JP2024518527A - 金属化フィルムを含む集電体 - Google Patents

Abstract

二軸配向されたポリマー基材層と、ポリマー基材層の面上の第１の金属層とを含む集電体であって、ポリマー基材層は、横方向（ＴＤ）及び縦方向（ＭＤ）のそれぞれにおいて、２００℃での空気中で正の熱膨張を示す。ポリマー基材層は１２μｍ以下の厚さを有し、第１の金属層は１０００ｎｍ以下の厚さを有する。【選択図】なし

Description

本発明は、集電体において使用するためのポリマーフィルム、集電体及びそれから製造された他の物品、ならびにそれらを製造する方法に関する。特に、本発明は、電池、特にリチウムイオン電池に使用するための集電体に関する。

リチウムイオン電池は、コンシューマエレクトロニクス及び再生可能エネルギーの貯蔵に対する高まる需要などから、予見可能な将来にわたって成長し続けるであろう充電式電池の分野において広く使用されている。電池の動作（すなわち、充電及び放電の間）では、リチウムイオンがアノード材料とカソード材料との間で移動する。市販のリチウムイオン電池は、典型的には、金属箔が各活性固体電極と接触して配置されている金属箔集電体を含む。一般的に、アルミニウム系箔は、カソード集電体として使用され、カソードに接触して配置されているのに対し、銅系箔は、アノード集電体として使用され、アノードに接触して配置されている。一部の構成では、カソード材料は、カソード集電体上にコーティングされ得、及び／またはアノード材料は、アノード集電体上にコーティングされ得る。

しかしながら、このような既存の金属箔集電体には問題がある。第１に、金属箔集電体は、高い導電率を有し、この高い導電率は、電池全体の過剰な電流の流れに寄与し、短絡及び過熱の熱暴走をもたらし、火災を引き起こし得る。第２に、金属箔集電体は、比較的厚く、密であり、かつ重く（典型的には１２μｍを超える厚さを有する）、したがって、電池の全体的な質量に著しく寄与する。エネルギー密度を高めかつ電池のサイズ及び質量を最小限にするために、より薄い及び／またはより軽い集電体を提供することが望ましい。しかしながら、その機械的強度に悪影響を与えることなしに、より薄い集電体を提供することは困難である。そのために、金属化ポリマーフィルムの集電体が開発されてきた。このような集電体は、絶縁性または誘電性のポリマー基材層と、その表面（複数可）上の導電性金属層（複数可）とを含む。当技術分野において公知のように、このような集電体は、過剰な電流の流れ及び熱の逃げを回避するために、所定の熱負荷及び／または電気負荷において破損する電気化学的ヒューズとして機能する。金属層は、典型的には、複数の堆積工程を必要とし得る金属堆積プロセスによって形成される。前記金属堆積プロセスの間、及びその後の電池の加工の間、集電体（及び集電体内のポリマー基材層）は、高温の条件に長時間曝され、この条件により、フィルムの過熱及びフィルムの永続的な損傷、例えば変形及びシワが生じ、その結果、金属層とポリマー基材層との間の接着が失われる可能性がある。

本発明の目的は、上述の問題の１つ以上に対処することである。特に、本発明の目的は、電池に使用するための、好ましくはリチウムイオン電池に使用するための改良された集電体を提供することである。本発明の特定の目的は、特に、例えば、製造、後続の加工工程及び／または最終用途における長時間の高温への暴露後に、ポリマー基材層と金属層（複数可）との間の改善された付着性を示す集電体を提供することである。本発明の特定の目的はまた、既存の金属箔集電体のエネルギー密度を、少なくとも維持する、好ましくは改善する、集電体を提供することである。

本発明の第１の態様によれば、集電体が提供され、集電体は、二軸配向ポリマー基材層と、ポリマー基材層の面上の第１の金属層とを含み、ポリマー基材層は、横方向（ＴＤ）及び縦方向（ＭＤ）のそれぞれにおいて、２００℃での空気中で正の熱膨張を示し（及び、好ましくは、３．０％以下）、ポリマー基材層は、１２μｍ以下の厚さを有し、第１の金属層は、１０００ｎｍ以下の厚さを有する。

好ましくは、この集電体は、さらに第２の金属層を含み、第１の金属層及び第２の金属層は、ポリマー基材層の反対側にあり、層順序は、第１の金属層／ポリマー基材層／第２の金属層である。存在する場合、第２の金属層は１０００ｎｍ以下の厚さを有する。

本発明者らは、そのような集電体が、高温に長時間暴露された後であっても、二軸配向ポリマー基材層と第１の金属層、及び存在する場合、第２の金属層との間で、優れた耐剥離性を示すことを予想外にも見出した。このことは、製造中及び使用時にこのような条件にさらされやすいリチウムイオン電池の分野で特に有利である。

第１の金属層、及び存在する場合、第２の金属層は、集電体の最外層である。

したがって、集電体は、少なくとも２つの層を含む。好ましくは、第１の金属層（Ａ）は、ポリマー基材層（Ｂ）の第１の表面上に直接配置されてＡＢ層構造を形成し、すなわち、金属層とポリマー基材層との間に介在層が存在せず、従って、この実施形態では、集電体は２つの層からなる。

好ましくは、集電体は、少なくとも３つの層を含む。好ましくは、第１の金属層（Ａ）は、ポリマー基材層（Ｂ）の第１の表面上に直接配置され、第２の金属層（Ｃ）は、基材層の反対側の第２の表面上に直接配置されて、ＡＢＣ層構造を形成し、すなわち、金属層とポリマー基材層との間に介在層が存在せず、したがって、この実施形態では、集電体は３層からなる。

基材層は、自立性フィルムであり、これは、支持基材の非存在下で独立して存在することができるフィルムを意味する。

本明細書で使用されるポリマーという用語は、ポリマーまたはコポリマーを指す。

熱可塑性ポリマー材料が好ましい。そのような材料には、１－オレフィン（例えばエチレン、プロピレン及びブタ－１－エン）、ポリアミド、ポリカーボネート、ＰＶＣ、ＰＶＡ、ポリアクリレート、セルロース及びポリエステルのホモポリマーまたはコポリマーが挙げられる。ポリオレフィン及びポリエステル、特にポリエステル、特に線状ポリエステルが好ましい。

本明細書で使用されるポリエステルという用語は、少なくとも１つが脂肪族ジオールである１つ以上のジオール、及び少なくとも１つが芳香族ジカルボン酸である１つ以上のジカルボン酸に由来するホモポリエステルまたはコポリエステルを指す。好適なジカルボン酸には、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、２，５－、２，６－または２，７－ナフタレンジカルボン酸、コハク酸、セバシン酸、アジピン酸、アゼライン酸、４，４’－ジフェニルジカルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸または１，２－ビス－ｐ－カルボキシフェノキシエタン（場合により、ピバル酸などのモノカルボン酸を含む）が挙げられる。好適なジオールには、脂肪族ジオール及び脂環式ジオール、例えば、エチレングリコール、１，３－プロパンジオール、１，４－ブタンジオール、ネオペンチルグリコール及び１，４－シクロヘキサンジメタノールが挙げられる。好ましくは、芳香族ジカルボン酸は、テレフタル酸及び２，５－、２，６－または２，７－ナフタレンジカルボン酸から選択され、好ましくは、テレフタル酸及び２，６－ナフタレンジカルボン酸から選択される。好ましくは、脂肪族ジオールはエチレングリコールである。好ましくは、ポリエステルはホモポリエステルである。

好ましいポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）ポリエステルは、任意で、１つ以上のコモノマーとして、他のジカルボン酸及び／またはジオールに由来する１つ以上の残基を、比較的少量（好ましくは、１０重量％未満または５重量％未満）含み得る。他のジカルボン酸としては、イソフタル酸、フタル酸、１，４－、２，５－、または２，７－ナフタレンジカルボン酸、４，４’－ジフェニルジカルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、１，１０－デカンジカルボン酸、及び一般式Ｃ_nＨ_2n（ＣＯＯＨ）₂（ｎ＝２～８）の脂肪族ジカルボン酸、例えば、コハク酸、グルタル酸、セバシン酸、アジピン酸、アゼライン酸、スベリン酸またはピメリン酸が挙げられる。他のジオールとしては、脂肪族及び脂環式グリコール、例えば、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、１，３－プロパンジオール、１，４－ブタンジオール、及び１，４－シクロヘキサンジメタノールが挙げられる。好ましくは、ポリエステルは、１つのみのジカルボン酸、すなわち、テレフタル酸または２，６－ナフタレンジカルボン酸、好ましくはテレフタル酸を含有する。好ましくは、ポリエステルは、１つのみのジオール、すなわち、エチレングリコールを含有する。

好ましいポリオレフィンは、ポリエチレンまたはポリプロピレン、好ましくはポリプロピレンから選択される。

好ましいポリアミドは、直鎖脂肪族ポリアミドであり、好ましくはナイロン６，６、ナイロン６、ナイロン６．６６、ナイロン６，１０、ナイロン６，４、及びそれらのブレンド及び混合物から選択される。ナイロン６及びナイロン６，６が特に好ましいポリアミドであり、ナイロン６，６が最も好ましい。

好ましくは、ポリマー基材層は、ＰＥＴフィルムまたはＰＥＮフィルムである。

ポリマーは、ポリマー基材層の主成分であり、ポリマー基材層の総重量の少なくとも６０重量％、好ましくは少なくとも７０重量％、好ましくは少なくとも８０重量％を占める。例えば、ポリマーは、ポリマー基材層の総重量の少なくとも８５重量％、少なくとも９０重量％、または少なくとも９５重量％を占め得る。

ポリマー基材層は、ポリマーフィルムの製造で通常使用されるその他の添加剤をさらに含み得る。このような従来の添加剤は、層の総重量に対して、わずかな割合で、典型的には３５重量％以下、典型的には２０重量％以下、典型的には５重量％以下、典型的には２重量％以下で存在し得る。したがって、粒子状充填剤、加水分解安定剤、酸化防止剤、ＵＶ安定剤、架橋剤、染料、潤滑剤、ラジカル捕捉剤、熱安定剤、表面活性剤、滑り助剤、ブロッキング防止剤、難燃剤、光沢向上剤、劣化防止剤、粘度調整剤、及び分散安定剤などの薬剤が適宜組み込まれ得る。製造中の取り扱い及び巻取り性を向上させるために粒子状充填剤が特に有用であることが当技術分野で周知である。粒子状充填剤は、典型的には、粒子状無機充填剤（例えば、炭酸カルシウム、クレー、シリカ、ゼオライト、シリコーンビーズ（例えば、官能化ポリジメチルシロキサン）、リン酸二カルシウム、リン酸三カルシウム、セノスフィア、ゼオスフィア、タルク、二酸化チタン、硫酸バリウム、及びチタン酸バリウム）である。充填剤粒径分布は、単峰性、二峰性、及び三峰性であり得る。好ましくは、体積加重平均粒径（Ｄ_(4,3)）は、単峰性分布、二峰性分布及び三峰性分布の場合には、０．１～１０μｍの範囲である。好ましくは、充填剤粒径分布は、２つの最大ピークが存在するような二峰性である。好ましくは、第１の粒子の最大値は、約０．５±０．３μｍの体積加重平均粒径（Ｄ_(4,3)）を有し、第２の粒子の最大値は、約１．５±０．５μｍの体積加重平均粒径（Ｄ_(4,3)）を有する。充填剤粒子の粒径は、レーザー光の回折によって適切に測定される。粒状無機充填剤は、比較的少量で、典型的には５．０重量％未満、典型的には２．０重量％未満、典型的には１．０重量％未満で存在する。

ポリマーの形成は、当技術分野で周知の従来の合成方法によって容易に達成される。例えば、ポリエステルは、直接エステル化またはエステル交換の第１の工程と、それに続く重縮合の第２の工程とによって製造され得る。好ましくは、この合成手順は、当技術分野で周知のように、ポリマーの分子量を増加させる固相重合（ＳＳＰ）工程をさらに含む。好適な固相重合技術は、例えば、ＥＰ－Ａ－０４１９４００に開示されており、その開示は参照により本明細書に組み込まれる。したがって、ＳＳＰは、典型的には、ポリマーの結晶融点（Ｔ_M）より１０～５０℃低いが、ガラス転移温度（Ｔ_g）より高い温度（またはポリエステルが、複数のガラス転移温度を示す場合、最高ガラス転移温度より高い温度）で実施される。劣化を防止するために、乾燥窒素の不活性雰囲気または真空が使用される。好ましい実施形態において、固相重合は、真空下にて２２０℃で１６時間にわたり実施される。

本発明での使用に好適なポリエステルの固有粘度は、少なくとも０．５ｄＬ／ｇ、好ましくは少なくとも０．５５ｄＬ／ｇ、好ましくは少なくとも０．６ｄＬ／ｇ、好ましくは少なくとも０．７ｄＬ／ｇ、好ましくは少なくとも０．８ｄＬ／ｇである。

ポリマー基材層は、好ましくは単層フィルムである。

有利には、フィルムは空気中で製造され得る、及び好ましくは空気中で製造され、すなわち、フィルムは、不活性ガス（例えば、窒素、またはアルゴンなどの希ガス）の雰囲気下で製造されない（押出、キャスティング及び延伸工程を含む）。したがって、本明細書に記載されるポリマー組成物及びフィルムは熱的に安定であり、製造または貯蔵中に、特別な取り扱い条件、特に不活性雰囲気を必要としない。

膜の形成は、当技術分野で周知の従来の押出技術によって行われ得る。一般的に、本プロセスは、溶融ポリマーの層を、ポリマーの溶融温度に適した範囲内、例えば、約２７０～約３００℃（または典型的には、ポリマーの結晶融点から約１５℃を超えない、好ましくは約１０℃を超えない温度）で押し出し、次いでポリマーが確実にアモルファス状態にクエンチされるように押出物をクエンチする工程を含む。次いで、クエンチされた押出物は、機械的特性と物理的特性との十分な組み合わせを達成するために、ポリマーのガラス転移温度（複数可）を上回る温度でフィルムの平面内で互いに垂直な２方向に延伸することにより二軸配向される。二軸配向は、逐次的または同時二軸配向によって達成され得る。本発明において、フィルムは、有利には、例えば管状プロセスにおいて、熱可塑性ポリマーチューブを押し出すことによって、同時二軸配向によって製造され、この熱可塑性ポリマーチューブは、引き続きクエンチされ、再加熱され、次いで内部ガス圧によって膨張されて、横方向の配向を引き起こし、長手方向の配向を引き起こす速度で引き出される。特に好適な同時二軸配向プロセスは、ＥＰ－２１０８６７３－Ａ及びＵＳ－２００９／０１１７３６２－Ａ１に開示されており、それらのプロセスの開示は、参照により本明細書に組み込まれる。

延伸は一般的に、配向フィルムの寸法が、延伸の各方向においてその元の寸法の２～７、好ましくは２～５、より好ましくは２．５～４．５、より好ましくは３．０～４．５、より好ましくは３．０～４．０倍であるように行われる。好ましくは、フィルムは、縦方向（ＭＤ）に元の寸法の３．２～３．６倍、好ましくは、横方向（ＴＤ）に元の寸法の３．３～３．８倍延伸される。延伸は、ポリマー組成物のＴ_gより高い温度、好ましくはＴ_gより少なくとも約５℃高い、好ましくは少なくとも約１５℃高い温度、好ましくは約Ｔ_g＋５℃～約Ｔ_g＋７５℃、好ましくは約Ｔ_g＋５℃～Ｔ_g＋３０℃の範囲で行われる。したがって、通常、延伸は、約５～約１５５℃、好ましくは約５～約１４５℃の範囲の温度で行われる。ポリマー組成物がＰＥＴである場合、延伸は、通常、約８５～約１１０℃、好ましくは約９５～約１００℃の範囲の温度で行われる。ポリマー組成物がＰＥＮである場合、延伸は、通常、約１３０～約１５５℃、好ましくは約１４０～約１４５℃の範囲の温度で行われる。縦方向及び横方向に等しく延伸する必要はないが、これはバランスのとれた特性が望まれる場合に好ましい。

次いで、延伸されたフィルムは、寸法的に安定させられる。第１の工程において、フィルムを寸法支持体（または拘束手段）下でアニーリングして、ポリマーの所望の結晶性を誘発する。少なくとも約２００℃の温度が好ましい。好ましくは、使用される温度は、ポリマーのガラス転移温度（複数可）を上回るが、その溶融温度（Τ_M）を下回る。これらの制約内で、好ましいアニーリング温度は、典型的には、フィルムの溶融温度から約８０℃低い温度（すなわちＴ_M－８０℃）～Ｔ_Mから１０℃低い温度（すなわちＴ_M－１０℃）、好ましくは約Ｔ_M－７０℃～約Ｔ_M－２０℃である。したがって、アニーリング温度は、好適には約２００～約２４５℃、好ましくは約２１５～約２４５℃、好ましくは約２２０～約２４５℃の範囲、好ましくは約２２０～約２４０℃の範囲である。この温度でフィルムを保持する時間は、好ましくは０～６０秒の範囲、好ましくは０．１～１０秒、好ましくは０．５～５秒、好ましくは０．７～３秒である。

寸法拘束下でアニーリングした後に、フィルムは、横方向（ＴＤ）及び縦方向（ＭＤ）の両方で寸法緩和を受ける。寸法緩和は、逐次的または同時寸法緩和、好ましくは逐次的に達成され得る。緩和工程は、好適にはインライン式緩和工程、すなわちフィルム製造ライン中の一段階である。フィルムの緩和は、横方向（ＴＤ）及び縦方向（ＭＤ）の各々において、約０．５～約５．０％、好ましくは約１．０～約４．０％、好ましくは約１．０～３．０％、好ましくは約１．０～約２．０％である。縦方向及び横方向の緩和度は同じであり得る。しかしながら、バランスのとれた特性が望まれる場合、縦方向と横方向の緩和度とは同じでないことが好ましい。緩和工程では、フィルムは、好ましくは直前のアニーリング工程の温度以下で加熱され、より低いＭＤ及びＴＤ張力を用いる。ＭＤ緩和は、フィルムラインの速度を低下させることによって制御され、ＴＤ緩和は、フィルムの相対する側縁のフィルムクランプ間の距離を減少させることによって制御され、その結果、各々は、関連する寸法のフィルムが製造のこの段階で受ける張力の低下をもたらす。少なくとも約２００℃の温度が好ましく、好ましくは約２００℃～約２５０℃、好ましくは約２００℃～約２４５℃、好ましくは約２００℃～約２４０℃、好ましくは約２１０℃～約２３０℃、好ましくは約２１５℃～約２３０℃、好ましくは約２１５℃～２２５℃である。緩和工程の加熱時間は、使用される温度に依存するが、通常は、０～３０秒の範囲、好ましくは０．１～１０秒、好ましくは０．４～４秒、好ましくは０．９～３．８秒である。

次いで、好ましくは第２の緩和工程が実施される（この場合、上述の緩和工程は第１の緩和工程と称される）。第２の緩和工程は、第１の緩和工程について説明したものと同様の方法で行われる。少なくとも約１９５℃の温度が好ましく、少なくとも約２００℃の温度が最も好ましい。第２の緩和工程は、第１の緩和工程と同様の温度で行われ得る。代替的には、第２の緩和工程は、第１の緩和工程よりも低い温度で、好ましくは少なくとも約５℃低い温度で実施され得る。したがって、好ましくは、第２の緩和工程は、約１９５℃～約２４５℃、好ましくは約１９５℃～約２４０℃、好ましくは約１９５℃～約２３５℃、好ましくは約１９５℃～約２３０℃、好ましくは約１９５℃～約２２０℃、好ましくは約１９５℃～約２１５℃の範囲で実施される。第２の緩和工程の加熱時間は、使用される温度に依存するが、通常は、０～３０秒の範囲、好ましくは０．１～１０秒、好ましくは０．４～３．５秒、好ましくは０．７～３．０秒である。

アニーリング工程及び緩和工程（複数可）の後、フィルムは急速に冷却される。

本発明者らは、得られたポリマーフィルムが、高温で高い寸法安定性を示し、２００℃で横方向（ＴＤ）及び縦方向（ＭＤ）のそれぞれで正の熱膨張を示すことを見出した。したがって、縦方向及び横方向のそれぞれにおけるポリマー基材層の熱応答は、金属層（複数可）の熱応答と一致し、本発明の集電体は、高温での後続の処理の間（例えば、金属堆積中またはその後の電池形成中）に変形、反りまたは剥離が生じることなく、高い寸法安定性を示す。対照的に、本明細書に記載のアニーリング及び緩和プロセスを使用してポリマー基材層が製造されていない先行技術の集電体は、収縮及び寸法不安定性を示し、高温での後続の処理中に変形及び反りが観察され、不十分な耐剥離性を示す。

好ましくは、ポリマー基材層は、２００℃での空気中で、横方向（ＴＤ）及び縦方向（ＭＤ）のそれぞれで０％超～３．０％以下、好ましくは０％超～２．０％以下、好ましくは０．１％～２．０％、好ましくは０．２％～１．５％の熱膨張を示す。好ましくは、ポリマー基材層は、等方的な熱膨張を示し、すなわち、層は、ＴＤ及びＭＤにおいて同量だけ膨張する。

本発明者らは、製造工程、特に本明細書に記載されるアニーリング及び緩和プロセスは、ポリマー基材フィルムが等方的な熱膨張を示すように実施できることを見出した。特に、本明細書に記載される緩和プロセスにおけるＭＤ及びＴＤの寸法緩和の程度を制御することができる。例えば、前の製造工程から生じるＭＤまたはＴＤの残留変形に対抗するために、ＭＤ及びＴＤで生じる寸法緩和の程度を異ならせることができ、その結果、最終的に得られるポリマーフィルムは、バランスのとれた特性を示し、したがって等方的な熱膨張を示す。

好ましくは、ポリマー基材層は、横方向（ＴＤ）及び縦方向（ＭＤ）のそれぞれにおいて、空気中で３２℃～２００℃の範囲にわたって正の線熱膨張係数（ＣＬＴＥ）、好ましくは２０×１０^-5／℃未満の正のＣＬＴＥ、好ましくは１７×１０^-5／℃未満の正のＣＬＴＥ、好ましくは１０×１０^-5／℃未満の正のＣＬＴＥ、好ましくは９×１０^-5／℃未満の正のＣＬＴＥ、好ましくは８．５×１０^-5／℃未満の正のＣＬＴＥを示す。

ポリマー基材層の厚さは、１２．０μｍ以下、好ましくは１０．０μｍ以下、好ましくは８．０μｍ以下、好ましくは６．０μｍ以下である。ポリマー基材層の厚さは、好ましくは少なくとも１．０μｍ、好ましくは少なくとも２．０μｍ、好ましくは少なくとも３．０μｍ、好ましくは少なくとも４．０μｍである。したがって、ポリマー基材層の厚さは、好ましくは１．０～１２．０μｍ、好ましくは２．０～８．０μｍ、好ましくは４．０～８．０μｍ、好ましくは４．０～約６．０μｍである。

第１の金属層、及び存在する場合、第２の金属層は、それぞれ、金属導電性材料から形成される。好ましくは、第１及び第２の金属層は、同じ金属導電性材料を含む。代替的に、第１の金属層と第２の金属層とは、異なる金属導電性材料を含み得る。金属導電性材料は、好ましくは、アルミニウム、銅、ニッケル、チタン、銀、ニッケル－銅合金、またはアルミニウム－ジルコニウム合金のうちの少なくとも１つから選択される。好ましくは、金属導電性材料はアルミニウムまたは銅である。集電体がカソード集電体である場合、第１の金属層、及び存在する場合、第２の金属層は、好ましくはアルミニウムを含む。集電体がアノード集電体である場合、第１の金属層、及び存在する場合、第２の金属層は、好ましくは銅を含む。

第１の金属層、及び存在する場合、第２の金属層がアルミニウムを含む場合、好ましくはポリマー基材層は、ＰＥＴフィルムである。第１の金属層、及び存在する場合、第２の金属層が、銅を含む場合、好ましくはポリマー基材層は、ＰＥＮフィルムである。

金属層（複数可）は、好ましくは少なくとも９０重量％、好ましくは少なくとも９５重量％、好ましくは少なくとも９８重量％、好ましくは少なくとも９９重量％の上述した金属導電性材料を含み、金属導電性材料の記載された重量は、金属層の総重量に対する重量パーセントである。好ましい実施形態では、金属層は金属導電性材料から成る。

金属層（複数可）は、正の熱膨張係数を示す。好ましくは、本発明の集電体における第１の金属層、及び存在する場合、第２の金属層は、独立して、２００℃での空気中で、０％超～２．０％以下、好ましくは０％超～１．０％以下、好ましくは０．２５％～０．７５％、好ましくは０．３％～０．５％の熱膨張を示す。本発明の集電体における各金属層は、好ましくは、等方的な熱膨張を示し、すなわち、層は、直交方向、例えばポリマー基材層の縦方向及び横方向に対応する方向に同じ量だけ膨張する。好ましくは、第１の金属層及び第２の金属層は、２００℃において互いに同じ膨張を示す。

好ましくは、ポリマー基材層の横方向の２００℃での空気中の熱膨張と第１及び第２の金属層のそれぞれの２００℃での空気中の熱膨張との比は、１：５～５：１、好ましくは２：１～１：２、好ましくは１．５：１～１：１．５、好ましくは１．２：１～１：１．２：１、好ましくは約１：１である。

好ましくは、ポリマー基材層の縦方向の２００℃での空気中の熱膨張と第１及び第２の金属層のそれぞれの２００℃での空気中の熱膨張との比は、１：５～５：１、好ましくは１．５：１～１：１．５、好ましくは１．２：１～１：１．２、好ましくは約１：１である。

好ましくは、第１の金属層、及び存在する場合、第２の金属層は、独立して、１００℃での空気中で約１０×１０^-6／℃～約３０×１０^-6／℃、好ましくは約１２×１０^-6／℃～約１８×１０^-6／℃の正の線熱膨張係数（ＣＬＴＥ）を示す。

好ましくは、第１の金属層、及び存在する場合、第２の金属層の厚さは、それぞれ独立して、約５０ｎｍ～約１０００ｎｍ、好ましくは約１００ｎｍ～約１０００ｎｍ、好ましくは約１００ｎｍ～約８００ｎｍ、好ましくは約１５０ｎｍ～約７００ｎｍの範囲内にある。

第１の金属層、及び存在する場合、第２の金属層はそれぞれ、ポリマー基材層上に適切に堆積される。金属化フィルムの製造に当技術分野で周知の任意の好適な堆積技術を使用することができ、これには、蒸着及び無電解めっきの少なくとも１つが含まれる。好ましくは、第１の金属層及び第２の金属層は、独立して、蒸着及び無電解めっきの少なくとも１つによってポリマー基材層上に堆積される。蒸着は、物理蒸着（ＰＶＤ）、仮想カソード蒸着（ＶＣＤ）または化学蒸着（ＣＶＤ）のうちの少なくとも１つであり得る。

好ましくは、物理蒸着は、蒸発堆積及びスパッタリング蒸着のうちの少なくとも１つから選択される。蒸発堆積は、好ましくは、真空蒸発、熱蒸発、または電子ビーム蒸発技術のうちの少なくとも１つである。スパッタリング蒸着は、好ましくはマグネトロンスパッタリングである。好適なプロセスには、例えば、プラズマ支援電子ビーム蒸発技術などのプラズマ支援蒸着技術、及びプラズマ支援スパッタリング技術が挙げられる。

好ましくは、金属層（複数可）を配置するために、熱蒸発堆積、電子ビーム蒸発、または仮想カソード蒸着が使用される。

通常、熱蒸発堆積は、真空チャンバ内にポリマー基材及び原料を配置することを含む。原料を、蒸発するまで真空下（好ましくは１０^-4Ｐａ未満）及び高温下で加熱する。蒸発した原料粒子は基材に向かって分散し、基材表面において凝縮して薄膜を形成する。典型的には、粉末または固体バーの形態の抵抗コイルに、大きな直流（好ましくは１００～１５０ｍＡの範囲で１０～１５秒間）が印加され、これにより、原料を蒸発させるために使用される熱が発生する。好適な装置には、Ｂａｌｚｅｒｓ ＡＧ（Ｌｉｅｃｈｔｅｎｓｔｅｉｎ）から「ＢＡＥ３７０」の名称で市販されているもの、またはＢｕｈｌｅｒ及びＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓから市販されている装置が挙げられる。

典型的には、電子ビーム蒸発は、高エネルギーの電子の強いビームで原料を蒸発させることを含む。ホットフィラメントを使用して電子を熱電子放出させ、それを加速させて原料を蒸発させる。

典型的には、仮想カソード蒸着は、高エネルギー密度電子ビーム（好ましくはエネルギーは１００ＭＷ／ｃｍ²超）を生成するために、仮想プラズマカソードに高電圧パルスを供給することを含む。高エネルギー密度電子ビームは、固体ターゲットをアブレーションし、アブレーションされたターゲット材料の一部（例えば、約０．００１ｍｍ³）がプラズマを形成する。プラズマは、プラズマフルームの形態でポリマー基材に向かって伝播する。プラズマフルームは、最大約５０ｋｍ／秒の速度を有し得る。ターゲット材料のプラズマは基材表面で凝縮して薄膜を形成する。例えば、４００ｃｍ²で１パルスあたり最大厚さ０．１ｎｍの薄膜が形成され得る。高電圧パルス（例えば、最大約６００Ｈｚの周波数）を繰り返し、及び／または複数の仮想カソード群を含む装置を使用することにより、所望の厚さに達するまで堆積された膜を成長させることができる。好適な仮想カソード蒸着方法及び装置は周知であり、例えば、ＷＯ－２０１６／０４２５３０－Ａ及びＵＳ－２０２０／００９５１２９－Ａで論じられているような方法及び装置を含み、前記方法及び装置の開示は、参照により本明細書に組み込まれる。

堆積技術は、所望の厚さの金属層を堆積させるために、シングルパスまたはマルチパス（例えばダブルパス）を必要とし得る。好ましくは、堆積技術はシングルパスを必要とし、これは有利には、製造効率を高め、ポリマー基材が高温の条件に長時間曝されることを最小限に抑える。

当業者によって認識されるように、集電体は、電池に配置される際に電気導電性を示すことが要求される。したがって、ポリマー基材層によって電気絶縁性が付与されるにもかかわらず、集電体の外表面間で導電性が許容されなければならない。例えば、第１の金属層と第２の金属層との間に配置されたポリマー基材層によって付与される電気絶縁性にかかわらず、第１の金属層から第２の金属層（存在する場合）への導電性が許容されなければならない。

本明細書で構成１と称される一実施形態では、集電体が、集電体が自身の一方の表面から他方の表面に電気導電性を示すように、第１の金属層と第２の金属層とを接続する少なくとも１つの導電性タブをさらに含む。このような導電性タブは当技術分野で周知であり、例えば、ＷＯ－２０１９／０５１１２３－Ａ及びＵＳ－１０７００３３９－Ｂに開示されている。好ましくは、タブは、集電体を電池内の他のコンポーネントと接続することができるように、集電体の周囲を超えて延在する。好ましくは、タブは、リチウムイオン電池の内部から外部まで延在し、その結果、タブは、電池を外部電源に接続することができる。

本明細書で構成２と称される別の実施形態では、ポリマー基材層は、第１の表面からその反対側の第２の表面まで延在するチャネルを含み、（ｉ）チャネルの両側は、少なくとも部分的に、少なくとも１つの金属で被覆されており、及び／または（ｉｉ）チャネルは、少なくとも部分的に、少なくとも１つの金属で充填されており、好ましくは、第１の金属層と第２の金属層との間に導電性経路が生じる。このようなチャネルは当技術分野で周知であり、例えば、ＵＳ－２０１９／０３０５３２０－Ａに開示されている。チャネルは、約１μｍ～約５ｍｍの範囲の開口サイズ（例えば、直径）を有し得る。チャネル開口で構成されているポリマー基材層の表面積の割合は、典型的には約０．０１～約１０％である。かかるチャネルによって、電池の重量をさらに低減することができ、また充放電速度及びサイクル寿命などの電気化学的特性を改善することができる。前記金属は、好ましくは上記の第１及び第２の金属層を堆積させるために使用される金属堆積工程（複数可）の間に、好ましくは仮想カソード蒸着技法の間に堆積される。構成２をさらに図１に示す。図１Ａは、集電体構成の断面図を示す。集電体（１０）は、二軸配向基材層（Ｂ）（３）と、第１の金属層（Ａ）（１）と、第２の金属層（Ｃ）（２）とを有し、集電体は、ＡＢＣ層構造を有する。基材層（Ｂ）は、金属（４）で充填された複数の有孔部を有する。金属は、第１の金属層（Ａ）と第２の金属層（Ｃ）との間に連続的な接続を形成する。図１Ｂは、集電体構成における基材層（Ｂ）を上面図で示す。

構成１及び構成２は、同じ電池内に存在し得る。

本発明の集電体の全厚は、好ましくは約１μｍ～約１２μｍ、好ましくは約２μｍ～約８μｍ、好ましくは約４μｍ～約８μｍ、好ましくは約４～約６μｍである。

好ましくは、集電体は、約２．０Ωｓｑ^-1以下、好ましくは約１．５Ωｓｑ^-1以下、好ましくは約１．０Ωｓｑ^-1以下のシート抵抗を示す。好ましくは、集電体は、少なくとも約０．０１Ωｓｑ^-1、好ましくは少なくとも約０．０２Ωｓｑ^-1、好ましくは少なくとも約０．０５Ωｓｑ^-1のシート抵抗を示す。好ましくは、集電体は、約０．０１Ωｓｑ^-1～約２．０Ωｓｑ^-1、好ましくは約０．０２Ωｓｑ^-1～約２．０Ωｓｑ^-1、好ましくは約０．０２Ωｓｑ^-1～約１．５Ωｓｑ^-1、好ましくは約０．０５Ωｓｑ^-1～約１．０Ωｓｑ^-1のシート抵抗を示す。

好ましくは、集電体は、約３５Ａ以下、好ましくは約３０Ａ以下、好ましくは約２０Ａ以下、好ましくは約１０Ａ以下、好ましくは約５Ａ以下のブレークダウン電流を示す。好ましくは、集電体は、３００℃以下、好ましくは約２５０℃以下、好ましくは約２４０℃以下、好ましくは約２３０℃以下、好ましくは約２２０℃以下のブレークダウン温度を示す。好ましい実施形態では、ブレークダウン温度は、ポリマー基材層の主成分を構成するポリマーの結晶融点（Ｔ_M）以下であり、典型的には、ポリマー層が収縮し始める点に対応する。したがって、ポリマー基材層がＰＥＮフィルムである場合、集電体は、好ましくは約２７０℃以下、好ましくは約２６０℃以下、好ましくは約２５０℃以下、好ましくは約２２０℃以下のブレークダウン温度を示す。ポリマー基材層がＰＥＴフィルムである場合、集電体は、好ましくは約２６０℃以下、好ましくは約２５０℃以下、好ましくは約２２０℃以下のブレークダウン温度を示す。ブレークダウン電流及び温度は、集電体が故障する点、すなわち、フィルムが、電池内の過剰な電流の流れ及び熱伝播のリスクをうまく防止するための電気化学的ヒューズとして機能する点に対応する。

好ましくは、金属層とポリマー基材層との間の接着強度は、少なくとも６００ｇ／２５ｍｍ、好ましくは少なくとも約７００ｇ／２５ｍｍ、好ましくは少なくとも約８００ｇ／２５ｍｍである。

本発明の第２の態様によれば、本明細書に記載の集電体の製造方法が提供され、本方法は、
（ｉ）二軸配向されたポリマー基材層を形成する工程、及び
（ｉｉ）前記基材層の第１の表面上に金属を堆積させて第１の金属層を形成する工程、を含む。

好ましくは、本方法は、
（ｉｉｉ）前記基材層の第２の表面上に金属を堆積させて第２の金属層を形成する工程をさらに含み、
それにより、層順序は、第１の金属層／ポリマー基材層／第２の金属層である。

金属層を適用する前に、二軸配向ポリマー基材層の露出表面は、必要に応じて、ポリマー基材層とその後に適用される層との間の結合を改善するための化学的または物理的表面改質処理に供されてもよい。金属層を堆積させる前に、ポリマー基材層の露出表面にこのような処理を施すことが特に有利である。

好ましい処理は、基材層の露出表面にプラズマ処理を施すことである。プラズマ処理は、低圧ガス雰囲気中で高電圧を印加して発生及び維持される放電、いわゆるグロー放電に表面を露出させることを含む。表面は、このグロー放電時に形成される電子、イオン、励起原子、励起分子、ラジカル、紫外線の活性粒子で処理される。当技術分野で周知の１種以上の薬剤がグロー放電中及び基材上に注入され得る。１種以上の薬剤を堆積させて、露出表面上に被覆を形成し得る。周知の薬剤には、有機分子、無機分子及び生体分子が挙げられる。好ましい薬剤には、アクリル酸とメタクリル酸無水物の混合物、（３－グリシジルオキシプロピル）トリメトキシシラン、Ｎ－（３－トリメトキシシリルプロピル）ジエチレントリアミンまたは（３－メルカプトプロピル）トリメトキシシランが挙げられる。例えば、好適なアクリル酸とメタクリル酸無水物の混合物には、７５重量％のアクリル酸及び２５重量％のメタクリル酸無水物を含む混合物、または５０重量％のアクリル酸及び５０重量％のメタクリル酸無水物を含む混合物が挙げられる。

好ましいプラズマ処理はコロナ処理（空気プラズマと称されることもある）であり、ポリマー基材層の露出表面に、コロナ放電を伴う高電圧電気応力が印加される。コロナ放電による好ましい処理は、好ましくは１～１００ｋＶの電位で１～２０ｋＷの電力出力を有する高周波の高電圧発生器を用いる従来の装置を用いて、大気圧の空気中で行われ得る。放電は、従来、放電ステーションにおいて、誘電体支持ローラ上にフィルムを、好ましくは毎分１．０～５００ｍの線速度で通過させることによって達成される。放電電極は、移動フィルム表面から０．１～１０．０ｍｍの位置に置かれ得る。

プラズマ処理後、ポリマー基材層は、好ましくは約７０°以下、好ましくは約６５°以下、好ましくは約６０°以下の水接触角を示す。プラズマ処理後、ポリマー基材層は、好ましくは少なくとも約５°、好ましくは少なくとも約１０°、好ましくは少なくとも約１４°の水接触角を示す。好ましくは、プラズマ処理後、ポリマー基材層は、約５°～約７０°、好ましくは約１０°～約６５°、好ましくは約１４°～約６０°の水接触角を示す。

ＨＰＬＣグレードの水の液滴とポリマー基材層との間の水接触角は、Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｎａｌｙｓｔ ３００１（ＢＴＧ Ｌａｂｓ）により測定され得る。

プラズマ処理後、ポリマー基材層は、好ましくは約３０ｍＮ／ｍ～約１００ｍＮ／ｍ、好ましくは約３０～約８０ｍＮ／ｍの表面エネルギーを示す。表面エネルギーは、ＩＳＯ８２９６に従ったダインレベル試験などの、インクベースの表面エネルギー試験によって測定することができる。

第１の態様の説明及び選好は、第２の態様にも同様に当てはまる。

本発明の第３の態様によれば、第１の金属層をさらに含む集電体における基材としての二軸配向ポリマーフィルムの使用が提供され、前記使用は、前記基材と金属層との間に改善された接着強度及び／または耐剥離性を付与するためであり、前記二軸配向ポリマー基材層は、横方向（ＴＤ）及び縦方向（ＭＤ）のそれぞれにおいて２００℃での空気中で正の熱膨張を示し、前記ポリマー基材層は１２μｍ以下の厚さを有し、前記第１の金属層は１０００ｎｍ以下の厚さを有する。

好ましくは、集電体は、さらに第２の金属層を含み、集電体層の順序は、第１の金属層／ポリマー基材層／第２の金属層であり、第２の金属層は、１０００ｎｍ以下の厚さを有する。

第１及び第２の態様の説明及び選好は、第３の態様にも同様に当てはまる。

本発明の第４の態様によれば、アノード材料と、アノード集電体と、カソード材料と、カソード集電体と、アノード材料とカソード材料との間に配置されたセパレータとを備え、前記集電体のうちの少なくとも１つが、本明細書に記載されている集電体である、電池が提供される。

電池は、リチウムイオン電池、リチウム硫黄（ＬｉＳ）電池、リチウム空気（ＬｉＯ₂）電池またはナトリウムイオン電池から選択され得る。好ましくは、電池は、リチウムイオン電池、リチウム硫黄（ＬｉＳ）電池、またはリチウム空気（ＬｉＯ₂）電池である。好ましくは、電池はリチウムイオン電池である。好ましくは、電池はナトリウムイオン電池である。

当技術分野で慣用されているような任意の好適なアノード材料、カソード材料及びセパレータが使用され得る。

アノード材料は、グラファイト及び／またはチタン酸リチウム（ＬＴＯ）から選択され得る。

カソード材料は、リチウムまたはリチウムと他の金属（複数可）との混合酸化物、特にチタン酸リチウム（ＬＴＯ）、リン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ₄、ＬＦＰとしても知られている）及び／またはリチウムニッケル－マンガン－コバルト酸化物（ＬｉＮｉＭｎＣｏＯ₂、ＮＭＣとしても知られている）から選択され得る。

セパレータは、ポリマー、セラミック、不織布、または織物のセパレータであり得る。好適なポリマーセパレータは、例えば、ＷＯ－２０１９／１８６１７３－Ａ及びＷＯ－２０２１／０６４３５９－Ａに開示されており、それらの開示は、参照により本明細書に組み込まれる。

電池（好ましくはリチウムイオン電池）は、さらに電解質を含み得る。存在する場合、電解質は、好ましくは、電池内に存在する他の材料を飽和させ、それによりイオンがアノードとカソードとの間を伝導するためのメカニズムを提供し得る導電性有機溶媒である。

代替的には、電池（好ましくは、リチウムイオン電池）は、乾電池であり得る。乾電池は、アノード材料とカソード材料との間に固体セパレータを備え、セパレータは、セパレータ及び電解質の両方として機能する。これにより、液体電解質が不要となる。

上述される構成１の実施形態では、集電体は、集電体が自身の一方の表面から他方の表面に電気導電性を示すように、第１の金属層と第２の金属層とを接続する少なくとも１つの導電性タブをさらに含む。好ましくは、タブは、集電体を電池内の他のコンポーネントと接続することができるように、集電体の周囲を超えて延在する。好ましくは、タブは、電池の内部から外部まで延在し、その結果、タブは、電池を外部電源に接続することができる。

好ましくは、電極材料は、集電体上にコーティングされるか、またはその他の方法で堆積される。

電池（好ましくはリチウムイオン電池）は、缶、パウチセル、角柱セル、コインセル、円筒形セル、巻回された角柱セル及び巻回されたパウチセルを含む当該技術分野で周知の任意の構成を有し得る。

第１～第３の態様の説明及び選好は、第４の態様にも同様に当てはまる。

本発明の第５の態様によれば、本明細書に記載される電池（好ましくは、リチウムイオン電池）における本明細書に記載される集電体の使用が提供される。

第１～第４の態様の説明及び選好は、第５の態様にも同様に当てはまる。

本発明の第６の態様によれば、本明細書に記載される電池（好ましくはリチウムイオン電池）の製造方法が提供され、この方法は、
（ｉ）本明細書に記載される集電体を調製する工程と、
（ｉｉ）電池（好ましくは、リチウムイオン電池）を組み立てる工程であって、前記電池は、アノード材料、カソード材料、アノード材料とカソード材料との間のセパレータと、アノード集電体と、カソード集電体とを備え、前記集電体のうちの少なくとも１つが、工程（ｉ）から得られた集電体である、組み立てる工程と、を含む。

好ましくは、アノードまたはカソード材料は、電極調製のために当技術分野において従来から用いられている任意の好適なコーティングまたは堆積技術を用いて、本明細書に記載されている集電体上にコーティングまたは堆積され得る。アノード材料は、アノード集電体の金属層の外面上にコーティングまたは他の方法で堆積されているのに対し、カソード材料は、カソード集電体の金属層の外面上にコーティングまたは他の方法で堆積されているものと理解されるであろう。このコーティングまたは堆積工程の間、高い処理温度（例えば、約２００℃）が使用される。好ましい実施形態では、電極材料は、集電体上にコーティングされる。

電極／集電体アセンブリは、約５０℃～約１７０℃、好ましくは約８０℃～１６０℃の温度で適切に乾燥される。乾燥工程は、適切な加熱プロファイルを有する様々な異なる温度領域を含み得ることが理解されるであろう。

乾燥した電極／集電体アセンブリは好ましくは、例えば、回転するローラ対の間でのカレンダー加工により圧縮される。カレンダー加工中、前記アセンブリは、静電気放電に曝され、例えば、ブラシまたは空気流により洗浄され得る。任意に、コンパクション工程の全部または一部は、例えば、カレンダー加工プロセスでのセクション及び／またはローラの予熱により、例えば、約５０℃～約２５０℃の温度まで加熱され得る。

第１～第５の態様の説明及び選好は、第６の態様にも同様に当てはまる。
本発明は、以下に説明するように、図面を参照してさらに説明される。

上述のように、構成２による集電体のアセンブリを示す。Ａは、集電体の断面図を示す。Ｂは、集電体構成における基材層（Ｂ）を上面図で示す。 以下で説明するように、実施例５の約２５℃～約２００℃の熱緩和のＴＧＡプロットを示す。 以下で説明するように、実施例６の約２５℃～約２００℃の熱緩和のＴＧＡプロットを示す。 以下で説明するように、実施例７の約２５℃～約２００℃の熱緩和のＴＧＡプロットを示す。

特性測定
本明細書に記載の集電体及び電池の特性を評価するために、以下の試験方法を使用した。

（ｉ）二軸配向されたポリマー層の膨張
５ｍｍ×８ｍｍの寸法を有する二軸配向ポリマー層の試料を、サーモメカニカル分析器（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｉｎｃ．製ＴＭＡ Ｑ４００）を使用してサーモメカニカル分析に供した。試料の長い方の寸法（すなわち８ｍｍの寸法）は、膨張が試験された試料方向に対応する。試料を装置に取り付け、試料を縦方向（ＭＤ）または横方向（ＴＤ）で１Ｎ／ｍｍ²の負荷及び３２℃から２２０℃まで１０℃／分の昇温速度に供した。２００℃の温度で空気中の熱膨張を測定した。２００℃での空気中の熱膨張は、所与の方向（すなわち、ＭＤまたはＴＤ）におけるフィルムの寸法の変化％として定義され、（Ｌ₁－Ｌ₀）／Ｌ₀×１００として計算され、式中、Ｌ₀は３２℃での寸法であり、Ｌ₁は２００℃での寸法である。当業者に理解されるように、負の熱膨張は熱収縮を示す。

（ｉｉ）線熱膨張係数（ＣＬＴＥ）
（ｉ）と同様の手法を用いた。線熱膨張係数（ｂ）について、ＣＬＴＥ値は以下の式から得られた：
ＣＬＴＥ＝（Ｌ₁－Ｌ₀）／（Ｌ₀×（Ｔ₂－Ｔ₁））
式中、（Ｌ₁－Ｌ₀）は、温度範囲（Ｔ₂－Ｔ₁）に対する試料の長さの測定された変化であり、Ｌ₀は、３２℃での元の試料の長さである。好適には、Ｔ₂は２００℃であり、Ｔ₁は３２℃であった。このデータを、３２℃に正規化された、温度に伴う試験片の長さの変化％の関数としてプロットすることができる。

（ｉｉｉ）シート抵抗
導電層のシート抵抗は、ＡＳＴＭ Ｆ３９０－９８（２００３）に準拠して、線状の４点プローブ（ＪａｎｄｅｌモデルＲＭ２）を使用して測定した。

（ｉｖ）ブレークダウン電流及びブレークダウン時の温度
５０ｍｍ×１０ｍｍの寸法を有する集電体試料を、各端部において一対の導電性クランプの間に保持した。試料の各端部で１０ｍｍ²をクランプ内に保持するように試料をクランプした。ブレークダウンが観察されるまで、２Ａ／分の昇温速度で試料に電流を流した。ブレークダウン時の温度を決定するために、試験全体を通して熱画像カメラを使用して試料の温度プロファイルを監視した。

（ｖ）集電体の付着強度
金属化ポリマー基材の、２５μｍの厚さを有するＥＡＡ（エチレンアクリル酸フィルム）（ＵＣＢ Ｓｉｄａｃ ＤｉｖｉｓｉｏｎからＶｉｓｔａｆｉｘ（ＴＰ）として市販）に対する接着強度を、以下のように評価した。集電体の試料及びＥＡＡフィルムの試料を、金属化ポリマー基材層の外面がＥＡＡフィルムの表面に接触するように一緒に配置した。試料を、Ｓｅｎｔｉｎｅｌ Ｍｏｄｅｌ １２（Ｐａｃｋａｇｉｎｇ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｇｒｏｕｐ Ｉｎｃ．）機械を使用して５０ｐｓｉの圧力下で１０５℃（上顎）及び２５℃（下顎）の条件下で１０秒間ヒートシールした。シールされた試料を幅２５ｍｍのストリップに切断し、接着強度をＩｎｓｔｒｏｎ Ｍｏｄｅｌ ４４６４を使用して決定した。顎を５０ｍｍ離してセットした。上顎は、シールされた試料のＥＡＡ片を保持して３００ｍｍ／分の速度で上昇し、下顎は、シールされた試料の集電体片を保持して静止していた。平均剥離力を測定し、５つの結果の平均値として報告した。接着破損の面も記載した。

金属層とポリマー基材層との間の接着強度が金属層とＥＥＡフィルムとの間の接着強度（約８００ｇ／２５ｍｍ）より低い場合、試験試料は金属層とポリマー基材層との界面に沿って剥離する。この場合、平均剥離力は、金属層とポリマー基材層との間の接着強度を表す。

金属層とポリマー基材層との間の接着強度が金属層とＥＥＡフィルムとの間の接着強度（８００ｇ／２５ｍｍ）より高い場合、試験試料は金属層とＥＥＡフィルムとの界面に沿って剥離する。

別の破損面は、金属化層自体の内部でのコヒーレント破損であり、これはまた、金属層とポリマー基材層との間の接着強度が、コヒーレント破損を達成するのに必要な力よりも大きいことを示す（典型的には、金属層とポリマー基材層との間の接着強度は、したがって約８００ｇ／２５ｍｍよりも大きい）。

（ｖｉ）集電体の耐剥離性
耐剥離性は、集電体を加熱されたオーブンに配置することにより高温に暴露すること、すなわち２００℃で５分または１０分、続いて１３０℃で同じく５分または１０分置くことにより評価した。接着強度を、典型的な電池製造プロセス中に使用される条件を表す高温条件に暴露後の集電体の耐剥離性を評価するために、前記熱処理の前後に上記の方法に従って測定した。耐剥離性は、以下のように定義される：
耐剥離性＝１００＊（（Ａ_TT－Ａ₀）／Ａ₀）
式中、
Ａ_TT＝熱処理後の集電体の接着強度
Ａ₀＝熱処理前の集電体の接着強度

実験
実験１
市販のセルの形式及び仕様を用いて、ポリエステル（ＰＥＴまたはＰＥＮ）フィルム基材上に第１及び第２の金属（ＣｕまたはＡｌ）層を有する本発明による集電体の性能を調査した。集電体は、ＡＢＣ層構造を有しており、層Ａは第１の金属層であり、層Ｂはポリエステルフィルム基材であり、層Ｃは第２の金属層である。各金属層の厚さは１５０ｎｍであった。ポリエステルフィルム基材の厚さは６μｍであった。性能を、１２μｍの厚さを有する金属箔（ＣｕまたはＡｌ）からなる集電体と比較した。

４つの市販のリチウムイオンセルを供給元の仕様に基づいて検討した。実施例１は、３．３Ｖ及び２０Ａｈで、Ｃ／ＬＦＰセルの化学構造を有するＣｈｅｖｒｏｌｅｔ Ｓｐａｋｅ ＥＶ（２０１２）のＡ１２３パウチセルに基づいている。実施例２は、２．４Ｖ及び２．９Ａｈで、ＬＴＯ／ＮＭＣセルの化学構造を有するＴｏｓｈｉｂａ ＳｃｉＢ高出力セルに基づいている。実施例３は、３．３Ｖ及び１．２Ａｈで、Ｃ／ＬＦＰセルの化学構造を有するＡ１２３円筒形１８６５０セルに基づいている。実施例４は、３．９Ｖ及び３．８Ａｈで、Ｃ／ＮＭＣセルの化学構造を有する円筒形２１７００セルに基づいている。

本発明の集電体（実施例１～４）または従来の箔集電体（比較例１～４）のいずれかを備える各市販のセルについて、セル質量、エネルギー密度及び電力密度を求めた。結果を表１に示す（「ｎ／ｍ」は「測定なし」を意味する）。

表１のデータにより実証されたように、本発明の集電体は、金属箔からなる従来の集電体により作製されたセルと比較して、有意に低減された質量を有するセルの形成を可能にする。したがって、本発明の集電体を用いることにより、質量が低減され、エネルギー密度が向上し、かつ電力密度が向上したリチウムイオン電池を製造することができる。

実験２
熱膨張に対する後延伸熱処理の効果を調べるために、一連の二軸配向フィルムを作製した。比較例５、実施例７及び実施例１６は、それぞれ６μｍの厚さを有するＰＥＴフィルムであった。比較例６は、６μｍの厚さを有するＰＥＮフィルムであった。表２に示す延伸比を使用してフィルムをＭＤ及びＴＤで同時に延伸した。次いで、二軸延伸フィルムを寸法拘束下でアニーリングし、次いで表２に示す条件に従ってＭＤ及びＴＤ緩和に供した。比較例５、実施例７及び実施例１６は２回の緩和工程に供し、一方で、比較例６は１回の緩和工程に供した。２００℃での空気中の熱膨張と、ＭＤ及びＴＤの両方における線熱膨張係数をフィルムごとに評価し、結果を表２に示す（「ｎ／ｍ」は「測定なし」を意味する）。熱膨張の負の値は、収縮を示す。各実施例５～７の３２℃～２００℃の熱膨張のプロットは、それぞれ図２Ａ～２Ｃに示されている。

表２及び図２に示すように、フィルムの熱膨張挙動は、緩和工程（または複数の緩和工程）中に使用される緩和の程度及び温度の関数である。例えば、比較例５（図２Ａ）のフィルムは約１８０℃未満でＴＤ膨張を示し、これは、ＴＤ緩和工程中に使用される最高温度に相当し、その後、より高い温度でＴＤ収縮を示す。対照的に、実施例７のフィルム（図２Ｃ）及び実施例１６のフィルムは、２００℃でＴＤ膨張を示し、これは、ＴＤ緩和工程中により高い温度が使用されたためである。

さらに、比較例５のフィルムは、より高い温度でＴＤ及びＭＤ収縮を示すため、ＴＤ及びＭＤのそれぞれにおいて、３２℃～２００℃の範囲にわたって負のＣＬＴＥを示す。対照的に、実施例７のフィルム（図２Ｃ）は、ＴＤ及びＭＤそれぞれにおいて、３２℃～２００℃の範囲にわたって正のＣＬＴＥを有利に示し、これはフィルムが２００℃の高温を含む、この温度範囲にわたってＴＤ及びＭＤ膨張を示すためである。

実験３
一連の集電体を、一連の二軸配向ポリエステルフィルムを金属化することによって作製した。二軸配向基材のポリマー及び厚さを表３に示す。金属層の堆積の前に、二軸配向フィルムを、表３に示す延伸比を使用してＭＤ及びＴＤに同時に延伸し、次いで表３に示す条件を使用してＭＤ及びＴＤに緩和した（「－」はフィルムが前記緩和工程に供されなかったことを意味する）。緩和工程（または複数の緩和工程）の合計時間は０．４～４．７秒であった。次に、（表３に示すように）４０～９１ｎｍの厚さを有するＡｌの金属層を、二軸配向基材の第１の表面上に堆積させた。次いで、比較例８～９及び実施例１１～１２のいずれについても、第１の金属層と同じ厚さを有するＡｌの第２の金属層を二軸配向基材の第２の表面上に堆積させ、ＡＢＣ層構造を有する集電体を提供し、層Ａは第１の金属層であり、層Ｂはポリエステルフィルム基材であり、層Ｃは第２の金属層である。ＭＤ及びＴＤにおけるフィルムの２００℃での空気中の熱膨張及び集電体の耐剥離性を本明細書に記載されるように測定し、結果を表３に示す。

表３のデータによって実証されるように、基材層がＭＤ及びＴＤのそれぞれにおいて正の熱膨張を示す集電体は、高温に暴露されたときに驚くほど改善された耐剥離性をもたらす。実施例１１及び１２のそれぞれのフィルムは、２００℃で正のＭＤ及びＴＤ膨張を示し、驚くほど改善された耐剥離性をもたらす。特に、フィルムの接着強度は、接着強度の低下が非常に小さいため、高温に暴露された後に驚くべきことに保持される。したがって、全体として、高温に暴露された後に観察される接着度は依然として高い。それとは対照的に、比較例８～１０のそれぞれのフィルムは、２００℃で少なくともＭＤ収縮を示し、当初の接着強度の少なくとも４５％が高温に暴露された後に失われるため、耐剥離性に乏しい。

比較例１０のフィルムのシート抵抗を本明細書に記載されるように測定した。シート抵抗は０．９～２Ωｓｑ^-1であることが判明した。したがって、集電体は良好なシート抵抗を示した。特に、約８８ｎｍのより高い金属層厚さを有する集電体は、１Ωｓｑ^-1未満のシート抵抗を有利に達成した。

参考実験４
予備的な一連の集電体を、ＰＥＮポリエステル基材層と第１及び第２のＣｕ金属層とを使用して作製した。二軸配向ＰＥＮポリエステルフィルムは６μｍの厚さを有していた。このフィルムを、ＭＤ延伸比３．３５及びＴＤ延伸比３．５５で、ＭＤ及びＴＤに同時に延伸した。次いで、二軸配向ＰＥＮポリエステルフィルムを寸法拘束下でアニーリングし、１９０℃の温度で２．８秒間にわたって－１％のＴＤ緩和に供した。ＭＤ及びＴＤにおけるフィルムの２００℃での空気中の熱膨張を本明細書に記載されるように測定したところ、それぞれ－０．４５及び０．１８であることが判明した。

比較例１３及び１４を提供するために、第１及び第２のＣｕ金属層を、上記の仮想カソード蒸着プロセスを使用して二軸配向ＰＥＮポリエステルフィルム上に堆積させた。比較例１５は、Ｃｕから作製された従来の金属箔であった。表４は、厚さならびにスルーフィルム抵抗（Ｒ）、シート抵抗（シートＲ）、本明細書に記載されるように測定されたブレークダウン時のブレークダウン電流及び温度を示す。

表４の結果は、金属化ポリマーフィルムに基づく集電体が、従来の金属箔集電体と比較して、有利により低いブレークダウン電流及びブレークダウン温度を示し、したがって、使用中に過大な電流が流れることを防止することができ、それにより、短絡または熱伝播のリスクを最小限に抑えることができることを実証する。シート抵抗は、銅層の面で良好な導電性を可能にするのに十分に低かった。

表４の結果は、金属化ポリマーフィルムに基づく集電体が、従来の金属箔集電体と比較して、有利により低いブレークダウン電流及びブレークダウン温度を示し、したがって、使用中に過大な電流が流れることを防止することができ、それにより、短絡または熱伝播のリスクを最小限に抑えることができることを実証する。シート抵抗は、銅層の面で良好な導電性を可能にするのに十分に低かった。
本開示は以下の実施形態を含む。
＜実施形態１＞
集電体であって、前記集電体は、二軸配向ポリマー基材層と、前記ポリマー基材層の面上の第１の金属層とを含み、前記ポリマー基材層は、横方向（ＴＤ）及び縦方向（ＭＤ）のそれぞれにおいて、２００℃での空気中で正の熱膨張を示し、前記ポリマー基材層は、１２μｍ以下の厚さを有し、前記第１の金属層は、１０００ｎｍ以下の厚さを有する、前記集電体。
＜実施形態２＞
第２の金属層をさらに含み、前記第１の金属層及び前記第２の金属層は、前記ポリマー基材層の反対側にあり、前記第２の金属層は、独立して、１０００ｎｍ以下の厚さを有する、実施形態１に記載の集電体。
＜実施形態３＞
前記ポリマー基材層の厚さが、１．０～１２．０μｍ、好ましくは２．０～８．０μｍ、好ましくは４．０～８．０μｍ、好ましくは４．０～６．０μｍである、実施形態１または２に記載の集電体。
＜実施形態４＞
前記ポリマー基材層が、ポリエステル基材層であり、好ましくは前記ポリエステルがポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンナフタレートである、実施形態１～３のいずれかに記載の集電体。
＜実施形態５＞
前記ポリマー基材層が、２００℃での空気中で、前記横方向（ＴＤ）及び前記縦方向（ＭＤ）のそれぞれにおいて０％超～３．０％以下、好ましくは０．１％～２．０％、好ましくは０．２％～１．５％の熱膨張を示す、実施形態１～４のいずれかに記載の集電体。
＜実施形態６＞
前記ポリマー基材層が、前記横方向（ＴＤ）及び縦方向（ＭＤ）のそれぞれにおいて、３２℃～２００℃の範囲にわたって、好ましくは２０×１０ ^-5 ／℃未満、好ましくは１７×１０ ^-5 ／℃未満、好ましくは１０×１０ ^-5 ／℃未満、好ましくは９×１０ ^-5 ／℃未満、好ましくは８．５×１０ ^-5 ／℃未満の正の線熱膨張係数（ＣＬＴＥ）を示す、実施形態１～５のいずれかに記載の集電体。
＜実施形態７＞
前記第１の金属層（Ａ）、及び存在する場合、前記第２の金属層（Ｃ）の厚さが、それぞれ独立して、５０ｎｍ～１０００ｎｍ、好ましくは１００ｎｍ～１０００ｎｍ、好ましくは１００ｎｍ～８００ｎｍ、好ましくは１５０ｎｍ～７００ｎｍである、実施形態１～６のいずれかに記載の集電体。
＜実施形態８＞
前記第１の金属層（Ａ）、及び存在する場合、前記第２の金属層（Ｃ）が、それぞれ独立して、２００℃での空気中で０％超～１．０％以下、好ましくは０．２５％～０．７５％、好ましくは０．３％～０．５％の等方的な熱膨張を示し、好ましくは、前記第１の金属層（Ａ）及び前記第２の金属層（Ｃ）が２００℃で互いに同じ熱膨張を示す、実施形態１～７のいずれかに記載の集電体。
＜実施形態９＞
前記第１の金属層（Ａ）、及び存在する場合、前記第２の金属層（Ｃ）が、それぞれ独立して、１００℃での空気中で１０×１０ ^-6 ／℃～３０×１０ ^-6 ／℃、好ましくは１２×１０ ^-6 ℃～１８×１０ ^-6 ／℃の正の線熱膨張係数（ＣＬＴＥ）を示す、実施形態１～８のいずれかに記載の集電体。
＜実施形態１０＞
前記第１の金属層（Ａ）、及び存在する場合、前記第２の金属層（Ｃ）が、それぞれ独立して、アルミニウム、銅、ニッケル、チタン、銀、ニッケル－銅合金、またはアルミニウム－ジルコニウム合金のうちの少なくとも１つを含み、好ましくは前記第１の金属層及び前記第２の金属層が同じ材料から選択される、実施形態１～９のいずれかに記載の集電体。
＜実施形態１１＞
前記第１の金属層及び前記第２の金属層が、両方ともアルミニウムまたは銅である、実施形態１～１０のいずれかに記載の集電体。
＜実施形態１２＞
金属層と前記ポリマー基材層との間の接着強度は、少なくとも６００ｇ／２５ｍｍ、好ましくは少なくとも約７００ｇ／２５ｍｍ、好ましくは少なくとも約８００ｇ／２５ｍｍである、実施形態１～１１のいずれかに記載の集電体。
＜実施形態１３＞
０．０１Ωｓｑ ^-1 ～２．０Ωｓｑ ^-1 、好ましくは０．０２Ωｓｑ ^-1 ～２．５Ωｓｑ ^-1 、好ましくは０．０２Ωｓｑ ^-1 ～２．０Ωｓｑ ^-1 、好ましくは０．０２Ωｓｑ ^-1 ～１．５Ωｓｑ ^-1 、好ましくは０．０５Ωｓｑ ^-1 ～１．０Ωｓｑ ^-1 のシート抵抗を示す、実施形態１～１２のいずれかに記載の集電体。
＜実施形態１４＞
約３０Ａ以下のブレークダウン電流及び／または約３００℃以下のブレークダウン温度を示す、実施形態１～１３のいずれかに記載の集電体。
＜実施形態１５＞
前記第１の金属層と前記第２の金属層とを接続する少なくとも１つのタブをさらに含む、実施形態２に記載の集電体、または実施形態２に従属する場合、実施形態３～１４のいずれか一項に記載の集電体。
＜実施形態１６＞
前記ポリマー基材層は、前記第１の表面からその反対側の前記第２の表面まで延在するチャネルを含み、（ｉ）前記チャネルの両側は少なくとも部分的に少なくとも１種の金属でコーティングされている、及び／または（ｉｉ）前記チャネルは少なくとも部分的に少なくとも１種の金属で充填されている、実施形態１～１５のいずれかに記載の集電体。
＜実施形態１７＞
実施形態１～１６のいずれか一項に記載の集電体の製造方法であって、前記方法は、
（ｉ）二軸配向されたポリマー基材層を形成する工程、及び
（ｉｉ）前記基材層の第１の表面上に金属を堆積させて第１の金属層を形成する工程、
を含む、前記方法。
＜実施形態１８＞
（ｉｉｉ）前記基材層の第２の表面上に金属を堆積させて第２の金属層を形成する工程、をさらに含み、
前記層順序は、第１の金属層／ポリマー基材層／第２の金属層である、実施形態１７に記載の方法。
＜実施形態１９＞
工程（ｉ）が、溶融ポリマーの層を押し出し、前記押出物を、前記ポリマーのガラス転移温度（複数可）を上回る温度で二軸延伸に供することを含み、好ましくは、前記二軸延伸は、同時二軸延伸であり、好ましくは、前記配向フィルムの寸法が、各延伸方向において元の寸法の２～５倍になるように延伸される、実施形態１７または実施形態１８に記載の方法。
＜実施形態２０＞
工程（ｉ）が、前記ポリマーの前記ガラス転移温度（複数可）を上回るがその溶融温度（Ｔ _M ）を下回る温度で、寸法支持下でアニーリングすることにより、二軸延伸フィルムを寸法安定化することを含み、好ましくは、前記アニーリング温度は、約Ｔ _M －８０℃～約Ｔ _M －１０℃の範囲、好ましくは約２００～約２４５℃の範囲、好ましくは約２２０～約２４０℃の範囲にある、実施形態１７、実施形態１８、または実施形態１９に記載の方法。
＜実施形態２１＞
工程（ｉ）が、二軸延伸フィルムを横方向及び縦方向の両方で寸法緩和に供することを含み、緩和度が、横方向及び縦方向のそれぞれで、約０．５～約５．０％、好ましくは約１．０～約４．０％、好ましくは約１．０～３．０％、好ましくは約１．０～約２．０％であり、好ましくは前記縦方向及び横方向の緩和度は、同じではなく、好ましくは、緩和工程の温度は、先行アニーリング工程の温度以下、及び好ましくは約２００℃～約２４５℃、好ましくは約２００℃～約２４０℃、好ましくは約２１０℃～約２３０℃、好ましくは約２１５℃～約２３０℃であり、前記方法が実施形態２０に記載のアニーリング工程を含む場合、前記寸法緩和はその後に行われる、実施形態１７、１８、１９または２０に記載の方法。
＜実施形態２２＞
工程（ｉ）が、実施形態２１に記載の緩和工程の後に第２の緩和工程を含み、前記第２の緩和工程は、実施形態２１に記載の緩和工程よりも低い温度、好ましくは少なくとも約５℃低い温度、及び好ましくは約１９５℃～約２４０℃、好ましくは約１９５℃～約２３５℃、好ましくは約１９５℃～約２３０℃、好ましくは約１９５℃～約２２０℃の範囲の温度で実施される、実施形態２１に記載の方法。
＜実施形態２３＞
前記ポリマー基材層の露出表面を表面改質処理に供することを含み、前記処理工程は、工程（ｉ）の後かつ工程（ｉｉ）の前に行われ、好ましくは、前記処理は、前記ポリマー基材層の前記露出表面をプラズマ処理、好ましくはコロナ放電に供することを含む、実施形態１７～２２のいずれか一項に記載の方法。
＜実施形態２４＞
工程（ｉｉ）及び／または工程（ｉｉｉ）が、熱蒸発堆積、電子ビーム蒸発堆積、または仮想カソード蒸着を使用して前記金属を堆積させることを含む、実施形態１７～２３のいずれか一項に記載の方法。
＜実施形態２５＞
実施形態１７～２４のいずれか一項に記載の方法によって得られる集電体。
＜実施形態２６＞
第１の金属層をさらに含む集電体における基材としての二軸配向ポリマーフィルムの使用であって、前記使用は、前記基材と金属層との間に改善された接着強度及び耐剥離性を付与するためであり、前記ポリマー基材層は、横方向（ＴＤ）及び縦方向（ＭＤ）のそれぞれにおいて２００℃での空気中で正の熱膨張を示し、前記ポリマー基材層は１２μｍ以下の厚さを有し、前記第１の金属層は１０００ｎｍ以下の厚さを有し、好ましくは前記集電体は実施形態１～１６または２５のいずれかに記載される通りである、前記使用。
＜実施形態２７＞
電池であって、アノード材料と、カソード材料と、前記アノード材料と前記カソード材料との間のセパレータと、アノード集電体と、カソード集電体とを含み、前記集電体のうちの少なくとも１つは、実施形態１～１６または２５のいずれか一項に記載される集電体である、前記電池。
＜実施形態２８＞
前記電池は、リチウムイオン電池である、実施形態２７に記載の電池。
＜実施形態２９＞
前記アノード材料が、前記アノード集電体にコーティングされており、前記アノード集電体は、実施形態１～１６または２５のいずれか一項に記載の集電体である、実施形態２７または実施形態２８に記載の電池。
＜実施形態３０＞
前記カソード材料が、前記カソード集電体にコーティングされており、前記カソード集電体は、実施形態１～１６または２５のいずれか一項に記載の集電体である、実施形態２７、２８または２９に記載の電池。
＜実施形態３１＞
実施形態２７、２８または２９に記載の電池における、実施形態１～１６または２５のいずれか一項に記載の集電体の使用。
＜実施形態３２＞
実施形態２７～３０のいずれか一項に記載の電池の製造方法であって、
（ｉｉｉ）実施形態１～１６または２５のいずれか一項に記載の集電体を調製または取得する工程と、
（ｉｖ）前記電池を組み立てる工程であって、前記電池は、アノード材料と、カソード材料と、前記アノード材料と前記カソード材料との間のセパレータと、アノード集電体と、カソード集電体とを含み、前記集電体のうちの少なくとも１つが、工程（ｉ）から得られた前記集電体である、前記組み立てる工程と、
を含む、前記方法。

Claims (32)

1. 集電体であって、前記集電体は、二軸配向ポリマー基材層と、前記ポリマー基材層の面上の第１の金属層とを含み、前記ポリマー基材層は、横方向（ＴＤ）及び縦方向（ＭＤ）のそれぞれにおいて、２００℃での空気中で正の熱膨張を示し、前記ポリマー基材層は、１２μｍ以下の厚さを有し、前記第１の金属層は、１０００ｎｍ以下の厚さを有する、前記集電体。
2. 第２の金属層をさらに含み、前記第１の金属層及び前記第２の金属層は、前記ポリマー基材層の反対側にあり、前記第２の金属層は、独立して、１０００ｎｍ以下の厚さを有する、請求項１に記載の集電体。
3. 前記ポリマー基材層の厚さが、１．０～１２．０μｍ、好ましくは２．０～８．０μｍ、好ましくは４．０～８．０μｍ、好ましくは４．０～６．０μｍである、請求項１または２に記載の集電体。
4. 前記ポリマー基材層が、ポリエステル基材層であり、好ましくは前記ポリエステルがポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンナフタレートである、請求項１～３のいずれかに記載の集電体。
5. 前記ポリマー基材層が、２００℃での空気中で、前記横方向（ＴＤ）及び前記縦方向（ＭＤ）のそれぞれにおいて０％超～３．０％以下、好ましくは０．１％～２．０％、好ましくは０．２％～１．５％の熱膨張を示す、請求項１～４のいずれかに記載の集電体。
6. 前記ポリマー基材層が、前記横方向（ＴＤ）及び縦方向（ＭＤ）のそれぞれにおいて、３２℃～２００℃の範囲にわたって、好ましくは２０×１０^-5／℃未満、好ましくは１７×１０^-5／℃未満、好ましくは１０×１０^-5／℃未満、好ましくは９×１０^-5／℃未満、好ましくは８．５×１０^-5／℃未満の正の線熱膨張係数（ＣＬＴＥ）を示す、請求項１～５のいずれかに記載の集電体。
7. 前記第１の金属層（Ａ）、及び存在する場合、前記第２の金属層（Ｃ）の厚さが、それぞれ独立して、５０ｎｍ～１０００ｎｍ、好ましくは１００ｎｍ～１０００ｎｍ、好ましくは１００ｎｍ～８００ｎｍ、好ましくは１５０ｎｍ～７００ｎｍである、請求項１～６のいずれかに記載の集電体。
8. 前記第１の金属層（Ａ）、及び存在する場合、前記第２の金属層（Ｃ）が、それぞれ独立して、２００℃での空気中で０％超～１．０％以下、好ましくは０．２５％～０．７５％、好ましくは０．３％～０．５％の等方的な熱膨張を示し、好ましくは、前記第１の金属層（Ａ）及び前記第２の金属層（Ｃ）が２００℃で互いに同じ熱膨張を示す、請求項１～７のいずれかに記載の集電体。
9. 前記第１の金属層（Ａ）、及び存在する場合、前記第２の金属層（Ｃ）が、それぞれ独立して、１００℃での空気中で１０×１０^-6／℃～３０×１０^-6／℃、好ましくは１２×１０^-6℃～１８×１０^-6／℃の正の線熱膨張係数（ＣＬＴＥ）を示す、請求項１～８のいずれかに記載の集電体。
10. 前記第１の金属層（Ａ）、及び存在する場合、前記第２の金属層（Ｃ）が、それぞれ独立して、アルミニウム、銅、ニッケル、チタン、銀、ニッケル－銅合金、またはアルミニウム－ジルコニウム合金のうちの少なくとも１つを含み、好ましくは前記第１の金属層及び前記第２の金属層が同じ材料から選択される、請求項１～９のいずれかに記載の集電体。
11. 前記第１の金属層及び前記第２の金属層が、両方ともアルミニウムまたは銅である、請求項１～１０のいずれかに記載の集電体。
12. 金属層と前記ポリマー基材層との間の接着強度は、少なくとも６００ｇ／２５ｍｍ、好ましくは少なくとも約７００ｇ／２５ｍｍ、好ましくは少なくとも約８００ｇ／２５ｍｍである、請求項１～１１のいずれかに記載の集電体。
13. ０．０１Ωｓｑ^-1～２．０Ωｓｑ^-1、好ましくは０．０２Ωｓｑ^-1～２．５Ωｓｑ^-1、好ましくは０．０２Ωｓｑ^-1～２．０Ωｓｑ^-1、好ましくは０．０２Ωｓｑ^-1～１．５Ωｓｑ^-1、好ましくは０．０５Ωｓｑ^-1～１．０Ωｓｑ^-1のシート抵抗を示す、請求項１～１２のいずれかに記載の集電体。
14. 約３０Ａ以下のブレークダウン電流及び／または約３００℃以下のブレークダウン温度を示す、請求項１～１３のいずれかに記載の集電体。
15. 前記第１の金属層と前記第２の金属層とを接続する少なくとも１つのタブをさらに含む、請求項２に記載の集電体、または請求項２に従属する場合、請求項３～１４のいずれか一項に記載の集電体。
16. 前記ポリマー基材層は、前記第１の表面からその反対側の前記第２の表面まで延在するチャネルを含み、（ｉ）前記チャネルの両側は少なくとも部分的に少なくとも１種の金属でコーティングされている、及び／または（ｉｉ）前記チャネルは少なくとも部分的に少なくとも１種の金属で充填されている、請求項１～１５のいずれかに記載の集電体。
17. 請求項１～１６のいずれか一項に記載の集電体の製造方法であって、前記方法は、
    （ｉ）二軸配向されたポリマー基材層を形成する工程、及び
    （ｉｉ）前記基材層の第１の表面上に金属を堆積させて第１の金属層を形成する工程、
    を含む、前記方法。
18. （ｉｉｉ）前記基材層の第２の表面上に金属を堆積させて第２の金属層を形成する工程、をさらに含み、
    前記層順序は、第１の金属層／ポリマー基材層／第２の金属層である、請求項１７に記載の方法。
19. 工程（ｉ）が、溶融ポリマーの層を押し出し、前記押出物を、前記ポリマーのガラス転移温度（複数可）を上回る温度で二軸延伸に供することを含み、好ましくは、前記二軸延伸は、同時二軸延伸であり、好ましくは、前記配向フィルムの寸法が、各延伸方向において元の寸法の２～５倍になるように延伸される、請求項１７または請求項１８に記載の方法。
20. 工程（ｉ）が、前記ポリマーの前記ガラス転移温度（複数可）を上回るがその溶融温度（Ｔ_M）を下回る温度で、寸法支持下でアニーリングすることにより、二軸延伸フィルムを寸法安定化することを含み、好ましくは、前記アニーリング温度は、約Ｔ_M－８０℃～約Ｔ_M－１０℃の範囲、好ましくは約２００～約２４５℃の範囲、好ましくは約２２０～約２４０℃の範囲にある、請求項１７、請求項１８、または請求項１９に記載の方法。
21. 工程（ｉ）が、二軸延伸フィルムを横方向及び縦方向の両方で寸法緩和に供することを含み、緩和度が、横方向及び縦方向のそれぞれで、約０．５～約５．０％、好ましくは約１．０～約４．０％、好ましくは約１．０～３．０％、好ましくは約１．０～約２．０％であり、好ましくは前記縦方向及び横方向の緩和度は、同じではなく、好ましくは、緩和工程の温度は、先行アニーリング工程の温度以下、及び好ましくは約２００℃～約２４５℃、好ましくは約２００℃～約２４０℃、好ましくは約２１０℃～約２３０℃、好ましくは約２１５℃～約２３０℃であり、前記方法が請求項２０に記載のアニーリング工程を含む場合、前記寸法緩和はその後に行われる、請求項１７、１８、１９または２０に記載の方法。
22. 工程（ｉ）が、請求項２１に記載の緩和工程の後に第２の緩和工程を含み、前記第２の緩和工程は、請求項２１に記載の緩和工程よりも低い温度、好ましくは少なくとも約５℃低い温度、及び好ましくは約１９５℃～約２４０℃、好ましくは約１９５℃～約２３５℃、好ましくは約１９５℃～約２３０℃、好ましくは約１９５℃～約２２０℃の範囲の温度で実施される、請求項２１に記載の方法。
23. 前記ポリマー基材層の露出表面を表面改質処理に供することを含み、前記処理工程は、工程（ｉ）の後かつ工程（ｉｉ）の前に行われ、好ましくは、前記処理は、前記ポリマー基材層の前記露出表面をプラズマ処理、好ましくはコロナ放電に供することを含む、請求項１７～２２のいずれか一項に記載の方法。
24. 工程（ｉｉ）及び／または工程（ｉｉｉ）が、熱蒸発堆積、電子ビーム蒸発堆積、または仮想カソード蒸着を使用して前記金属を堆積させることを含む、請求項１７～２３のいずれか一項に記載の方法。
25. 請求項１７～２４のいずれか一項に記載の方法によって得られる集電体。
26. 第１の金属層をさらに含む集電体における基材としての二軸配向ポリマーフィルムの使用であって、前記使用は、前記基材と金属層との間に改善された接着強度及び耐剥離性を付与するためであり、前記ポリマー基材層は、横方向（ＴＤ）及び縦方向（ＭＤ）のそれぞれにおいて２００℃での空気中で正の熱膨張を示し、前記ポリマー基材層は１２μｍ以下の厚さを有し、前記第１の金属層は１０００ｎｍ以下の厚さを有し、好ましくは前記集電体は請求項１～１６または２５のいずれかに記載される通りである、前記使用。
27. 電池であって、アノード材料と、カソード材料と、前記アノード材料と前記カソード材料との間のセパレータと、アノード集電体と、カソード集電体とを含み、前記集電体のうちの少なくとも１つは、請求項１～１６または２５のいずれか一項に記載される集電体である、前記電池。
28. 前記電池は、リチウムイオン電池である、請求項２７に記載の電池。
29. 前記アノード材料が、前記アノード集電体にコーティングされており、前記アノード集電体は、請求項１～１６または２５のいずれか一項に記載の集電体である、請求項２７または請求項２８に記載の電池。
30. 前記カソード材料が、前記カソード集電体にコーティングされており、前記カソード集電体は、請求項１～１６または２５のいずれか一項に記載の集電体である、請求項２７、２８または２９に記載の電池。
31. 請求項２７、２８または２９に記載の電池における、請求項１～１６または２５のいずれか一項に記載の集電体の使用。
32. 請求項２７～３０のいずれか一項に記載の電池の製造方法であって、
    （ｉｉｉ）請求項１～１６または２５のいずれか一項に記載の集電体を調製または取得する工程と、
    （ｉｖ）前記電池を組み立てる工程であって、前記電池は、アノード材料と、カソード材料と、前記アノード材料と前記カソード材料との間のセパレータと、アノード集電体と、カソード集電体とを含み、前記集電体のうちの少なくとも１つが、工程（ｉ）から得られた前記集電体である、前記組み立てる工程と、
    を含む、前記方法。

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