JP5863729B2 - 孔開き板状材料およびその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、孔開き板状材料およびその製造方法に関し、詳しくは、リチウムイオンキャパシタなどのキャパシタ、およびリチウム系二次電池などの二次電池などの蓄電デバイスの集電体として好適に用いられる孔開き板状材料およびその製造方法に関する。
二次電池においては、従来より貫通孔を有した金属集電体を用いることで表裏に塗布されたバインダーの連携を可能として電極活物質面の剥離や脱落を防止し、長期性能を向上させる取り組みが行われてきた。また、電極表面の性状を粗面状態としてバインダーの結着性能をより発現させる取り組みも行われてきている。さらに、電極表面と電極活物質層の内部抵抗低減や電極活物質層と密着性向上のために炭素系導電物質を含んだ塗膜を電極表面に形成する工夫もなされている。
また、リチウムイオン二次電池においては、金属集電体部に孔を形成して当該の開孔部にも電極活物質を充填することでその容量を高くする試みがなされている。さらに、リチウムイオンキャパシタにおいては、あらかじめリチウムイオンを開孔金属集電体を通過させてプレドープすることで負極材料の能力を最大限に引き出して高容量化を図る試みがなされている。
たとえば、特開２０１１−１６５６３７号公報（特許文献１）は、リチウムイオン電池用の正極体において充放電サイクル耐久性を高めることを目的として、正極集電体からの正極活物質層の剥離や脱落を抑制するために電極表面側に複数の貫通しない穴を形成して電極表面を粗面化することにより、正極集電体と正極活物質層との密着性に優れた正極集電体を可能とする方法を開示する。
また、特開２０１０−２１２１６７号公報（特許文献２）は、金属箔電極上に表面粗さの高いカーボンコート層を形成することにより、電極活物質層とカーボンコート層の剥離を抑制し、かつ、電池特性を向上させる方法を開示する。
また、金属集電体に孔を形成する方法としては、特開平１１−０６７２２２号公報（特許文献３）は、リチウムイオン電池の金属集電体にパンチングにより孔を形成し、電極としての強度を大きくすることに加えて、電極活物質のスラリーが孔に充分に入るようにして充填される電極活物質の量を多くすることにより電池容量を大きくする方法を開示する。
また、特開２０１２−１８０５８３号公報（特許文献４）は、厚さの薄い多孔長尺金属箔を化学エッチングで製造する方法を開示する。
また、特開平１１−０６７２１７号公報（特許文献５）は、化学的エッチングにより形成される孔の形状で電極活物質のスラリーを塗布する際にスラリーが孔から脱落することを物理的な手段で解決する方法を開示する。
さらに、特開２００４−１０３４６２号公報（特許文献６）は、金属箔部材に表裏両面から貫通させて反りないしバリを残存させて剥離や脱落を防止する方法を開示する。
特開２０１１−１６５６３７号公報 特開２０１０−２１２１６７号公報 特開平１１−０６７２２２号公報 特開２０１２−１８０５８３号公報 特開平１１−０６７２１７号公報 特開２００４−１０３４６２号公報
特開２０１１−１６５６３７号公報（特許文献１）に示されているように金属箔集電体の表面に貫通しない細孔を形成し、特開２０１０−２１２１６７号公報（特許文献２）に示されているようにカーボンコートをして必要とされる性状の集電体表面を得たとしても、貫通孔を有していないため、体積当たりの容量を高めるための電極活物質を孔内に充填することができず、また、リチウムイオン系蓄電デバイスにおいて負極活物質の容量向上を可能とするリチウムイオンのプレドープを効率的に行うことができない、という問題点があった。
また、特開平１１−０６７２２２号公報（特許文献３）に示されているようなパンチングにより金属箔集電体に孔を形成しても、あるいは、特開２０１２−１８０５８３号公報（特許文献４）または特開平１１−０６７２１７号公報（特許文献５）に示されるような化学的エッチングにより金属箔集電体に孔を形成しても、当該の孔の部分は金属箔集電体表面を含めて物理的に除去されまたは化学的に溶解されることから、その孔を形成する表面は金属箔集電体の表面ではなく内部の性状が直接現れるため、金属箔集電体の主面の性状を孔を形成する孔表面で提供できないという問題点があった。このため、キャパシタ、二次電池などの蓄電デバイスの集電体としての特性を向上させるために、金属箔集電体の主面に特別の性質および／または構造を付加させても、そのような特別の性質および／または構造を孔を形成する孔表面に提供できないという問題点があった。
さらに、特開２００４−１０３４６２号公報（特許文献６）に示される突起物で孔を開ける方法は孔内の一部に表面性状を確保できる可能性はあるが、金属箔集電体の一方に大きな突起物が形成されてしまうため薄い電極活物質層を用いる設計の電池では電極活物質層やセパレータを突き抜けてしまうため使用できないという問題点があった。
本発明は、上記の問題点を解決して、金属箔集電体を含む板状材料について孔を形成する孔表面の少なくとも一部にその板状材料の主面の表面性状を有する孔開き板状材料およびその製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、ある局面に従えば、アルミニウム箔およびカーボンコートアルミニウム箔のいずれかであり第１の主面に予め形成された凹凸の表面性状を有する板状材料に、第１の主面から第１の主面と反対側の主面である第２の主面まで貫通する少なくとも１つの貫通孔を有する孔開き板状材料であって、孔開き板状材料は、貫通孔の第１の主面への垂直投影像の輪郭上のある点におけるその輪郭の接線とその点で垂直に交わる平面における貫通孔の断面の形状において、貫通孔の第１の主面への垂直投影像の幅である最小幅の端部を与える孔表面上の最小幅部と、貫通孔の孔表面が第１の主面上で終端となる第１の主面部と、貫通孔の孔表面が第２の主面上で終端となる第２の主面部と、を有し、第１の主面部から最小幅部に至る部分に第１の凸状曲線部を含み、最小幅部から第２の主面部に至る部分に第２の凸状曲線部を含み、第１の主面部を通り第１の主面に垂直な法線を引き、最小幅部から法線に下ろした垂線の足から第１の主面部までの第１の線分長さは、孔開き板状材料の厚さの６０％以上であり、最小幅部から法線に下ろした垂線の足から第２の主面部から法線に下ろした垂線の足までの第２の線分長さは、孔開き板状材料の厚さの４０％以下であり、第１の凸状曲線部の少なくとも一部および第１の主面上における孔表面以外の非孔表面が、凹凸の表面性状を有し、貫通孔の断面の形状において、最小幅部から法線に下ろした垂線の長さである第３の線分長さは、孔開き板状材料の厚さの１０％以上５００％以下であり、孔開き板状材料は、少なくとも表面が導電体で形成されており、厚さが５μｍ以上５０μｍ以下であり、貫通孔の第１の主面への垂直投影像の面積である孔面積と等面積の円の径が２０μｍ以上２ｍｍ以下である孔開き板状材料である。
本発明にかかる孔開き板状材料は、第１の主面および第２の主面の少なくともいずれかの上に形成された突起物の高さが孔開き板状材料の厚さの５０％以下であり、蓄電デバイスに用いられる集電体とすることができる。
本発明は、別の局面に従えば、上記の局面に従う孔開き板状材料の製造方法であって、孔とその孔の周を形成するエッジとを有するダイ上に、アルミニウム箔およびカーボンコートアルミニウム箔のいずれかであり第１の主面に予め形成された凹凸の表面性状を有する板状材料を配置し、板状材料側およびダイ側の少なくとも一方から、板状材料におけるダイの孔のサイズよりも大きいサイズの領域に圧力を加えて、ダイのエッジで板状材料を切断することにより、貫通孔を板状材料に形成する孔開き板状材料の製造方法である。
本発明によれば、金属箔集電体を含む板状材料について孔を形成する孔表面の少なくとも一部にその板状材料の主面の表面性状を有する孔開き板状材料およびその製造方法を提供することができる。
本発明にかかる孔開き板状材料のある例を示す概略断面図である。 本発明にかかる孔開き板状材料の別の例を示す概略断面図である。 本発明にかかる孔開き板状材料のさらに別の例を示す概略断面図である。 本発明にかかる孔開き板状材料のさらに別の例を示す概略断面図である。 本発明にかかる孔開き板状材料のさらに別の例を示す概略断面図である。 本発明にかかる孔開き板状材料の製造方法のある例を示す概略断面図である。 本発明にかかる孔開き板状材料の製造方法の別の例を示す概略断面図である。 本発明にかかる孔開き板状材料の第１例の貫通孔の全景を示す写真である。 本発明にかかる孔開き板状材料の第１例の貫通孔の一部を示す写真である。 本発明にかかる孔開き板状材料の第１例の貫通孔の一部の断面を示す写真である。 本発明にかかる孔開き板状材料の第２例の貫通孔の全景を示す写真である。 本発明にかかる孔開き板状材料の第２例の貫通孔の一部を示す写真である。 本発明にかかる孔開き板状材料の第３例の貫通孔の全景を示す写真である。 本発明にかかる孔開き板状材料の第３例の貫通孔の一部を示す写真である。 本発明にかかる孔開き板状材料の第３例の貫通孔の一部の断面を示す写真である。 本発明にかかる孔開き板状材料の第４例の貫通孔の全景を示す写真である。 本発明にかかる孔開き板状材料の第４例の貫通孔の一部を示す写真である。 本発明にかかる孔開き板状材料の第４例の貫通孔の一部の断面を示す写真である。 本発明にかかる孔開き板状材料の第５例の貫通孔の全景を示す写真である。 本発明にかかる孔開き板状材料の第５例の貫通孔の一部を示す写真である。 本発明にかかる孔開き板状材料の第６例の貫通孔の全景を示す写真である。 本発明にかかる孔開き板状材料の第６例の貫通孔の一部を示す写真である。 本発明にかかる孔開き板状材料の第６例の貫通孔の一部の断面を示す写真である。 典型的な孔開き板状材料の一例の貫通孔の全景を示す写真である。 典型的な孔開き板状材料の一例の貫通孔の一部を示す写真である。 典型的な孔開き板状材料の一例の貫通孔の一部の断面を示す写真である。
［実施形態１：孔開き板状材料］
図１−図５を参照して、本発明の一実施形態である孔開き板状材料１０は、第１の主面１１から第１の主面１１と反対側の主面である第２の主面１２まで貫通する少なくとも１つの貫通孔１０ｗを有し、貫通孔１０ｗの第１の主面１１への垂直投影像１０ｗｆの輪郭上のある点（この点は、たとえば、図１−図５における垂直投影像１０ｗｆの輪郭上の点である点Ｐmに該当する。以下同じ。）におけるその輪郭の接線とその点で垂直に交わる平面（この平面を垂直平面という。以下同じ。）における貫通孔１０ｗの断面の形状において、貫通孔１０ｗの第１の主面１１への垂直投影像１０ｗｆの幅である最小幅ＷSの端部Ｐm，Ｐnを与える孔表面１３上の最小幅部ＰSm，ＰSnと、貫通孔１０ｗの孔表面１３が第１の主面１１上で終端となる第１の主面部Ｐ11m，Ｐ11nと、を有し、第１の主面部Ｐ11m，Ｐ11nから最小幅部ＰSm，ＰSnに至る部分に第１の凸状曲線部１３ｃａｍ，１３ｃａｎを含み、第１の凸状曲線部１３ｃａｍ，１３ｃａｎの少なくとも一部は、第１の主面１１上における孔表面１３以外の非孔表面１１ｍ，１１ｎ（以下、第１の主面１１上の非孔表面１１ｍ，１１ｎともいう）の表面性状を有する。
本実施形態の孔開き板状材料１０は、貫通孔１０ｗの上記断面の形状において、貫通孔１０ｗの第１の主面１１への垂直投影像１０ｗｆの幅である最小幅ＷSの端部を与える孔表面１３上の最小幅部ＰSm，ＰSnと、貫通孔１０ｗの孔表面１３が第１の主面１１上で終端となる第１の主面部Ｐ11m，Ｐ11nと、を有し、第１の主面部Ｐ11m，Ｐ11nから最小幅部ＰSm，ＰSnに至る部分に第１の凸状曲線部１３ｃａｍ，１３ｃａｎを含む。
貫通孔１０ｗの第１の主面１１への垂直投影像１０ｗｆの輪郭上のある点におけるその輪郭の接線とは、貫通孔１０ｗの第１の主面１１への垂直投影像１０ｗｆの輪郭上の任意の点のうちのある点におけるその輪郭の接線をいう。上記点におけるその輪郭の接線とその点で垂直に交わる平面（垂直平面）における貫通孔１０ｗの断面の形状において、貫通孔１０ｗを形成する孔表面１３の幅は、孔開き板状材料１０の厚さ方向に一定ではなく変動し、最小幅ＷSと最大幅ＷLとを有する。ここで、最小幅ＷSとは、貫通孔１３の第１の主面１１への垂直投影像１０ｗｆの上記垂直平面上での幅である。かかる最小幅ＷSの端部Ｐm，Ｐnは孔表面１３上の最小幅部ＰSm，ＰSnにより与えられる。また、最大幅ＷLの端部は、貫通孔１０ｗの孔表面１３が第１の主面１１に到達して終端となる部分である第１の主面部Ｐ11m，Ｐ11nにより与えられる。
第１の凸状曲線部１３ｃａｍ，１３ｃａｎは、第１の主面部Ｐ11m，Ｐ11nと最小幅部ＰSm，ＰSnをそれぞれ結んだ直線に対して、凸状の曲線であれば制限はなく、楕円弧状の曲線であっても、放物線状の曲線であってもよい。ここで、曲線には、直線を含み、不連続な変化をする線をも含む。また、かかる曲線から形成される曲面は、平面を含み、不連続な変化をする面をも含む。
第１の凸状曲線部１３ｃａｍ，１３ｃａｎは、第１の主面１１上の第１の主面部Ｐ11m，Ｐ11nから貫通孔１０ｗの最小幅部ＰSm，ＰSnに至る部分において連続した曲率変化をする部分を有しているため、第１の主面１１上の第１の主面部Ｐ11m，Ｐ11nから貫通孔１０ｗの最小幅部ＰSm，ＰSnに至る部分に含まれる孔表面１３の第１の凸状曲線部１３ｃａｍ，１３ｃａｎの少なくとも一部が第１の主面１１上の非孔表面１１ｍ，１１ｎ（第１の主面１１上における孔表面以外の非孔表面１１ｍ，１１ｎ）の表面性状を、そのままの状態で有する場合に加えて、海島状態のように不均一に分散した状態、任意に特定される一方向に一次元的に均一に分散した状態、または任意に特定される二方向に二次元的に均一に分散した状態で、有することができる。このため、孔表面１３の一部においても第１の主面１１上における非孔表面１１ｍ，１１ｎと同様の表面特性を有する孔開き板状材料１０が得られる。
本実施形態の孔開き板状材料１０において、第１の主面１１上の非孔表面１１ｍ，１１ｎの表面性状とは、板状材料そのもの本来の表面性状（本来の表面の性質、形状および／または構造）に加えて、付加された表面性状（付加された表面の性質、形状および／または構造）を含む。ここで、付加された表面性状とは、たとえば、（１）ロール加工などにより非意図的または意図的に形成されたストライプ状またはエンボス状の形状による表面形状、（２）キレート処理または加工、放電処理または加工、導電性高分子膜の形成などの化学的、電気的あるいは電気化学的な処理または加工により形成された性質による表面形状、（３）塗布、めっき、スパッタリング、ＣＶＤ（化学気相堆積）、溶着または蒸着などによる膜形成による構造による表面形状、（４）ブラスター処理、電解エッチング処理または化学エッチング処理などによる表面粗化された形状または構造による表面形状、などが挙げられる。
このような孔開き板状材料１０は、キャパシタ、二次電池などの蓄電デバイスの特性を向上させるために付加された特別の性質、形状および／または構造が付加された第１の主面の表面性状が孔表面１３の少なくとも一部にまで及ぶため、蓄電デバイスに用いられる集電体として好適に用いることができる。
具体的には、第１の主面１１に複数の微細孔や陥没部を設ける方法を用いて粗面化し電極活物質スラリーを塗布して電極活物質層を形成する際にスラリーに含まれるバインダーが第１の主面１１の表面に強く結着することで電極活物質層の第１の主面１１からの剥離や脱落を防止する機能、第１の主面１１に低電気抵抗物質を塗布して電極活物質層と第１の主面１１の接触抵抗を低減する機能、第１の主面１１の表面に施したその他の特定の性状または表面肌を未加工のまま保持した状態を貫通孔の孔表面の一部に拡大する機能、および第１の主面１１に施された電極活物質スラリーの濡れ性の良さ（スラリーはじき防止）を発現させる機能の少なくともひとつの機能をそれぞれが孔内で占める割合に応じて有する孔開き板状材料１０が得られる。
また、孔開き板状材料１０の一方の面に電極活物質のスラリーを塗布する際には貫通孔の一方の主面側の開口幅が他方の主面側の開口幅に比べて狭くなっていることによりスラリーが貫通孔を通り抜けて滴り落ちることを防止しつつ、一方の主面側にスラリーを塗布して乾燥した後に他方の主面側からスラリーを塗布して充填する際に、貫通孔内の残存する空隙を最小限に留めるべく孔内にスムーズに、かつ、当該スラリーを均質な状態で導入できる漏斗形状のもつ機能を有する貫通孔１０ｗを有する孔開き板状材料１０を提供することができる。
（貫通孔の断面形状）
図１−図５を参照して、本実施形態の孔開き板状材料１０において、貫通孔１０ｗの断面形状は、貫通孔１０ｗの第１の主面１１への垂直投影像１０ｗｆの輪郭上のある点におけるその輪郭の接線とその点で垂直に交わる平面（垂直平面）における貫通孔１０ｗの断面の形状を意味し、上記の最小幅部ＰSm，ＰSnと、上記の第１の主面部Ｐ11m，Ｐ11nと、を有し、第１の主面部Ｐ11m，Ｐ11nから最小幅部ＰSm，ＰSnに至る部分に第１の凸状曲線部１３ｃａｍ，１３ｃａｎを含み、孔表面１３の第１の凸状曲線部１３ｃａｍ，１３ｃａｎの少なくとも一部が第１の主面１１上の非孔表面１１ｍ，１１ｎの表面性状を有するものであれば、特に制限はなく、たとえば、以下の断面形状が挙げられる。なお、上記最小幅ＷSが貫通孔１０ｗの第１の主面１１への垂直投影像１０ｗｆの上記垂直平面上での幅であることから、最小幅ＷSの端部を与える最小幅部ＰSm，ＰSnは、孔開き板状材料１０の厚さ方向に同じ高さの位置にあるとは限らない。
図１を参照して、貫通孔１０ｗの第１の断面形状は、上記垂直平面上において、第１の主面部Ｐ11m，Ｐ11nから最小幅部ＰSm，ＰSnに至る部分に第１の凸状曲線部１３ｃａｍ，１３ｃａｎのみを含む形状である。かかる第１の断面形状においては、第１の主面部Ｐ11m，Ｐ11nにおいて最大幅ＷLとなり、第２の主面部Ｐ12m，Ｐ12nにおいて最小幅部ＰSm，ＰSnが現れ最小幅ＷSとなる。第２の主面部Ｐ12m，Ｐ12nは、貫通孔１０ｗの孔表面１３が第２の主面１２上で終端となる部分をいう。
図２を参照して、貫通孔１０ｗの第２の断面形状は、上記垂直平面上において、第１の凸状曲線部１３ｃａｍ，１３ｃａｎと第１の主面１１に対して垂直な直線である直線部１３ｓｍ，１３ｓｎとを含む形状である。この直線部１３ｓｍ，１３ｓｎは、上記の断面において、第１の凸状曲線部１３ｃａｍ，１３ｃａｎの終端から第２の主面部Ｐ12m，Ｐ12nに至る部分に形成される。かかる第２の断面形状においては、第１の主面部Ｐ11m，Ｐ11nにおいて最大幅ＷLとなり、第１の凸状曲線部１３ｃａｍ，１３ｃａｎと直線部１３ｓｍ，１３ｓｎとの接続点から第２の主面部Ｐ12m，Ｐ12nまでの間に亘って最小幅部ＰSm，ＰSnが現れ最小幅ＷSとなる。
図３を参照して、貫通孔１０ｗの第３の断面形状は、上記垂直平面上において、第１の凸状曲線部１３ｃａｍ，１３ｃａｎと第２の凸状曲線部１３ｃｂｍ，１３ｃｂｎとを含む形状である。この第２の凸状曲線部１３ｃｂｍ，１３ｃｂｎは、上記の断面において、貫通孔１０ｗの最小幅部ＰSm，ＰSnから第２の主面部Ｐ12m，Ｐ12nに至る部分に形成される。かかる第３の断面形状においては、第１の主面部Ｐ11m，Ｐ11nにおいて最大幅ＷLとなり、第１の凸状曲線部１３ｃａｍと第２の凸状曲線部１３ｃｂｍとの接続点に最小幅部ＰSmが現れ、第１の凸状曲線部１３ｃａｎと第２の凸状曲線部１３ｃｂｎとの接続点に最小幅部ＰSnが現れ、最小幅部ＰSm，ＰSnにより最小幅ＷSが与えられる。かかる第３の断面形状においては、第１の主面部Ｐ11m，Ｐ11nにおいて最大幅ＷLとなり、最小幅ＷSを与える最小幅部ＰSm，ＰSnは、第１の主面部Ｐ11m，Ｐ11nと第２の主面部Ｐ12m，Ｐ12nとの間に、一方の第１の凸状曲線部１３ｃａｍおよび第２の凸状曲線部１３ｃｂｍと他方の第１の凸状曲線部１３ｃａｎおよび第２の凸状曲線部１３ｃｂｎとの曲率の違いに応じて、孔開き板状材料１０の厚さ方向に同じまたは異なった高さの位置に現れる。
図４を参照して、貫通孔１０ｗの第４の断面形状は、上記垂直平面上において、貫通孔１０ｗを形成する孔表面１３における一方の断面形状と他方の断面形状とが互いに異なっている断面形状であって、一方の断面形状が第１の凸状曲線部１３ｃａｍのみを含む第１の断面形状であり、他方の断面形状が第１の凸状曲線部１３ｃａｎと第２の凸状曲線部１３ｃｂｎとを含む第３の断面形状である。かかる第４の断面形状においては、第１の主面部Ｐ11m，Ｐ11nにおいて最大幅ＷLとなり、最小幅ＷSを与える最小幅部ＰSm，ＰSnは、第１の断面形状側の最小幅部ＰSmが第２の主面部Ｐ12mに現われ、第３の断面形状側の最小幅部ＰSnが第１の凸状曲線部１３ｃａｎと第２の凸状曲線部１３ｃｂｎとの接続点に現われ、孔開き板状材料１０の厚さ方向に異なった高さの位置に現れる。
図５を参照して、貫通孔１０ｗの第５の断面形状は、上記垂直平面上において、貫通孔１０ｗを形成する孔表面１３における一方の断面の形状と他方の断面の形状とが互いに異なっている断面形状であって、一方の断面形状が第１の凸状曲線部１３ｃａｍと直線部１３ｓｍとを含む第２の断面形状であり、他方の断面形状が第１の凸状曲線部１３ｃａｎと第２の凸状曲線部１３ｃｂｎとを含む第３の断面形状である。かかる第５の断面形状においては、第１の主面部Ｐ11m，Ｐ11nにおいて最大幅ＷLとなり、最小幅ＷSを与える最小幅部ＰSm，ＰSnは、第２の断面形状側の最小幅部ＰSmが第１の凸状曲線部１３ｃａｍと直線部１３ｓｍとの接続点から第２の主面部Ｐ12m，Ｐ12nまでの間に亘って現われ、第３の断面形状側の最小幅部ＰSnが第１の凸状曲線部１３ｃａｎと第２の凸状曲線部１３ｃｂｎとの接続点に現われ、孔開き板状材料１０の厚さ方向に同じまたは異なった高さの位置に現れる。
本実施形態の孔開き板状材料１０において、貫通孔１０ｗの孔表面１３の断面形状が、上記の第１から第５の断面形状のいずれか、または、その他のここでは図示していない断面形状となるかは、孔開き板状材料１０の物性および厚さ、板状材料に貫通孔を形成する際に加える圧力の大きさおよび圧力の加え方に応じて異なる。
上記の第１から第５の少なくともいずれかの断面形状であらわされた場合の孔開き板状材料１０は、第１の主面１１上の第１の主面部Ｐ11m，Ｐ11nから貫通孔１０ｗの最小幅部ＰSm，ＰSnに至る部分において連続した曲率変化をする部分を有する第１の凸状曲線部１３ｃａｍ，１３ｃａｎを有するため、第１の主面部Ｐ11m，Ｐ11nから貫通孔１０ｗの最小幅部ＰSm，ＰSnに至る部分に含まれる孔表面１３の第１の凸状曲線部１３ｃａｍ，１３ｃａｎの少なくとも一部が第１の主面１１上の非孔表面１１ｍ，１１ｎの表面性状を、そのままの状態で有する場合に加えて、海島状態のように不均一に分散した状態、任意に特定される一方向に一次元的に均一に分散した状態、または任意に特定される二方向に二次元的に均一に分散した状態で、有することができる。
図１−図５を参照して、本実施形態の孔開き板状材料１０においては、特に制限はないが、貫通孔１０ｗの第１の主面１１への垂直投影像１０ｗｆの輪郭上のある点におけるその輪郭の接線とその点で垂直に交わる平面（垂直平面）における貫通孔１０ｗの断面の形状において、第１の主面部Ｐ11m，Ｐ11nを通り第１の主面１１に垂直な法線Ｎ11m，Ｎ11nを引き、最小幅部ＰSm，ＰSn（最小幅部ＰSm，ＰSnが長さを有する場合は、その第１の主面１１に最も近い点とする。）から法線Ｎ11m，Ｎ11nに下ろした垂線の足ＰFSm，ＰFSnから第１の主面部Ｐ11m，Ｐ11nまでの第１の線分長さＬ１ｍ，Ｌ１ｎは、第１の主面１１上の非孔表面１１ｍ，１１ｎの表面性状を有する部分を含む第１の凸状曲線部１３ｃａｍ，１３ｃａｎを大きくする観点から、孔開き板状材料１０の厚さＴの２０％以上であることが好ましく、４０％以上であることがより好ましく、６０％以上であることがさらに好ましい。
ここで、孔開き板状材料１０の厚さＴは、第１の主面部の任意の点からその点を通り第１の主面１１に垂直な法線が第２の主面１２に到達する点までの距離と定義する。たとえば、図１−図５に示される貫通孔１０ｗの断面形状においては、孔開き板状材料１０の厚さＴは、第１の主面部Ｐ11mから第１の主面部Ｐ11mを通り第１の主面１１に垂直な法線Ｎ11mが第２の主面１２に到達する点ＰN12mまでの距離となる。また、孔開き板状材料１０の第１の主面部の任意の点における厚さＴの分布は、特に制限はないが、安定した物性を提供する観点から、最小厚さＴminに対する最大厚さＴmaxの比Ｔmax／Ｔminが１．００以上１．１５以下であることが好ましい。
また、本実施形態の孔開き板状材料１０においては、特に制限はないが、貫通孔１０ｗの第１の主面１１への垂直投影像１０ｗｆの輪郭上のある点におけるその輪郭の接線とその点で垂直に交わる平面（垂直平面）における貫通孔１０ｗの断面の形状において、第１の主面部Ｐ11m，Ｐ11nを通り第１の主面１１に垂直な法線Ｎ11m，Ｎ11nを引き、最小幅部ＰSm，ＰSn（最小幅部ＰSm，ＰSnが長さを有する場合は、その第１の主面１１に最も近い点とする。）から法線Ｎ11m，Ｎ11nに下ろした垂線の長さである第３の線分長さＬ３ｍ，Ｌ３ｎは、特に制限はないが、孔表面の漏斗状に開いた部分の比率を高めることにより電極活物質の充填率を高める観点から、孔開き板状材料１０の厚さＴの１０％以上であることが好ましく、３０％以上であることがより好ましく、５０％以上であることがさらに好ましく、開孔率が大きい場合に隣接する孔との間で最大幅ＷLの領域が重なることにより厚さＴが減じることを防止する観点から、孔開き板状材料１０の厚さＴの５００％以下であることが好ましく、３００％以下であることがより好ましく、２００％以下であることがさらに好ましい。ここで、孔開き板状材料１０の厚さＴの定義および孔開き板状材料１０の第１の主面部の任意の点における厚さＴの分布については、上記のとおりである。
図３−図５を参照して、本実施形態の孔開き板状材料１０は、特に制限はないが、電極活物質スラリーを塗布する際により小さな径の孔が求められた際に、ダイの孔径よりも小さな最小幅部を形成できる観点から、貫通孔１０ｗの第１の主面１１への垂直投影像１０ｗｆの輪郭上のある点におけるその輪郭の接線とその点で垂直に交わる平面（垂直平面）における貫通孔１０ｗの断面の形状において、貫通孔１０ｗの孔表面１３が第２の主面１２上で終端となる第２の主面部Ｐ12m，Ｐ12nをさらに有し、最小幅部ＰSm，ＰSnから第２の主面部Ｐ12m，Ｐ12nに至る部分に第２の凸状曲線部１３ｃｂｍ，１３ｃｂｎをさらに含むことが好ましい。第２の主面部Ｐ12m，Ｐ12nとは、貫通孔１０ｗの孔表面１３が第２の主面１２上で終端となる部分をいい、その部分が尖った形状でその部分の前後において接線の傾きが急激に変化する場合、その部分が尖りのない形状でその部分の前後において接線の傾きが徐々に変化する場合を含む。
また、本実施形態の孔開き板状材料１０においては、貫通孔１０ｗの第１の主面１１への垂直投影像１０ｗｆの輪郭上のある点におけるその輪郭の接線とその点で垂直に交わる平面（垂直平面）における貫通孔１０ｗの断面の形状において、第１の主面部Ｐ11m，Ｐ11nを通り第１の主面１１に垂直な法線Ｎ11m，Ｎ11nを引き、最小幅部ＰSm，ＰSn（最小幅部ＰSm，ＰSnが長さを有する場合は、その第１の主面１１に最も近い点とする。）から法線Ｎ11m，Ｎ11nに下ろした垂線の足ＰFSm，ＰFSnから第２の主面部Ｐ12m，Ｐ12nから法線Ｎ11m，Ｎ11nに下ろした垂線の足ＰF12m，ＰF12nまでの第２の線分長さＬ２ｍ，Ｌ２ｎは、特に制限はないが、第１の主面１１上の非孔表面１１ｍ，１１ｎの表面性状を含む第１の凸状曲線部がより多く存在することで貫通孔内にこれらの表面性状が提供する効果がより発現する観点から、孔開き板状材料１０の厚さＴの８０％以下が好ましく、６０％以下がより好ましく、４０％以下がさらに好ましい。ここで、孔開き板状材料１０の厚さＴの定義および孔開き板状材料１０の第１の主面部の任意の点における厚さＴの分布については、上記のとおりである。
（貫通孔の平面形状）
図１−図５を参照して、本実施形態の孔開き板状材料１０において、その貫通孔１０ｗの平面形状（貫通孔１０ｗの第１の主面１１への垂直投影像１０ｗｆの形状をいう、以下同じ。）は、閉じた曲線で構成されるものであれば特に制限はなく、円、楕円、多角形、不定形のいずれであってもよい。
（貫通孔の平面大きさ）
図１−図５を参照して、本実施形態の孔開き板状材料１０において、その貫通孔１０ｗの平面大きさ（貫通孔１０ｗの第１の主面１１への垂直投影像１０ｗｆの大きさをいう、以下同じ。）は、特に制限はないが、低コストで加工ができかつ電極活物質スラリーの保持性能を高める観点から、貫通孔１０ｗの孔面積（貫通孔１０ｗの第１の主面１１への垂直投影像１０ｗｆの面積をいう、以下同じ。）と等面積の円の径が、２０μｍ以上２ｍｍ以下が好ましく、４０μｍ以上５００μｍ以下がより好ましく、６０μｍ以上３００μｍ以下がさらに好ましい。
（孔開き板状材料の開孔率）
図１−図５を参照して、本実施形態の孔開き板状材料１０において、その開孔率は、特に制限はないが、孔開き板状材料の表面性状を面積的に有効に利用し、あるいはリチウムイオン系蓄電デバイスにおいて負極活物質の容量向上を可能とするリチウムイオンのプレドープを利用する場合の効率を高め、さらに板状材料１０の機械的強度を確保する観点から、１％以上７０％以下が好ましく、５％以上５０％以下がより好ましく、８％以上３５％以下がさらに好ましい。
（孔開き板状材料の厚さ）
図１−図５を参照して、本実施形態の孔開き板状材料１０において、その厚さＴは、特に制限はないが、蓄電デバイスの作製の際のハンドリング性を高めかつ蓄電デバイスの体積当たりおよび／または質量当たりの容量を高くする観点から、１μｍ以上３ｍｍ以下が好ましく、３μｍ以上１００μｍ以下がより好ましく、５μｍ以上５０μｍ以下がさらに好ましい。
（孔開き板状材料の材料）
図１−図５を参照して、本実施形態の孔開き板状材料１０は、特に制限はないが、蓄電デバイスの集電体として用いる観点から、少なくとも表面が導電体で形成されていることが好ましい。すなわち、本実施形態の孔開き板状材料１０は、表面および内部の全体が導電体で形成されている材料であっても、表面のみが導電体で形成されている材料であってもよい。ここで、導電体は、特に制限はないが、導電性が高くかつ板状化および開孔が容易な観点から、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス、銀、金などが好ましい。
（孔開き板状材料の主面の平坦性）
図１−図５を参照して、本実施形態の孔開き板状材料１０は、剥離や脱落防止のために意図的に付加した大きな反りやバリなどの外部に突き出した部分を持たないことが好ましい。薄い電極活物質層を突き抜けてしまうリスクを回避する観点から、第１の主面１１および第２の主面１２の少なくともいずれかの上に形成された突起物の高さは、板状材料１０の厚さＴに対して、５０％以下が好ましく、２５％以下がより好ましい。
［実施形態２：孔開き板状材料の製造方法］
図６および図７を参照して、本発明の別の実施形態である孔開き板状材料１０の製造方法は、実施形態１の孔開き板状材料１０の製造方法であって、孔１１１ｗとその孔１１１ｗの周１１１ｒを形成するエッジ１１１ｅとを有するダイ１１１上に板状材料１をその第２の主面側がダイ１１１に接触するように配置し、板状材料１側およびダイ１１１側の少なくとも一方から、板状材料１におけるダイ１１１の孔１１１ｗのサイズよりも大きいサイズの領域に圧力を加えて、ダイ１１１のエッジ１１１ｅで板状材料１を切断することにより、貫通孔１０ｗを板状材料１に形成する。
本実施形態の孔開き板状材料１０の製造方法によれば、ダイ１１１上に板状材料１を配置し、板状材料１側およびダイ１１１側の少なくとも一方から、板状材料１におけるダイ１１１の孔１１１ｗのサイズよりも大きいサイズの領域に同時にまたは順次圧力を加えて、ダイ１１１のエッジ１１１ｅに沿って板状材料１を切断することにより、ダイ１１１の孔１１１ｗの形状および大きさに対応した貫通孔１０ｗを板状材料に形成することにより、低コストでかつ高効率で孔開き板状材料１０を製造することができる。
本実施形態の孔開き板状材料１０の製造方法においては、板状材料１側およびダイ１１１側の少なくとも一方から、板状材料１におけるダイ１１１の孔１１１ｗのサイズよりも大きいサイズの領域に圧力を加えることにより、板状材料１が変形して、ダイ１１１のエッジ１１１ｅ部に集中した応力により板状材料１が押し切られることにより、孔開き板状材料１０が得られる。
したがって、図１−図７を参照して、得られる孔開き板状材料１０において、ダイ１１１と接触していた第２の主面１２における貫通孔１０ｗの第２の主面部Ｐ12m，Ｐ12nにおける形状および大きさはダイ１１１の孔１１１ｗの形状および大きさとほぼ同じである。貫通孔１０ｗの最小幅部ＰSm，ＰSnにおける最小幅ＷSは、貫通孔１０ｗの第２の主面部Ｐ12m，Ｐ12nにおける幅から板状材料の厚さを引いた大きさ以上であり、かつ、貫通孔１０ｗの第１の主面部Ｐ11m，Ｐ11nにおける最大幅ＷL未満となる。
本実施形態の孔開き板状材料１０の製造方法において、板状材料１におけるダイ１１１の孔１１１ｗのサイズよりも大きいサイズの領域への圧力の加え方は、特に制限はなく、たとえば、図６に示すように、板状材料１の上記領域に加圧により変形可能な第１の固体１３１を接触させることによることができる。また、図７に示すように、板状材料１の上記領域に加圧により変形可能な第１の固体１３１を接触させ、第１の固体１３１に回転が可能な第１の補助固体１５１をさらに接触させ、かつ、ダイ１１１に回転が可能な第２の補助固体１５２をさらに接触させて、第１の補助固体１５１および第２の補助固体１５２を回転させながら板状材料１に対して相対的に移動させることにより行なうことができる。また、変形可能な第１の固体１３１は、さらに複数の層状またはブロック状の変形可能な固体やこれに変形しない固体を追加したもので構成することができる。これらの製造方法について、以下に具体的に説明する。
図６を参照して、本実施形態の孔開き板状材料１０の製造方法のある例は、孔１１１ｗとその孔１１１ｗの周１１１ｒを形成するエッジ１１１ｅとを有するダイ１１１の上に板状材料１を配置し、板状材料１におけるダイ１１１の孔１１１ｗのサイズ（たとえば面積）よりも大きいサイズ（たとえば面積）の領域に、圧力により変形可能な第１の固体１３１を接触させることにより、板状材料１側およびダイ１１１側の少なくとも一方から圧力を同時に加えて、ダイ１１１のエッジ１１１ｅに沿って板状材料１を切断することにより、ダイ１１１の孔１１１ｗの形状およびサイズ（たとえば面積）に対応する形状および大きさ（たとえば面積）の貫通孔１０ｗを板状材料１に形成する。
具体的には、図６を参照して、孔１１１ｗとその孔１１１ｗの周１１１ｒを形成するエッジ１１１ｅとを有するダイ１１１の上に板状材料１を配置する。板状材料１のダイ１１１の孔１１１ｗのサイズよりも大きいサイズの領域の上に、圧力を加えることにより変形可能な第１の固体１３１を配置する。第１の固体１３１上に加圧プレス１３７を配置する。
次に、加圧プレス１３７により第１の固体１３１に圧力を加える。圧力を加えられた第１の固体１３１は、板状材料１におけるダイ１１１の孔１１１ｗのサイズよりも大きいサイズの領域に接触することにより、かかる領域に圧力を加える。かかる圧力により、第１の固体１３１におけるダイ１１１の孔１１ｗ上に位置する部分がダイ１１１側に凸状に変形するため、板状材料１におけるダイ１１１の孔１１１ｗ上に位置する部分が、孔１１１ｗの内部まで押し込まれる。このため、板状材料１におけるダイ１１１の孔１１１ｗの周１１１ｒを形成するエッジ１１１ｅに接触する部分が、エッジ１１１ｅに押し付けられるため、エッジ１１１ｅにより切断される。
ここで、第１の固体１３１とは、圧力を加えることにより変形可能な固体であれば特に制限はなく、金属、セラミックス、ガラス、樹脂、ゴムなどの材料の種類を問わない。板状材料の孔開けは、板状材料の材質の種類を考慮しても通常、−２０℃以上２００℃以下で行なわれるため、かかる温度範囲で圧力を加えることにより変形可能な固体が好ましい。
ここで、ダイ１１１の材質は、特に制限はないが、板状材料１に貫通孔１０ｗを形成する観点から、合金工具鋼、超鋼合金などが好適である。ダイホルダ１１３の材質は、特に制限はないが、機械的強度および耐久性が高い観点から、機械構造用炭素鋼などが好適である。ダイ１１１の孔１１１ｗの周１１１ｒは、任意の閉じた曲線であれば足り、円、楕円、多角形、不定形と、その形状を問わない。ダイ１１１の孔面積と等面積の円の径は、低コストで加工でき、かつ、電極活物質スラリーの性能を保持する観点から、２０μｍ以上２ｍｍ以下が好ましく、４０μｍ以上５００μｍ以下がより好ましく、６０μｍ以上３００ｍｍ以下がさらに好ましい。
なお、図６においては、孔１１１ｗを有するダイ１１１上に板状材料１を配置し、板状材料１上に第１の固体１３１を配置し、第１の固体１３１上に加圧プレス１３７を配置し、ダイ１１１側を固定して、板状材料１側から圧力を加える場合を記載している。図示しないが、加圧プレス上に孔を有するダイを配置し、孔を有するダイ上に板状材料を配置し、板状材料上に第１の固体を配置し、板状材料側を固定して、孔を有するダイ側から圧力を加えることもできる。また、加圧プレス上に孔を有するダイを配置し、孔を有するダイ上に板状材料を配置し、板状材料上に第１の固体を配置し、第１の固体上に加圧プレスを配置して、孔を有するダイ側および板状材料側の両方から圧力を加えることもできる。
図７を参照して、本実施形態の孔開き板状材料１０の製造方法の別の例は、孔１１１ｗとその孔１１１ｗの周１１１ｒを形成するエッジ１１１ｅとを有するダイ１１１の上に板状材料１を配置し、板状材料１におけるダイ１１１の孔１１１ｗのサイズ（たとえば面積）よりも大きいサイズ（たとえば面積）の領域に圧力により変形可能な第１の固体１３１を接触させ、第１の固体１３１に回転が可能な第１の補助固体１５１をさらに接触させ、かつ、ダイ１１１に回転が可能な第２の補助固体１５２をさらに接触させて、第１の固体１３１およびダイ１１１を介在させてそれらの間の板状材料１に圧力をかけつつかつ第１の補助固体１５１および第２の補助固体１５２をそれぞれの回転軸１５１ｒ、１５２ｒを中心として回転させながら板状材料１に対して相対的に移動させることにより、板状材料１側およびダイ１１１側の少なくとも一方から圧力を順次加えて、ダイ１１１のエッジ１１１ｅに沿って板状材料１を切断することにより、ダイ１１１の孔１１１ｗの形状およびサイズ（たとえば面積）に対応する形状および大きさ（たとえば面積）の貫通孔１０ｗを板状材料１に形成する。
ここで、回転が可能な第１の補助固体１５１および第２の補助固体１５２は、上記の回転および相対移動ができるものであれば特に制限はないが、回転および相対移動が容易な観点から、ロールであることが好ましい。
また、第１の補助固体１５１および第２の補助固体１５２を回転させながら板状材料１に対して相対的に移動させる方法は、特に制限はなく、ダイ１１１、板状材料１および第１の固体１３１の積層体に対して第１の補助固体１５１および第２の補助固体１５２を移動させてもよく、第１の補助固体１５１および第２の補助固体１５２に対してダイ１１１、板状材料１および第１の固体１３１の積層体を移動させてもよい。すなわち、ダイ１１１、板状材料１および第１の固体１３１の積層体、第１の補助固体１５１、ならびに第２の補助固体１５２の少なくともひとつを動かすことにより、第１の補助固体１５１および第２の補助固体１５２を回転させながら板状材料１に対して相対的に移動させれば足りる。第１の補助固体１５１および第２の補助固体１５２の回転の周期は、同じであっても異なっていてもよい。
上記のような製造方法で得られる実施形態１の孔開き板状材料１０は、貫通孔１０ｗの第１の主面１１への垂直投影像１０ｗｆの輪郭上のある点におけるその輪郭の接線とその点で垂直に交わる平面（垂直平面）における貫通孔１０ｗの断面の形状において、貫通孔１０ｗの第１の主面１１への垂直投影像１０ｗｆの幅である最小幅ＷSの端部Ｐm，Ｐnを与える孔表面１３上の最小幅部ＰSm，ＰSnと、貫通孔１０ｗの孔表面１３が第１の主面１１上で終端となる第１の主面部Ｐ11m，Ｐ11nと、を有し、第１の主面部Ｐ11m，Ｐ11nから最小幅部ＰSm，ＰSnに至る部分に第１の凸状曲線部１３ｃａｍ，１３ｃａｎを含み、第１の凸状曲線部Ｐ11m，Ｐ11nの少なくとも一部は、第１の主面１１上における孔表面１３以外の非孔表面１１ｍ，１１ｎ（第１の主面１１上の非孔表面１１ｍ，１１ｎ）の表面性状を有し、二次電池、キャパシタなどの蓄電デバイスの特性を向上させるために付加された特別の性質、形状および／または構造が付加された第１の主面１１上の非孔表面１１ｍ，１１ｎの表面性状が孔表面１３の少なくとも一部にまで及び、また、第１の主面１１および第２の主面１２においても突起物となるバリもほとんどないため、蓄電デバイスに用いられる集電体として好適に用いることができる。
（実施例１）
図７を参照して、直径が２００μｍの孔１１１ｗを有するステンレス製のダイ１１１上に、板状材料１として第１の主面に加圧によりストライプ状の凹凸が形成された厚さ２０μｍの集電体用アルミニウム箔（東洋アルミニウム株式会社製１Ｎ３０−Ｈ１８）を、第２の主面側がダイ１１１に接触するように配置した。その板状材料１の第２の主面と反対側の主面である第１の主面上に、第１の固体１３１として加圧により変形可能な厚さ０．３ｍｍの合成樹脂板を配置した。その第１の固体１３１に第１の補助固体１５１である直径２００ｍｍのロール接触させ、ダイ１１１に第２の補助固体１５２である直径２００ｍｍのロールを接触させて、第１の固体１３１、板状材料１およびダイ１１１の積層体が第１の補助固体１５１と第２の補助固体１５２との間に挟まれるように、第１の補助固体１５１および第２の補助固体１５２を配置した。
次に、第１の補助固体１５１および第２の補助固体１５２に４ｋＮ／ｃｍの線圧を加えながら回転させることにより、圧力を第１の固体１３１、板状材料１、およびダイ１１１に加え、これにより、第１の固体１３１を介在させて、板状材料１におけるダイ１１１の孔１１１ｗのサイズよりも大きなサイズの領域に圧力を加えて、板状材料１に貫通孔をあけることにより孔開き板状材料を得た。
得られた孔開き板状材料の貫通孔について、その全景の写真を図８に、その一部の写真を図９に、その一部の断面の写真を図１０に示した。得られた孔開き板状材料の貫通孔は、第１の主面部における最大幅径が２３２μｍであり、最小幅部における最小幅径が１９５μｍであった。
図８および図９を参照して、得られた孔開き板状材料において、第１の主面上の非孔表面に形成されていたストライプ状の凹凸が孔表面にも見られた。すなわち、孔表面の第１の凸状曲線部の少なくとも一部は、第１の主面上の非孔表面の表面性状を有していた。また、バリもほとんど見られなかった。
また、図１０を参照して、孔開き板状材料の貫通孔の一部の断面において、貫通孔を形成する孔表面は、第１の主面上の第１の主面部から貫通孔の最小幅部に至る部分に第１の凸状曲線部を含み貫通孔の最小幅部から第２の主面上の第２の主面部に至る部分に第２の凸状曲線部をさらに含む第３の断面形状を有していた。ここで、第１の主面部を通り第１の主面に垂直な法線を引き、最小幅部から法線に下ろした垂線の足から第１の主面部までの第１の線分長さ（以下、単に第１の線分長さという）は、孔開き板状材料の厚さの７０％であった。また、第１の主面部を通り第１の主面に垂直な法線を引き、最小幅部から法線に下ろした垂線の足から第２の主面部から法線に下ろした垂線の足までの第２の線分長さ（以下、単に第２の線分長さという）は、孔開き板状材料の厚さの３０％であった。また、第１の主面部を通り第１の主面に垂直な法線を引き、最小幅部から法線に下ろした垂線の長さである第３の線分長さ（以下、単に第３の線分長さという）は、孔開き板状材料の厚さの８０％であった。
（実施例２）
板状材料として第１の主面に電解エッチングにより凹凸が形成された厚さ２０μｍの集電体用アルミニウム箔（日本蓄電器工業株式会社製２０Ｃ０５４）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、孔開き板状材料を得た。
得られた孔開き板状材料の貫通孔について、その全景の写真を図１１に、その一部の写真を図１２に示した。得られた孔開き板状材料の貫通孔は、第１の主面部における最大幅径が２１２μｍであり、最小幅部における最小幅径が１９２μｍであった。
図１１および図１２を参照して、得られた孔開き板状材料において、第１の主面上の非孔表面に形成されていた凹凸が孔表面にも見られた。すなわち、孔表面の第１の凸状曲線部の少なくとも一部は、第１の主面上の非孔表面の表面性状を有していた。また、バリもほとんど見られなかった。
（参考例３）
板状材料として第１の主面に電解法によりエンボス状の凹凸が形成された厚さ１０μｍの集電体用銅箔（古河電気工業株式会社製ＮＣ−ＷＳ）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、孔開き板状材料を得た。
得られた孔開き板状材料の貫通孔について、その全景の写真を図１３に、その一部の写真を図１４に、その一部の断面の写真を図１５に示した。得られた孔開き板状材料の貫通孔は、第１の主面部における最大幅径が２２２μｍであり、最小幅部における最小幅径が２００μｍであった。
図１３および図１４を参照して、得られた孔開き板状材料において、第１の主面上の非孔表面に形成されていたエンボス状の凹凸が孔表面にも見られた。すなわち、孔表面の第１の凸状曲線部の少なくとも一部は、第１の主面上の非孔表面の表面性状を有していた。また、バリもほとんど見られなかった。
また、図１５を参照して、孔開き板状材料の貫通孔の一部の断面において、貫通孔を形成する孔表面は、第１の主面上の第１の主面部から貫通孔の最小幅部に至る部分に第１の凸状曲線部を含み貫通孔の最小幅部から第２の主面の第２の主面部に至る部分に直線部をさらに含む第２の断面形状を有していた。ここで、第１の線分長さは、孔開き板状材料の厚さの６０％であった。また、第３の線分長さは、孔開き板状材料の厚さの１００％であった。
（参考例４）
板状材料として第１の主面に電解法によりエンボス状の凹凸が形成された厚さ１５μｍの集電体用銅箔を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、孔開き板状材料を得た。
得られた孔開き板状材料の貫通孔について、その全景の写真を図１６に、その一部の写真を図１７に、その一部の断面の写真を図１８に示した。得られた孔開き板状材料の貫通孔は、第１の主面部における最大幅径が２３１μｍであり、最小幅部における最小幅径が１９９μｍであった。
図１６および図１７を参照して、得られた孔開き板状材料において、第１の主面上の非孔表面に形成されていたエンボス状の凹凸が孔表面にも見られた。すなわち、孔表面の第１の凸状曲線部の少なくとも一部は、第１の主面上の非孔表面の表面性状を有していた。また、バリもほとんど見られなかった。
また、図１８を参照して、孔開き板状材料の貫通孔の別の一部の断面において、貫通孔を形成する孔表面は、第１の主面上の第１の主面部から貫通孔の最小幅部に至る部分に第１の凸状曲線部のみを含む第１の断面形状を有していた。ここで、第１の線分長さは、孔開き板状材料の厚さの１００％であった。また、第３の線分長さは、孔開き板状材料の厚さの６４％であった。
（参考例５）
板状材料として第１の主面に圧延法によりストライプ状の凹凸が形成された厚さ１０μｍのステンレス箔を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、孔開き板状材料を得た。
得られた孔開き板状材料の貫通孔について、その全景の写真を図１９に、その一部の写真を図２０に示した。得られた孔開き板状材料の貫通孔は、第１の主面部における最大幅径が２１５μｍであり、最小幅部における最小幅径が１９８μｍであった。
図１９および図２０を参照して、得られた孔開き板状材料において、第１の主面上の非孔表面に形成されていたストライプ状の凹凸が孔表面にも見られた。すなわち、孔表面の第１の凸状曲線部の少なくとも一部は、第１の主面上の非孔表面の表面性状を有していた。また、バリもほとんど見られなかった。
（実施例６）
板状材料として第１の主面にカーボンコートを施し導電性と表面の凹凸が付された厚さ２１μｍの集電体用カーボンコートアルミニウム箔（昭和電工パッケージング株式会社製ＳＤＸ−ＰＭ）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、孔開き板状材料を得た。
得られた孔開き板状材料の貫通孔について、その全景の写真を図２１に、その一部の写真を図２２に、その一部の断面の写真を図２３に示した。得られた孔開き板状材料の貫通孔は、第１の主面部における最大幅径が２１３μｍであり、最小幅部における最小幅径が１９７μｍであった。
図２１および図２２を参照して、得られた孔開き板状材料において、第１の主面上の非孔表面に形成されていた凹凸が孔表面にも見られた。すなわち、孔表面の第１の凸状曲線部の少なくとも一部は、第１の主面上の非孔表面の表面性状を有していた。また、バリもほとんど見られなかった。
また、図２３を参照して、孔開き板状材料の貫通孔の一部の断面において、貫通孔を形成する孔表面は、第１の主面部から貫通孔の最小幅部に至る部分に第１の凸状曲線部を含み貫通孔の最小幅部から第２の主面部に至る部分に第２の凸状曲線部をさらに含む第３の断面形状を有していた。ここで、第１の線分長さは、孔開き板状材料の厚さの６３％であった。また、第２の線分長さは、孔開き板状材料の厚さの３７％であった。また、第３の線分長さは、孔開き板状材料の厚さの８３％であった。
（比較例１）
直径３０２μｍの孔を有するステンレス製のダイ上に、板状材料として電解法により第１の主面にエンボス状の凹凸が形成された厚さ１５μｍの集電体用銅箔を配置し、第２の主面側がダイに接触するように配置した。その板状材料１の第２の主面と反対側の主面である第１の主面に直径３００μｍのパンチを配置して、パンチング法により、孔開き板状材料を得た。
得られた孔開き板状材料の貫通孔について、その全景の写真を図２４に、その一部の写真を図２５に、その一部の断面の写真を図２６に示した。得られた孔開き板状材料の貫通孔は、第１の主面部における最大幅径が３１１μｍであり、最小幅部における最小幅径が３００μｍであった。
図２４−図２６を参照して、孔開き板状材料の貫通孔の孔表面には、パンチング法特有のダレが認められたが、孔表面の主たる部分を占めるせん断面および破断面には第１の主面上の非孔表面に形成されていたエンボス状の凹凸は認められなかった。また、第１の主面上の第１の主面部から最小幅部に至るダレの第１の主面に垂直な方向の高低差の板状材料の厚さに対する比率は１８％であった。
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明でなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内のすべての変更が含まれることが意図される。
１ 板状材料、１０ 孔開き板状材料、１０ｗ 貫通孔、１０ｗｆ 垂直投影像、１１ 第１の主面、１１ｍ，１１ｎ，１２ｍ，１２ｎ 非孔表面、１２ 第２の主面、１３ 孔表面、１３ｃａｍ，１３ｃａｎ 第１の凸状曲線部、１３ｃｂｍ，１３ｃｂｎ 第２の凸状曲線部、１３ｓｍ，１３ｓｎ 直線部、１１１ ダイ、１１１ｅ エッジ、１１１ｒ 周、１１１ｗ 孔、１１３ ダイホルダ、１３１ 第１の固体、１３７ 加圧プレス、１５１ 第１の補助固体、１５２ 第２の補助固体、１５１ｒ，１５２ｒ 回転軸、Ｌ１ｍ，Ｌ１ｎ 第１の線分長さ、Ｌ２ｍ，Ｌ２ｎ 第２の線分長さ、Ｎ11m，Ｎ11n 法線、Ｐ11m，Ｐ11n 第１の主面部、Ｐ12m，Ｐ12n 第２の主面部、ＰF12m，ＰF12n，ＰFSm，ＰFSn 垂線の足、Ｐm，Ｐn 最小幅の端部、ＰSm，ＰSn 最小幅部、ＰN12m，ＰN12n 法線が第２の主面に到達する点、Ｔ 厚さ、ＷL 最大幅、ＷS 最小幅。

Claims (3)

  1. アルミニウム箔およびカーボンコートアルミニウム箔のいずれかであり第１の主面に形成された凹凸の表面性状を有する板状材料に、前記第１の主面から前記第１の主面と反対側の主面である第２の主面まで貫通する少なくとも１つの貫通孔を有する孔開き板状材料であって、
    前記孔開き板状材料は、前記貫通孔の前記第１の主面への垂直投影像の輪郭上のある点における前記輪郭の接線と前記点で垂直に交わる平面における前記貫通孔の断面の形状において、
    前記貫通孔の前記第１の主面への前記垂直投影像の幅である最小幅の端部を与える前記孔表面上の最小幅部と、前記貫通孔の前記孔表面が前記第１の主面上で終端となる第１の主面部と、前記貫通孔の前記孔表面が前記第２の主面上で終端となる第２の主面部と、を有し、
    前記第１の主面部から前記最小幅部に至る部分に第１の凸状曲線部を含み、
    前記最小幅部から前記第２の主面部に至る部分に第２の凸状曲線部を含み、
    前記第１の主面部を通り前記第１の主面に垂直な法線を引き、前記最小幅部から前記法線に下ろした垂線の足から前記第１の主面部までの第１の線分長さは、前記孔開き板状材料の厚さの６０％以上であり、前記最小幅部から前記法線に下ろした垂線の足から前記第２の主面部から前記法線に下ろした垂線の足までの第２の線分長さは、前記孔開き板状材料の厚さの４０％以下であり、
    前記第１の凸状曲線部の少なくとも一部および前記第１の主面上における前記孔表面以外の非孔表面が、前記凹凸の表面性状を有し、
    前記貫通孔の前記断面の形状において、前記最小幅部から前記法線に下ろした垂線の長さである第３の線分長さは、前記孔開き板状材料の厚さの１０％以上５００％以下であり、
    前記孔開き板状材料は、少なくとも表面が導電体で形成されており、厚さが５μｍ以上５０μｍ以下であり、
    前記貫通孔の前記第１の主面への前記垂直投影像の面積である孔面積と等面積の円の径が２０μｍ以上２ｍｍ以下である孔開き板状材料。
  2. 前記孔開き板状材料は、前記第１の主面および前記第２の主面の少なくともいずれかの上に形成された突起物の高さが前記孔開き板状材料の厚さの５０％以下であり、蓄電デバイスに用いられる集電体である請求項１に記載の孔開き板状材料。
  3. 請求項１または請求項２に記載の孔開き板状材料の製造方法であって、
    孔とその孔の周を形成するエッジとを有するダイ上に、アルミニウム箔およびカーボンコートアルミニウム箔のいずれかであり前記第１の主面に予め形成された前記凹凸の表面性状を有する前記板状材料を配置し、前記板状材料側および前記ダイ側の少なくとも一方から、前記板状材料における前記ダイの孔のサイズよりも大きいサイズの領域に圧力を加えて、前記ダイの前記エッジで前記板状材料を切断することにより、前記貫通孔を前記板状材料に形成する孔開き板状材料の製造方法。
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