施方式
1.负极集电体用金属箔
本发明之负极集电体用金属箔(本发明金属箔)，具有多个从箔表面贯通至背面的贯通孔，且具有使该贯通孔的密度为1000个/cm2以上的区域(贯通孔区域)。即，就本发明金属箔而言，在任意之处的1cm2的区域内，具有多个从箔表面贯通至背面的贯通孔，且该贯通孔的密度为1000个/cm2以上。
作为本发明金属箔所使用的金属，可使用与作为公知的电池的负极集电体所使用的材料相同的材料(金属箔)。例如，适于使用铜、不锈钢、镍、铝、及至少含有其中1种金属的合金。其中，从负极集电体之电化学特性来看，优选使用铜。在使用铜的场合下，可使用压延铜箔、电解铜箔等的任何一种。
此外，金属箔的厚度虽然没有限定，但一般而言可在3至100μm的范围内，且能够按照所使用的金属箔的种类来设定适当厚度。例如，在作为金属箔使用铜箔的场合下，更优选设定为8至25μm。
在本发明中，就贯通孔而言，如图2所示，是从金属箔10之表面11贯通至背面12的孔13。
就贯通孔的密度而言，如上述，为1000个/cm2以上，优选为1500至30000个/cm2，更优选为2000至20000个/cm2。将贯通孔密度设为上述范围，使贯通孔间的距离变小，离子更容易通过，其结果可对低电阻值的实现作出贡献。
贯通孔的大小也没有特别限定，但优选为平均内径为100μm以下，更优选为90μm以下。通过将平均密度设定为上述范围，在本发明金属箔涂布活性材料(浆体，slurry)的场合下，可将涂膜的厚度控制得更加均匀。另外，在本发明中，贯通孔的平均内径，是在贯通孔为圆形的假定下根据其平均面积算出的。
本发明金属箔之开口率，一般为40％以下，尤其以在30％以下为佳。在现有技术中，为了使离子更容易通过集电体，将开口率设定得更高，但不仅会降低箔强度，也会使活性材料难以被均匀涂布，位于贯通孔部分的活性材料在涂布后干燥时收缩，易使活性材料产生剥落或龟裂。相对于此，本发明金属箔通过将开口率设定为上述范围，可维持更高的箔强度。另外，在本发明中，开口率是指：在金属箔表面相对于具有贯通孔之区域全体而各开口部的合计面积所占的比率。
此外，在本发明中，本发明金属箔之箔厚及开口率为：
2.0＞[箔厚(μm)/开口率(％)]＞0.25的关系为佳。尤其，以1.8≥[箔厚(μm)/开口率(％)]≥0.27为较佳。若上述值在0.25以下，则强度明显下降之虞存在。此外，在2.0以上而使预掺杂时间变长等问题产生。
本发明金属箔也可包含贯通孔区域以外的区域。即，也可包含贯通孔密度为小于1000个/cm2(优选为500个/cm2以下，更优选为100个/cm2以下，最优选为0个/cm2)的区域(以下称为「支承区域」)。在包含支承区域的场合下，由于支承区域起到支承贯通孔区域的作用，因此可更有效地维持金属箔整体的强度。
支承区域的面积及图形，例如按照本发明金属箔之厚度、材质、用途等来进行适当设定。例如，如图3所示，可列举出：1)将矩形的贯通孔区域之周围作为支承区域的图形；2)将矩形的贯通孔区域的单侧作为支承区域的图形；3)将矩形的贯通孔区域的两侧作为支承区域的图形；4)以条状将贯通孔区域与支承区域交互形成的图形。在该场合下的贯通孔区域与支承区域的面积比率没有限定，按照期望的电池特性等适当设定即可。尤其在本发明中，贯通孔区域的总面积一般以在100mm2以上为佳。
2.负极集电体用金属箔的制造方法
本发明金属箔，除了将贯通孔的密度等控制在规定范围之外，可使用公知方法进行制造。例如，可通过将具有规定厚度的金属箔进行蚀刻处理的方式获得本发明金属箔。
作为蚀刻处理的方法，例如适宜采用包含下列工序的方法：1)在金属箔表面上形成光致抗蚀膜(也称光阻膜)的工序(光致抗蚀膜形成工序)；2)经由光掩模使紫外线对光致抗蚀膜曝光的工序(曝光工序)；3)经由显影去除光致抗蚀膜之规定图形部分的工序(显影工序)；4)经由蚀刻在金属箔形成贯通孔的工序(蚀刻工序)；5)去除剩余光致抗蚀膜的工序(剥离工序)。
以下，关于上述方法，根据图1进行说明。图1是顺次表示在本发明的制造方法的一实施方式下在集电体用金属箔形成贯通孔之工序的示意剖面图。
金属箔
首先，如图1的「1.材料」所示，准备用于形成贯通孔之金属箔。作为金属箔，只要是能够用酸或碱进行蚀刻、且能够作为二次电池用集电材所使用的就无特别限定。作为这样的金属箔，一般可使用铝箔、铝合金箔、铜箔、不锈钢箔、镍箔等金属箔。金属箔的厚度虽然没有限定，但一般为3至100μm，较优选为8至50μm。若金属箔的厚度未达3μm，则金属箔的强度会非常低，在集电体制造工序中容易破损。此外，若金属箔的厚度超过100μm，则会增加作为最终制品之二次电池的重量。
此外，能够不仅采用1种金属箔或合金箔，也能够采用同种金属或合金构成之复合箔(clad foil)。在作为金属箔使用铝箔或铝合金箔的场合下，铝或铝合金的成分，能够根据二次电池之电解质的种类，从纯铝(JIS1000系)、铝-锰(Al-Mn)系合金(JIS 3000系)、铝-镁(Al-Mg)系合金(JIS5000系)、铝-铁(Al-Fe)系合金(JIS 8000系)等中适当进行选择。
光致抗蚀膜形成工序
接着，在如图1的「2.光致抗蚀镀膜」所示之光致抗蚀膜形成工序中，在金属膜表面上形成光致抗蚀膜。光致抗蚀膜的形成，依照公知方法实施即可，例如可采用：1)将合成树脂的溶液或分散液印刷或涂布在金属箔上的方法；2)将金属箔浸渍在合成树脂的溶液或分散液中的方法；3)将预先形成的合成树脂薄膜层叠在金属箔上的方法等。在采用印刷方法的场合下，例如可采用：凹版印刷、转印印刷、网版印刷等各种方法。此外，如所述，在使用合成树脂溶液或分散液的场合下，一般以30至150℃进行10秒至10分钟左右的干燥即可。
作为合成树脂，可采用作为光致抗蚀膜所公知的合成树脂。例如可使用丙烯酸树脂、聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚乙烯等树脂。在本发明中，适于使用丙烯酸树脂。更具体而言，适于使用丙烯酸树脂制之负型光致抗蚀剂(negative resist)。
在金属箔上所形成的光致抗蚀膜的厚度，根据所使用的合成树脂的种类适当进行设定，一般而言为1至50μm左右即可。
光致抗蚀膜的形成，在金属箔的单面或双面皆可。尤其，在本发明中，优选在金属箔两面的表面形成光致抗蚀膜。即，在如图1所示采用双面的情况下，通过在背面整面照射紫外线的方式而使背面的整面光致抗蚀膜硬化，由此能够使贯通孔的间距稳定。
曝光工序
在图1的「3.曝光」所示之曝光工序中，经由光掩模使紫外线对光致抗蚀膜曝光。紫外线的曝光时间(照射时间)以及强度，只要依公知方法设定即可。光掩模虽然单面或双面皆可适用，但从稳定贯通孔间距、以及设备简略化的观点来看，优选光掩模采用单面。即，在金属箔一方之面上的光致抗蚀膜经由光掩模使紫外线对光致抗蚀膜曝光，在金属箔其他方之面上的光致抗蚀膜使紫外线对整面光致抗蚀膜曝光。由此，在背面，通过在无光掩模下使紫外线照射背面整面的方式，以使背面的光致抗蚀膜整面硬化。
曝光方法以及光掩模的方法，只要遵循公知的曝光装置(例如光学测图仪，photo plotter)所设定的条件，制作所要的图形并实施即可。如图1的「3.曝光」所示，按照可形成规定的贯通孔的方式在装置上以一定间隔制作光掩模，照射规定强度之紫外线一定时间即可。紫外线的强度也可根据光致抗蚀膜的厚度适当进行设定。例如，光致抗蚀膜的厚度若为5μm左右，则调整为50mj/cm2左右即可。
显影工序
在图1的「4.显影」所示之显影工序中，经由显影去除光致抗蚀膜之指定的图形部分。显影方法使用公知方法即可。光致抗蚀膜的去除也遵循公知的显影方法即可。例如，可经由在Na2CO3(碳酸苏打)之1％水溶液(液温30℃)中浸渍1分钟左右的方式将光致抗蚀膜去除。
蚀刻工序
在图1的「5.蚀刻」所示之蚀刻工序中，经由蚀刻的方式在金属箔形成贯通孔。即，经由浸渍蚀刻液的方式，通过将在显影工序中露出之部分的金属成分溶出的方式形成贯通孔。作为蚀刻液，例如可使用：硫酸、磷酸、铬酸、硝酸、氢氟酸、醋酸、苛性钠、氯化铁、氯化铜、过氯酸等单独的溶液(或水溶液)；或这些的混合溶液。在本发明中，也可使用水等溶媒适当稀释上述溶液以作为蚀刻溶液使用。
蚀刻的条件，遵循公知的蚀刻方法实施即可。例如液温为25至60℃左右即可，处理时间为10秒至5分左右即可。
剥离工序
在剥离工序中，去除剩余的光致抗蚀膜。光致抗蚀膜的去除，例如可使用弱碱性水溶液等进行。作为弱碱性水溶液，例如可使用氢氧化钠的水溶液。此外，在本发明中，去除光致抗蚀膜后，也可根据需要实施将金属箔干燥等的处理。
以如以上的方式所得到的本发明金属箔，可根据需要卷为线圈状作成制品。之后，本发明金属箔可根据需要切断成适当大小，供给至涂布加工活性材料的工序。
实施例
以下示出实施例以及比较例，更具体说明本发明之特征。不过，本发明的范围不限定于实施例。
另外，各物性的测定方法，按以下方式实施。
(1)贯通孔密度
直接以显微镜(KEYENCE制)观察表面，进行计测。
(2)开口率
将由上述显微镜所取得的图像(视野中包含10个以上的贯通孔，在不包含的场合下将倍率变更为包含10个以上后进行摄影)经由附属的图像处理软件进行二值化后，测定贯通孔部分的面积率作为开口率。
(3)贯通孔的平均内径
利用与上述(2)一样的方法，将10视野的照片随机摄影，进行图像解析而计测贯通孔数量以及总贯通孔面积，在各贯通孔为同一圆形的假定下算出贯通孔的内径。作为图像解析装置，使用多目的高速图像解析装置「PCA11」(System Science股份有限公司制)。
实施例1
在作为金属箔的、厚10μm、宽300mm、长250m之线圈状卷绕品的电解铜箔经由负型的丙烯酸树脂制光致抗蚀溶液进行浸涂(dip coat)，在双面各涂布5μm后，以80℃进行干燥。通过由光学测图仪描绘了如图4所示之图形的光掩模，在单面照射100mj/cm2紫外线，另一面在无光掩模下在整面照射上述紫外线。作为显影工序，为了使光掩模部分之光致抗蚀剂溶解，浸渍于碳酸苏打溶液中去除光致抗蚀剂。将所得材料浸渍在液温50℃之氯化铜中进行金属箔的蚀刻。此时的浸渍时间为30秒。在实施蚀刻后，浸渍于碳酸钠(NaOH)溶液中剥离光致抗蚀层。然后，进行防锈处理、洗净、干燥。以这样的方式，获得负极集电体用金属箔。
比较例1
用第4(b)图的图形，除了贯通孔之密度以及贯通孔之平均内径如表1所示以外，按与实施例1同样的方式制作。
试验例1
关于在实施例1以及比较例1所得到的负极集电体用金属箔，调查贯通孔之密度等。将其结果示于表1。
表1
Figure BDA00002194529400091
试验例2
使用在实施例1及比较例1所得到的负极集电体用金属箔，关于所得到的集电体用金属箔，将蚀刻开始后约5m的部分与约900m的部分在长度方向切出约50cm，涂布包含由碳粒子构成之活性材料的浆体，裁切为10cm×20cm的大小制作负极。此时，确认在涂布上述浆体之工序的涂布特性。接着，遵循国际公开WO2008/078777之记载，构成如图5所示之电池，调查有关于容量(mAh)以及内部电阻(mΩ)。将结果示于表2。另外，在图5的电池中，电解液：有机系LIC用电解液；电极构造：层叠单元层压型。
表2
Figure BDA00002194529400092
另外在表2所示之物性，分别按以下方式进行测定。
(1)容量(mAh)
将上述单元进行充放电试验，经由放电时间算出容量值。以电流53mA/cm2进行放电，将电压从3.8V降到2.2V为止的放电时间乘以电流值算出容量。
(2)内部电阻(mΩ)
在上述试验中，从切换充放电时所引起的电压下降(IR压降)的值与放电电流的值运用奥姆法则算出。
(3)涂布特性
将包含负极活性材料之电极涂布液，以模具涂布机(die coater)对具有贯通孔的Cu集电体进行双面涂布(单面20μm)。在涂布后的检查中进行穿孔确认(10m)以及表面图案(因涂布厚度的差异而产生)确认。在以肉眼可看出穿孔及表面图案的场合评价为「×」，在无法确认这些情形的场合则评价为「○」。

Claims (6)

1.一种负极集电体用金属箔，其中，
具有多个从箔表面贯通至背面的贯通孔，且具有使该贯通孔的密度为1000个/cm2以上的区域。
2.根据权利要求1所述的负极集电体用金属箔，其中，
贯通孔的平均内径为100μm以下。
3.根据权利要求1所述的负极集电体用金属箔，其中，
开口率为30％以下。
4.根据权利要求1所述的负极集电体用金属箔，其中，
2.0＞[箔厚(μm)/开口率(％)]＞0.25。
5.根据权利要求1所述的负极集电体用金属箔，其中，
还包含使贯通孔密度小于1000个/cm2的区域。
6.根据权利要求1所述的负极集电体用金属箔，其中，
使贯通孔密度为1000个/cm2以上之区域的面积为100mm2以上。
CN2011800161667A 2010-03-31 2011-03-04 负极集电体用金属箔 Pending CN102906914A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010084114A JP2011216364A (ja) 2010-03-31 2010-03-31 負極集電体用金属箔
JP2010-084114 2010-03-31
PCT/JP2011/055035 WO2011122239A1 (ja) 2010-03-31 2011-03-04 負極集電体用金属箔

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102906914A true CN102906914A (zh) 2013-01-30

Family

ID=44711968

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011800161667A Pending CN102906914A (zh) 2010-03-31 2011-03-04 负极集电体用金属箔

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20130224582A1 (zh)
EP (1) EP2555289A4 (zh)
JP (1) JP2011216364A (zh)
KR (1) KR20130070580A (zh)
CN (1) CN102906914A (zh)
TW (1) TWI536648B (zh)
WO (1) WO2011122239A1 (zh)

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106757024A (zh) * 2016-12-01 2017-05-31 辽宁融达新材料科技有限公司 一种微缝吸音板制造方法
CN107431209A (zh) * 2015-03-31 2017-12-01 富士胶片株式会社 铝板和蓄电装置用集电体
CN107658470A (zh) * 2017-10-09 2018-02-02 山西沃特海默新材料科技股份有限公司 一种微孔电池铝箔的电化学腐蚀制备方法
CN107658471A (zh) * 2017-10-09 2018-02-02 山西沃特海默新材料科技股份有限公司 一种微孔电池铝箔的化学热腐蚀制备方法
CN107699894A (zh) * 2017-10-09 2018-02-16 山西沃特海默新材料科技股份有限公司 一种微孔电池铝箔的化学腐蚀制备方法
CN107740100A (zh) * 2017-10-09 2018-02-27 山西沃特海默新材料科技股份有限公司 一种用于制备微孔铝箔的化学腐蚀剂
CN107740099A (zh) * 2017-10-09 2018-02-27 山西沃特海默新材料科技股份有限公司 一种用于制备微孔铝箔的氯盐腐蚀剂
CN107768684A (zh) * 2017-10-09 2018-03-06 山西沃特海默新材料科技股份有限公司 一种锂电池正极及其制备方法和应用
CN107768683A (zh) * 2017-10-09 2018-03-06 山西沃特海默新材料科技股份有限公司 一种高性能锂电池正极集流体及其制备方法和应用
CN108172754A (zh) * 2018-01-09 2018-06-15 山西沃特海默新材料科技股份有限公司 一种锂离子电池用铝箔、微孔铝箔及微孔铝箔的制备方法
CN108172755A (zh) * 2018-01-09 2018-06-15 山西沃特海默新材料科技股份有限公司 一种锂离子电池用铝箔、微孔铝箔及微孔铝箔的制备方法
CN108232200A (zh) * 2018-01-09 2018-06-29 山西沃特海默新材料科技股份有限公司 一种锂离子电池用铝箔、微孔铝箔及微孔铝箔的制备方法
CN108232199A (zh) * 2018-01-09 2018-06-29 山西沃特海默新材料科技股份有限公司 一种锂离子电池用铝箔、微孔铝箔及微孔铝箔的制备方法
CN108232201A (zh) * 2018-01-09 2018-06-29 山西沃特海默新材料科技股份有限公司 一种锂离子电池用铝箔、微孔铝箔及微孔铝箔的制备方法
CN108232202A (zh) * 2018-01-09 2018-06-29 山西沃特海默新材料科技股份有限公司 一种锂离子电池用铝箔、微孔铝箔及微孔铝箔的制备方法
CN110366764A (zh) * 2017-02-09 2019-10-22 日本轻金属株式会社 铝电解电容器用电极及其制造方法
CN110462902A (zh) * 2017-12-22 2019-11-15 株式会社Lg化学 用于锂金属电池的阳极和包括该阳极的锂金属电池
CN111742385A (zh) * 2018-02-22 2020-10-02 Jm能源株式会社 蓄电装置、蓄电装置用负极、以及它们的制造方法
CN112054212A (zh) * 2019-10-24 2020-12-08 南京工业大学 一种锂离子电池集流体用的多孔铝箔及其制备方法和应用
CN112708884A (zh) * 2019-10-24 2021-04-27 南京工业大学 一种锂离子电池集流体用的多孔铝箔及其简易制方法和应用
CN113013371A (zh) * 2021-02-20 2021-06-22 上海毅蓝电子科技有限公司 锂电池用金属箔的开孔方法

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9356294B2 (en) * 2012-03-02 2016-05-31 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery including collectors with pores and manufacturing method thereof
US10269504B2 (en) * 2014-07-10 2019-04-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Supercapacitor having holes formed in carbonaceous electrodes for increasing the frequency of operation
JPWO2017018462A1 (ja) * 2015-07-30 2018-06-28 富士フイルム株式会社 アルミニウム板
JP6563583B2 (ja) * 2016-02-29 2019-08-21 富士フイルム株式会社 金属調装飾体成型用複合体
CN107658472B (zh) 2016-07-25 2020-12-15 株式会社Lg 化学 包含网眼型集电器的负极、包含其的锂二次电池和其制造方法
EP3517652A4 (en) * 2016-09-26 2019-10-23 FUJIFILM Corporation PROCESS FOR PRODUCING PERFORATED METAL SHEET
US10675797B2 (en) * 2017-02-07 2020-06-09 Dong Guan Qinde Metal Products Co., Ltd. Stainless steel and synthetic resin composite molded body, and preparation method thereof
EP3627599A4 (en) * 2017-05-18 2020-05-27 FUJIFILM Corporation PERFORATED METAL FILM, METHOD FOR PRODUCING THE PERFORATED METAL FILM, NEGATIVE SECONDARY BATTERY ELECTRODE AND POSITIVE SECONDARY BATTERY ELECTRODE
CN113089069B (zh) * 2020-01-09 2022-05-20 山西沃特海默新材料科技股份有限公司 一种微孔箔材的制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040115536A1 (en) * 2001-01-29 2004-06-17 Blankenborg Stephanus Gerardus Johannes Method for producing electrical conductors, a solar collector, an electrochemical cell and use of conductors produced in this way
JP2005011556A (ja) * 2003-06-17 2005-01-13 Ngk Spark Plug Co Ltd 積層型電池およびその製造方法
JP2005129924A (ja) * 2003-10-02 2005-05-19 Showa Denko Kk 電気二重層コンデンサ用金属製集電体およびそれを用いた分極性電極並びに電気二重層コンデンサ
JP2006228512A (ja) * 2005-02-16 2006-08-31 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 非水電解液二次電池用負極
JP2008059765A (ja) * 2006-08-29 2008-03-13 Hitachi Maxell Ltd 非水系二次電池
CN101310350A (zh) * 2005-11-14 2008-11-19 富士重工业株式会社 锂离子电容器
JP2008283152A (ja) * 2007-05-14 2008-11-20 Toyo Aluminium Kk 集電体材料とその製造方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7000297B2 (en) * 2001-11-28 2006-02-21 Wilson Greatbatch Technologies, Inc. Electrochemical cell current collector having openings of progressively larger sizes converging at a tab
JP4267279B2 (ja) 2002-09-06 2009-05-27 日本製箔株式会社 集電体及びその製造方法
EP1612819B1 (en) * 2003-03-31 2019-06-12 Subaru Corporation Organic electrolyte capacitor
JP2005251429A (ja) * 2004-03-01 2005-09-15 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd Ａｌ合金キャリア付孔開き金属箔及びその製造方法並びにＡｌ合金キャリア付孔開き金属箔から分離された該孔開き金属箔を含む二次電池用電極及び二次電池
EP2099043B1 (en) * 2006-12-27 2019-11-06 JM Energy Corporation Coated electrode and organic electrolyte capacitor
JP2009062595A (ja) 2007-09-07 2009-03-26 Sumitomo Light Metal Ind Ltd アルミニウム箔材
US8236442B2 (en) * 2008-01-31 2012-08-07 Medtronic, Inc. Asymmetric aperture pattern in a current collector for an electrochemical cell
JP5220510B2 (ja) * 2008-08-06 2013-06-26 富士重工業株式会社 蓄電デバイス

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040115536A1 (en) * 2001-01-29 2004-06-17 Blankenborg Stephanus Gerardus Johannes Method for producing electrical conductors, a solar collector, an electrochemical cell and use of conductors produced in this way
JP2005011556A (ja) * 2003-06-17 2005-01-13 Ngk Spark Plug Co Ltd 積層型電池およびその製造方法
JP2005129924A (ja) * 2003-10-02 2005-05-19 Showa Denko Kk 電気二重層コンデンサ用金属製集電体およびそれを用いた分極性電極並びに電気二重層コンデンサ
JP2006228512A (ja) * 2005-02-16 2006-08-31 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 非水電解液二次電池用負極
CN101310350A (zh) * 2005-11-14 2008-11-19 富士重工业株式会社 锂离子电容器
JP2008059765A (ja) * 2006-08-29 2008-03-13 Hitachi Maxell Ltd 非水系二次電池
JP2008283152A (ja) * 2007-05-14 2008-11-20 Toyo Aluminium Kk 集電体材料とその製造方法

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107431209A (zh) * 2015-03-31 2017-12-01 富士胶片株式会社 铝板和蓄电装置用集电体
CN106757024A (zh) * 2016-12-01 2017-05-31 辽宁融达新材料科技有限公司 一种微缝吸音板制造方法
CN110366764A (zh) * 2017-02-09 2019-10-22 日本轻金属株式会社 铝电解电容器用电极及其制造方法
CN107740100A (zh) * 2017-10-09 2018-02-27 山西沃特海默新材料科技股份有限公司 一种用于制备微孔铝箔的化学腐蚀剂
CN107658470A (zh) * 2017-10-09 2018-02-02 山西沃特海默新材料科技股份有限公司 一种微孔电池铝箔的电化学腐蚀制备方法
CN107658471A (zh) * 2017-10-09 2018-02-02 山西沃特海默新材料科技股份有限公司 一种微孔电池铝箔的化学热腐蚀制备方法
CN107740099A (zh) * 2017-10-09 2018-02-27 山西沃特海默新材料科技股份有限公司 一种用于制备微孔铝箔的氯盐腐蚀剂
CN107768684A (zh) * 2017-10-09 2018-03-06 山西沃特海默新材料科技股份有限公司 一种锂电池正极及其制备方法和应用
CN107768683A (zh) * 2017-10-09 2018-03-06 山西沃特海默新材料科技股份有限公司 一种高性能锂电池正极集流体及其制备方法和应用
CN107699894A (zh) * 2017-10-09 2018-02-16 山西沃特海默新材料科技股份有限公司 一种微孔电池铝箔的化学腐蚀制备方法
CN110462902A (zh) * 2017-12-22 2019-11-15 株式会社Lg化学 用于锂金属电池的阳极和包括该阳极的锂金属电池
CN108232200A (zh) * 2018-01-09 2018-06-29 山西沃特海默新材料科技股份有限公司 一种锂离子电池用铝箔、微孔铝箔及微孔铝箔的制备方法
CN108232199A (zh) * 2018-01-09 2018-06-29 山西沃特海默新材料科技股份有限公司 一种锂离子电池用铝箔、微孔铝箔及微孔铝箔的制备方法
CN108232201A (zh) * 2018-01-09 2018-06-29 山西沃特海默新材料科技股份有限公司 一种锂离子电池用铝箔、微孔铝箔及微孔铝箔的制备方法
CN108232202A (zh) * 2018-01-09 2018-06-29 山西沃特海默新材料科技股份有限公司 一种锂离子电池用铝箔、微孔铝箔及微孔铝箔的制备方法
CN108172755A (zh) * 2018-01-09 2018-06-15 山西沃特海默新材料科技股份有限公司 一种锂离子电池用铝箔、微孔铝箔及微孔铝箔的制备方法
CN108172754A (zh) * 2018-01-09 2018-06-15 山西沃特海默新材料科技股份有限公司 一种锂离子电池用铝箔、微孔铝箔及微孔铝箔的制备方法
CN111742385A (zh) * 2018-02-22 2020-10-02 Jm能源株式会社 蓄电装置、蓄电装置用负极、以及它们的制造方法
CN112054212A (zh) * 2019-10-24 2020-12-08 南京工业大学 一种锂离子电池集流体用的多孔铝箔及其制备方法和应用
CN112708884A (zh) * 2019-10-24 2021-04-27 南京工业大学 一种锂离子电池集流体用的多孔铝箔及其简易制方法和应用
CN112054212B (zh) * 2019-10-24 2022-09-09 南京工业大学 一种锂离子电池集流体用的多孔铝箔及其制备方法和应用
CN113013371A (zh) * 2021-02-20 2021-06-22 上海毅蓝电子科技有限公司 锂电池用金属箔的开孔方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW201140925A (en) 2011-11-16
KR20130070580A (ko) 2013-06-27
EP2555289A1 (en) 2013-02-06
EP2555289A4 (en) 2014-10-29
WO2011122239A1 (ja) 2011-10-06
TWI536648B (zh) 2016-06-01
JP2011216364A (ja) 2011-10-27
US20130224582A1 (en) 2013-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102906914A (zh) 负极集电体用金属箔
Pfleging A review of laser electrode processing for development and manufacturing of lithium-ion batteries
KR101728875B1 (ko) 압축된 파우더 3차원 배터리 전극 제조
TWI663050B (zh) 鋁板
JP2017084793A (ja) リチウムイオン電池電極フィルムの多孔率の変化を生み出す方法
JP5281706B2 (ja) 集電体、集電体の製造方法、電極および二次電池
JP2010027673A (ja) シート電極の製造方法及び製造装置
WO2017055323A1 (de) Elektrisch leitfähiges basismaterial und schichtverbund, verfahren zur ihrer herstellung und ihre verwendung
KR20150032307A (ko) 집전호일, 전극 구조체, 리튬 이차전지 또는 전기2중층 커패시터
JP2015213180A (ja) 負極集電体用金属箔
CN111225997B (zh) 铝箔及电极用铝部件
JP4912100B2 (ja) 電気二重層キャパシタ
WO2021160222A2 (de) Elektrode, deren verwendung, akkumulator sowie verfahren zur herstellung einer elektrode
JP5325326B2 (ja) 集電体、電極、二次電池、および二次電池の製造方法
JP2011077070A (ja) 支持体付電極活物質シート及び電気化学素子用電極の製造方法
JP2008041511A (ja) 集電体用金属箔の製造方法
Kure-Chu et al. Tailoring of morphology and crystalline structure of nanoporous TiO2–TiO–TiN composite films for enhanced capacity as anode materials of lithium-ion batteries
JP2010080858A (ja) 電気二重層キャパシタおよびその製造方法
JP2011151143A (ja) 蓄電デバイス用電極の製造方法および蓄電デバイス
JP2010086788A (ja) 電気化学素子用電極の製造方法
Armutlulu et al. Microfabricated nickel-based electrodes for high-power battery applications
JP4267279B2 (ja) 集電体及びその製造方法
CN210668540U (zh) 预涂三维基材一体化制造设备
CN110600673B (zh) 一种双面涂覆一体化三维基材制造方法和制造设备
JP7190582B2 (ja) アルミニウム箔

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20130130

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication