JP7183395B2 - Aluminum foil, method for producing aluminum foil, current collector, lithium ion capacitor, and lithium ion battery - Google Patents

Aluminum foil, method for producing aluminum foil, current collector, lithium ion capacitor, and lithium ion battery Download PDF

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Description

本発明は、アルミニウム箔、および、このアルミニウム箔の製造方法、ならびに、このアルミニウム箔を用いた集電体、リチウムイオンキャパシタ、および、リチウムイオンバッテリーに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an aluminum foil, a method for producing this aluminum foil, and a current collector, lithium ion capacitor, and lithium ion battery using this aluminum foil.

近年、パーソナルコンピュータ、携帯電話等のポータブル機器や、ハイブリッド自動車、電気自動車等の開発に伴い、その電源としての蓄電デバイス、特に、リチウムイオンキャパシタ、リチウムイオン二次電池、電気二重層キャパシタの需要が増大している。 In recent years, with the development of portable equipment such as personal computers and mobile phones, hybrid vehicles, electric vehicles, etc., the demand for power storage devices, especially lithium ion capacitors, lithium ion secondary batteries, and electric double layer capacitors, has increased. increasing.

このような蓄電デバイスの正極または負極に用いられる電極用集電体(以下、単に「集電体」という。)としては、アルミニウム板を用いることが知られている。また、このアルミニウム板からなる集電体の表面に、電極材料として活物質や活性炭などを塗布され、正極または負極の電極として用いることが知られている。 It is known to use an aluminum plate as an electrode current collector (hereinafter simply referred to as "current collector") used for the positive electrode or the negative electrode of such an electricity storage device. It is also known that an active material, activated carbon, or the like is applied as an electrode material to the surface of a current collector made of this aluminum plate, and used as a positive electrode or a negative electrode.

大容量の次世代二次電池では、電極材料の材質に応じて、容量確保を目的に、予め多量にLi(リチウム)イオンを電極にドーピングすることが行われる。Liイオンのドーピング方法は、電池セル内にLi金属を入れ、電池セル内での溶解を促すことで、過剰なLiイオンを電極に行きわたらせる方法が公知である。電極材料は元々Liイオンを透過するポーラスな材料である。一方、電極材料の支持体となり、かつ充放電時の電気の出し入れ用の導電板の役目を持つ集電体は通常、金属箔が使用され、電気は通すがイオンは通さない。そのため、電池セル内の電極材料の隅々までLiイオンを行きわたらせるためには、金属箔にLiイオンを通過させるための多数の貫通孔を設けた貫通箔が用いられる。 In large-capacity next-generation secondary batteries, the electrodes are doped with a large amount of Li (lithium) ions in advance for the purpose of ensuring capacity, depending on the material of the electrode material. As a method for doping Li ions, a method is known in which Li metal is put into a battery cell and dissolution in the battery cell is promoted to distribute excess Li ions to the electrodes. The electrode material is originally a porous material that allows Li ions to pass through. On the other hand, the current collector, which serves as a support for the electrode material and also as a conductive plate for the input and output of electricity during charging and discharging, is usually made of metal foil, which conducts electricity but blocks ions. Therefore, in order to distribute Li ions to every corner of the electrode material in the battery cell, a metal foil having a large number of through holes for allowing Li ions to pass through is used.

例えば、特許文献1には、アルミニウム基材と、アルミニウム基材の少なくとも一方の主面に積層された酸化膜とを有し、酸化膜の密度が2.7~4.1g/cm3であり、厚みが5nm以下である電極用アルミニウム部材が記載されている。この電極用アルミニウム部材は厚み方向に貫通する複数の貫通孔を有することが記載されている。For example, in Patent Document 1, an aluminum substrate and an oxide film laminated on at least one main surface of the aluminum substrate are provided, and the oxide film has a density of 2.7 to 4.1 g/cm 3 . , an aluminum member for an electrode having a thickness of 5 nm or less. It is described that this aluminum member for electrodes has a plurality of through holes penetrating in the thickness direction.

特許文献2には、厚み方向に貫通する複数の貫通孔を有するアルミニウム板であって、複数の貫通孔の平均開口径が0.1μm以上100μm以下であり、複数の貫通孔の平均開口率が2%以上40%以下であり、複数の貫通孔のうち、開口径が5μm以下の貫通孔の割合が40%以下であり、複数の貫通孔のうち、開口径が40μm以上の貫通孔の割合が40%以下であり、複数の貫通孔のうち、貫通孔の面積S1と、貫通孔の長軸を直径とした円の面積S0との比S1/S0が、0.1以上1以下である貫通孔の割合が50%以上であるアルミニウム板が記載されている。Patent Document 2 discloses an aluminum plate having a plurality of through holes penetrating in the thickness direction, wherein the average opening diameter of the plurality of through holes is 0.1 μm or more and 100 μm or less, and the average opening ratio of the plurality of through holes is 2% or more and 40% or less, the ratio of through holes having an opening diameter of 5 μm or less among the plurality of through holes is 40% or less, and the ratio of through holes having an opening diameter of 40 μm or more among the plurality of through holes is 40% or less, and among the plurality of through holes, the ratio S 1 /S 0 of the area S 1 of the through hole and the area S 0 of the circle whose diameter is the major axis of the through hole is 0.1 or more An aluminum plate having a percentage of through-holes of 1 or less that is 50% or more is described.

国際公開第2018/062046号WO2018/062046 国際公開第2017/018462号WO2017/018462

ここで、アルミニウムからなる集電体は、表面が酸化されやすく、大気にさらされると酸化してしまうため、常時、酸化膜を有する。酸化膜は絶縁性が高いため、集電体の表面に厚い酸化膜が存在すると電気抵抗が増大してしまう。 Here, a current collector made of aluminum has an oxide film because its surface is easily oxidized and is oxidized when exposed to the atmosphere. Since an oxide film has high insulating properties, the presence of a thick oxide film on the surface of the current collector increases electrical resistance.

そこで、本発明は、表面の酸化膜による電気抵抗を低くすることができるアルミニウム箔、アルミニウム箔の製造方法、集電体、リチウムイオンキャパシタ、および、リチウムイオンバッテリーを提供することを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an aluminum foil, a method for producing the aluminum foil, a current collector, a lithium ion capacitor, and a lithium ion battery that can reduce the electric resistance due to the oxide film on the surface.

本発明は、以下の構成によって課題を解決する。 The present invention solves the problems with the following configurations.

[1] 厚さ方向に貫通する複数の貫通孔を有するアルミニウム箔であって、
アルミニウム箔は、表面に酸化膜を有し、
酸化膜はアルミニウムに対する酸素の元素比率O/Alが2以上4以下である金属間化合物を有し、
金属間化合物の密度が500個/mm2以上であるアルミニウム箔。
[2] 金属間化合物の円相当直径が1μm以下である[1]に記載のアルミニウム箔。
[3] 酸化膜が酸化アルミニウムを70質量%以上含む[1]または[2]に記載のアルミニウム箔。
[4] 酸化膜の表面の接触角が20°~80°である[1]~[3]のいずれかに記載のアルミニウム箔。
[5] 貫通孔の平均開口径が0.1μm~100μmである[1]~[4]のいずれかに記載のアルミニウム箔。
[6] 平均開口径が0.1μm~100μmの貫通していない凹部を有し、
凹部の占有率が1%以上である[1]~[5]のいずれかに記載のアルミニウム箔。
[7] [1]~[6]のいずれかに記載のアルミニウム箔を製造するアルミニウム箔の製造方法であって、
アルミニウム基材に貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
アルミニウム基材をアルカリ性水溶液に接触させて最表層を溶解するアルカリ処理工程と、
前記アルカリ処理工程後の前記アルミニウム基材を酸性水溶液に接触させて、前記アルミニウム基材の表面に酸化膜を形成する酸処理工程と、を有するアルミニウム箔の製造方法。
[8] [1]~[6]のいずれかに記載のアルミニウム箔を用いた集電体。
[9] [8]に記載の集電体を用いたリチウムイオンキャパシタ。
[10] [8]に記載の集電体を用いたリチウムイオンバッテリー。
[1] An aluminum foil having a plurality of through holes penetrating in the thickness direction,
The aluminum foil has an oxide film on its surface,
The oxide film has an intermetallic compound in which the element ratio O/Al of oxygen to aluminum is 2 or more and 4 or less,
An aluminum foil having an intermetallic compound density of 500/mm 2 or more.
[2] The aluminum foil according to [1], wherein the intermetallic compound has an equivalent circle diameter of 1 μm or less.
[3] The aluminum foil according to [1] or [2], wherein the oxide film contains 70% by mass or more of aluminum oxide.
[4] The aluminum foil according to any one of [1] to [3], wherein the contact angle of the oxide film surface is 20° to 80°.
[5] The aluminum foil according to any one of [1] to [4], wherein the through holes have an average opening diameter of 0.1 μm to 100 μm.
[6] having non-penetrating recesses with an average opening diameter of 0.1 μm to 100 μm,
The aluminum foil according to any one of [1] to [5], wherein the occupancy of the concave portions is 1% or more.
[7] An aluminum foil manufacturing method for manufacturing the aluminum foil according to any one of [1] to [6],
a through-hole forming step of forming through-holes in an aluminum base;
an alkali treatment step of contacting the aluminum substrate with an alkaline aqueous solution to dissolve the outermost layer;
and an acid treatment step of contacting the aluminum base material after the alkali treatment step with an acidic aqueous solution to form an oxide film on the surface of the aluminum base material.
[8] A current collector using the aluminum foil according to any one of [1] to [6].
[9] A lithium ion capacitor using the current collector according to [8].
[10] A lithium ion battery using the current collector according to [8].

本発明によれば、表面の酸化膜による電気抵抗を低くすることができるアルミニウム箔、アルミニウム箔の製造方法、集電体、リチウムイオンキャパシタ、および、リチウムイオンバッテリーを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an aluminum foil, a method for producing the aluminum foil, a current collector, a lithium ion capacitor, and a lithium ion battery that can reduce electrical resistance due to an oxide film on the surface.

本発明のアルミニウム箔の一例を模式的に示す断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is sectional drawing which shows typically an example of the aluminum foil of this invention. 図1に示すアルミニウム箔の上面図である。FIG. 2 is a top view of the aluminum foil shown in FIG. 1; 本発明のアルミニウム箔の好適な製造方法の一例を説明するための模式的な断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is typical sectional drawing for demonstrating an example of the suitable manufacturing method of the aluminum foil of this invention. 本発明のアルミニウム箔の好適な製造方法の一例を説明するための模式的な断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is typical sectional drawing for demonstrating an example of the suitable manufacturing method of the aluminum foil of this invention. 本発明のアルミニウム箔の好適な製造方法の一例を説明するための模式的な断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is typical sectional drawing for demonstrating an example of the suitable manufacturing method of the aluminum foil of this invention. 本発明のアルミニウム箔の好適な製造方法の一例を説明するための模式的な断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is typical sectional drawing for demonstrating an example of the suitable manufacturing method of the aluminum foil of this invention. 抵抗の測定を行う装置を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the apparatus which measures resistance. 実施例1のアルミニウム箔のSEM画像である。1 is an SEM image of the aluminum foil of Example 1. FIG. 深さと元素組成比との関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between the depth and the elemental composition ratio. 深さと元素組成比との関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between the depth and the elemental composition ratio. 深さと元素組成比との関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between the depth and the elemental composition ratio. 深さと元素組成比との関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between the depth and the elemental composition ratio. 比較例3のアルミニウム箔のSEM画像である。4 is an SEM image of the aluminum foil of Comparative Example 3. FIG. 深さと元素組成比との関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between the depth and the elemental composition ratio. 深さと元素組成比との関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between the depth and the elemental composition ratio. 深さと元素組成比との関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between the depth and the elemental composition ratio.

以下、本発明について詳細に説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
The present invention will be described in detail below.
The description of the constituent elements described below may be made based on representative embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to such embodiments.
In this specification, a numerical range represented by "-" means a range including the numerical values before and after "-" as lower and upper limits.

[アルミニウム箔]
本発明のアルミニウム箔は、
厚さ方向に貫通する複数の貫通孔を有するアルミニウム箔であって、
アルミニウム箔は、表面に酸化膜を有し、
酸化膜はアルミニウムに対する酸素の元素比率O/Alが2以上4以下である金属間化合物を有し、
金属間化合物の密度が500個/mm2以上であるアルミニウム箔である。
次に、本発明のアルミニウム箔の構成について、図1および図2を用いて説明する。
[Aluminum foil]
The aluminum foil of the present invention is
An aluminum foil having a plurality of through holes penetrating in the thickness direction,
The aluminum foil has an oxide film on its surface,
The oxide film has an intermetallic compound in which the element ratio O/Al of oxygen to aluminum is 2 or more and 4 or less,
The aluminum foil has an intermetallic compound density of 500/mm 2 or more.
Next, the structure of the aluminum foil of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.

図1は、本発明のアルミニウム箔の好適な実施態様の一例を示す模式的な断面図である。図2は、図1に示すアルミニウム箔の上面図である。
図1に示すように、アルミニウム箔10は、アルミニウム基材3の両主面(最大面)それぞれに酸化膜14が形成されている。酸化膜は、酸化アルミニウム(Al23)等のアルミニウム酸化物を含有するアルミニウム酸化皮膜である。また、アルミニウム箔10は、アルミニウム基材3および酸化膜14を厚み方向に貫通する複数の貫通孔5を有する。すなわち、アルミニウム箔10は、厚み方向に貫通する貫通孔を有するアルミニウム基材3と、厚み方向に貫通する貫通孔を有する酸化膜14とを積層した構成を有する。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing one preferred embodiment of the aluminum foil of the present invention. 2 is a top view of the aluminum foil shown in FIG. 1. FIG.
As shown in FIG. 1, the aluminum foil 10 has an oxide film 14 formed on both main surfaces (largest surfaces) of the aluminum substrate 3 . The oxide film is an aluminum oxide film containing aluminum oxide such as aluminum oxide (Al 2 O 3 ). Further, the aluminum foil 10 has a plurality of through holes 5 penetrating through the aluminum base material 3 and the oxide film 14 in the thickness direction. That is, the aluminum foil 10 has a structure in which an aluminum substrate 3 having through holes penetrating in the thickness direction and an oxide film 14 having through holes penetrating in the thickness direction are laminated.

なお、図1に示す例においては、酸化膜14は、アルミニウム基材3の両主面に形成される構成としたが、これに限定はされず、一方の主面のみに形成される構成であってもよい。 In the example shown in FIG. 1, the oxide film 14 is formed on both main surfaces of the aluminum base material 3, but is not limited to this, and may be formed on only one main surface. There may be.

本発明のアルミニウム箔は、集電体として用いられ、表面に活物質(電極材料)を塗布されて蓄電デバイスの正極または負極として用いられる。
アルミニウム箔が、厚み方向に貫通する複数の貫通孔を有することで、集電体として用いる場合に、リチウムイオンの移動を容易にすることができる。また、多数の貫通孔を有することで、活物質との密着性を向上することができる。
The aluminum foil of the present invention is used as a current collector, coated with an active material (electrode material) on the surface, and used as a positive electrode or a negative electrode of an electric storage device.
Since the aluminum foil has a plurality of through-holes penetrating in the thickness direction, lithium ions can easily move when used as a current collector. In addition, by having a large number of through holes, it is possible to improve the adhesion with the active material.

ここで、図2に示すように、本発明において、酸化膜14は、膜中に分散された粒状の金属間化合物16を多数有している。この金属間化合物16はアルミニウムに対する酸素の元素比率O/Alが2以上4以下である。また、金属間化合物16の密度は500個/mm2以上である。Here, as shown in FIG. 2, in the present invention, the oxide film 14 has many granular intermetallic compounds 16 dispersed in the film. The intermetallic compound 16 has an elemental ratio O/Al of oxygen to aluminum of 2 or more and 4 or less. Also, the density of the intermetallic compound 16 is 500/mm 2 or more.

前述のとおり、アルミニウムは酸化され易く、大気にさらされると酸化してしまうため、常時、酸化膜を有する。酸化膜は絶縁性が高いため、アルミニウム基材の表面に厚い酸化膜が存在すると、アルミニウム基材と活物質との間の電気抵抗が増大するおそれがあるという問題があった。 As described above, aluminum is easily oxidized and is oxidized when exposed to the air, so it always has an oxide film. Since the oxide film has a high insulating property, the presence of a thick oxide film on the surface of the aluminum base may increase the electrical resistance between the aluminum base and the active material.

また、酸化膜の厚みを薄くすることで電気抵抗を低減することが考えられるが、酸化膜の薄膜化による電気抵抗の低減にも限界があり、電気抵抗をさらに低減することは難しいという問題があった。 In addition, it is possible to reduce the electrical resistance by thinning the oxide film, but there is a limit to the reduction in electrical resistance by thinning the oxide film, and there is a problem that it is difficult to further reduce the electrical resistance. there were.

これに対して本発明のアルミニウム箔は、酸化膜14が、膜中に分散された粒状の金属間化合物を多数有している。金属間化合物はアルミニウムに対する酸素の元素比率O/Alが2以上4以下である。また、金属間化合物の密度は500個/mm2以上である。
本発明者の検討によれば、元素比率O/Alが2以上4以下の金属間化合物は、酸化膜において絶縁性を低下させる起点となることがわかった。絶縁性を低下させる起点となる金属間化合物を500個/mm2以上の密度で有することで、酸化膜の絶縁性を低下させて、酸化膜の電気抵抗を低下させることができる。
なお、元素比率O/Alが2以上4以下の金属間化合物を500個/mm2以上の密度で有する酸化膜を形成する方法については後に詳述する。
On the other hand, in the aluminum foil of the present invention, the oxide film 14 has many granular intermetallic compounds dispersed in the film. The intermetallic compound has an elemental ratio O/Al of oxygen to aluminum of 2 or more and 4 or less. Moreover, the density of the intermetallic compound is 500/mm 2 or more.
According to the studies of the present inventors, it has been found that the intermetallic compound having an element ratio O/Al of 2 or more and 4 or less becomes a starting point for lowering the insulating properties of the oxide film. By having the intermetallic compound, which serves as a starting point for lowering the insulation, at a density of 500/mm 2 or more, the insulation of the oxide film can be reduced, and the electric resistance of the oxide film can be reduced.
A method of forming an oxide film having an intermetallic compound having an element ratio O/Al of 2 or more and 4 or less at a density of 500/mm 2 or more will be described in detail later.

ここで、本発明における金属間化合物とは、アルミニウム元素(Al)と、Fe、Si、Mn、Mg、Ti、B等から選択される少なくとも1種とを含む化合物である。具体的には、金属間化合物としては、Al3Fe、Al6Fe、αAlFeSi、AlFeMnSi、MgSi、TiBが挙げられる。このうち、Alを含む金属間化合物は、Alを含むので、表面にアルミの自然酸化皮膜が形成される。
そのため、Alを含む金属間化合物の表層は酸素元素(O)を含む。
Here, the intermetallic compound in the present invention is a compound containing aluminum element (Al) and at least one selected from Fe, Si, Mn, Mg, Ti, B and the like. Specifically, the intermetallic compounds include Al 3 Fe, Al 6 Fe, αAlFeSi, AlFeMnSi, Mg 2 Si, and TiB 2 . Among these, the intermetallic compound containing Al contains Al, so that a natural oxide film of aluminum is formed on the surface.
Therefore, the surface layer of the intermetallic compound containing Al contains oxygen element (O).

なお、本発明のアルミニウム箔は、金属間化合物表面の酸化膜が、元素比率O/Alが2以上4以下である酸化膜を有する金属間化合物を500個/mm2以上の密度で有していれば、最表層の酸化膜が元素比率O/Alが2以上4以下以外の金属間化合物を有していてもよい。すなわち、最表層の酸化膜が元素比率O/Alが2未満、あるいは4超の金属間化合物を有していてもよい。
以下の説明では、最表層の酸化膜中の元素比率O/Alが2以上4以下の金属間化合物を金属間化合物Aとし、同様に最表層の酸化膜中の元素比率O/Alが2未満、あるいは4超の金属間化合物を金属間化合物Bとする。また、金属間化合物Aと金属間化合物Bとを区別する必要がない場合にはまとめて金属間化合物ともいう。
In the aluminum foil of the present invention, the oxide film on the surface of the intermetallic compound has an intermetallic compound having an oxide film with an element ratio O/Al of 2 or more and 4 or less at a density of 500/mm 2 or more. If so, the outermost oxide film may contain an intermetallic compound other than the element ratio O/Al of 2 or more and 4 or less. That is, the outermost oxide film may have an intermetallic compound with an element ratio O/Al of less than 2 or more than 4.
In the following description, an intermetallic compound in which the element ratio O/Al in the outermost oxide film is 2 or more and 4 or less is defined as an intermetallic compound A, and similarly the element ratio O/Al in the outermost oxide film is less than 2. , or an intermetallic compound of more than 4 is defined as an intermetallic compound B. Moreover, when it is not necessary to distinguish between the intermetallic compound A and the intermetallic compound B, they are collectively called an intermetallic compound.

また、酸化膜が酸化アルミニウム(Al23)を主成分とし、水和物を含有しない場合は、酸化膜の金属間化合物以外の部分における元素比率O/Alは2未満であり、1.3~1.5程度である。When the oxide film contains aluminum oxide (Al 2 O 3 ) as a main component and does not contain a hydrate, the element ratio O/Al in the portion other than the intermetallic compound of the oxide film is less than 2. It is about 3 to 1.5.

アルミニウム箔の電気抵抗をより低くできる等の観点から、金属間化合物Aの表層の酸化膜の元素比率O/Alの平均値は、2以上4以下であるのが好ましく、2.5以上3.5以下であるのがさらに好ましい。 From the viewpoint of lowering the electric resistance of the aluminum foil, the average value of the element ratio O/Al of the oxide film on the surface layer of the intermetallic compound A is preferably 2 or more and 4 or less, and 2.5 or more and 3.5. It is more preferably 5 or less.

なお、金属間化合物の最表層の元素比率O/Alは、以下のようにして測定する。
金属間化合物(金属間化合物Aおよび金属間化合物B)は、酸化膜の表面を高分解能走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope:SEM)で観察した際に、酸化膜の金属間化合物以外の部分と区別して視認することができる(図8および図13参照)。
したがって、まず、酸化膜の表面から、高分解能走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope:SEM)を用いて酸化膜の表面を倍率5000倍で撮影し、得られたSEM写真において、金属間化合物を少なくとも20個抽出する。
次に、抽出した金属間化合物の位置で、最表面から深さ方向に、電界放射型オージェ電子分光分析(FE-AES)を用いて元素分析を行う。深さ方向の分析は、測定とスパッタリングによる表面削除を繰り返すことで行う。FE-AESによる深さ方向の元素分布の結果(図9等参照)から、最表層における元素比率O/Alを求める。
The element ratio O/Al of the outermost layer of the intermetallic compound is measured as follows.
Intermetallic compounds (intermetallic compound A and intermetallic compound B) are different from portions other than the intermetallic compound of the oxide film when the surface of the oxide film is observed with a high-resolution scanning electron microscope (SEM). They can be distinguished and visually recognized (see FIGS. 8 and 13).
Therefore, first, from the surface of the oxide film, the surface of the oxide film is photographed using a high-resolution scanning electron microscope (SEM) at a magnification of 5000 times. Extract 20 pieces.
Next, elemental analysis is performed using field emission Auger electron spectroscopy (FE-AES) in the depth direction from the outermost surface at the position of the extracted intermetallic compound. Depth analysis is performed by repeating the measurement and surface removal by sputtering. From the result of element distribution in the depth direction by FE-AES (see FIG. 9, etc.), the element ratio O/Al in the outermost layer is determined.

アルミニウム箔の電気抵抗をより低くできる等の観点から、金属間化合物Aの密度は、1000個/mm2~300000個/mm2が好ましく、5000個/mm2~200000個/mm2がより好ましい。The density of the intermetallic compound A is preferably 1,000/mm 2 to 300,000/mm 2 , more preferably 5,000/mm 2 to 200,000/mm 2 from the viewpoint of lowering the electric resistance of the aluminum foil. .

なお、金属間化合物Aの密度は、以下のようにして測定する。
まず、高分解能走査型電子顕微鏡(SEM)を用いてアルミニウム箔の表面を真上から倍率5000倍で撮影し、得られたSEM写真の1.2mm×1.2mmの視野(5箇所)について、金属間化合物を抽出する。
次に、FE-AESを用いた元素分析によって抽出した各金属間化合物の元素比率O/Alを求める。元素比率O/Alが2以上4以下の金属間化合物Aの数を計数して、視野内の金属間化合物Aの数と、視野の面積(幾何学的面積)とから数密度を算出して、5箇所の視野の平均値を密度として算出する。
In addition, the density of the intermetallic compound A is measured as follows.
First, using a high-resolution scanning electron microscope (SEM), the surface of the aluminum foil was photographed from directly above at a magnification of 5000 times. Extract intermetallic compounds.
Next, the elemental ratio O/Al of each intermetallic compound extracted by elemental analysis using FE-AES is determined. Count the number of intermetallic compounds A with an element ratio O/Al of 2 or more and 4 or less, and calculate the number density from the number of intermetallic compounds A in the field of view and the area of the field of view (geometric area). , the average value of five fields of view is calculated as the density.

ここで、金属間化合物Aの円相当直径は1μm以下とするのが好ましい。円相当直径が1μm以下の金属間化合物は、アルミニウム箔の表面に表出しやすい。小さい金属間化合物がアルミニウム箔の表面に表出すると、金属間化合物の体積に対する表面積が大きくなる。その結果、局所的に水分子が吸着しやすくなると考えられ、酸化された金属間化合物の元素比率O/Alが2以上になりやすい。 Here, the equivalent circle diameter of the intermetallic compound A is preferably 1 μm or less. An intermetallic compound having an equivalent circle diameter of 1 μm or less is likely to appear on the surface of the aluminum foil. When a small intermetallic compound appears on the surface of the aluminum foil, the surface area to volume of the intermetallic compound increases. As a result, it is considered that water molecules are easily adsorbed locally, and the element ratio O/Al of the oxidized intermetallic compound tends to be 2 or more.

なお、金属間化合物Aの円相当直径は、上述のようにして元素比率O/Alを測定した金属間化合物Aを少なくとも20個抽出し、画像解析ソフト等で金属間化合物Aの酸化膜表面における面積を求め、この面積から円相当直径を求めて、これらの平均値を円相当直径として算出する。 The circle equivalent diameter of the intermetallic compound A is obtained by extracting at least 20 intermetallic compounds A whose element ratio O/Al is measured as described above, and using image analysis software or the like to measure the oxide film surface of the intermetallic compound A. The area is determined, the equivalent circle diameter is determined from this area, and the average value of these values is calculated as the equivalent circle diameter.

最表層の酸化膜は、酸化アルミニウム(Al23)を70質量%以上含むことが好ましく、80質量%~100質量%含むことがより好ましく、90質量%~100質量%含むことがさらに好ましい。
酸化膜中の非水和物の酸化アルミニウム(Al23)の含有量を70質量%以上とすることで、酸化膜の密度を高くすることができるため、経時によって酸化膜が厚くなることを抑制できる。従って、酸化膜が厚くなって電気抵抗が増加することを抑制できる点で好ましい。
The outermost oxide film preferably contains 70% by mass or more of aluminum oxide (Al 2 O 3 ), more preferably 80% to 100% by mass, even more preferably 90% to 100% by mass. .
By setting the content of non-hydrated aluminum oxide (Al 2 O 3 ) in the oxide film to 70% by mass or more, the density of the oxide film can be increased, so that the oxide film becomes thicker over time. can be suppressed. Therefore, it is preferable in that it is possible to suppress an increase in electric resistance due to a thick oxide film.

なお、酸化膜中の酸化アルミニウム(Al23)の割合は、以下のように酸化膜の膜密度を測定して算出することができる。
酸化膜の膜密度は、株式会社神戸製鋼所製、高分解能RBS分析装置 HRBS500(High Resolution Rutherford Backscattering Spectrometry;HR-RBS)を使用して測定する。エネルギー450keVのHe+イオンを試料面(電極用アルミニウム部材の酸化膜の表面)の法線に対し62.5度で試料に入射させ、散乱されたHe+イオンを散乱角55度の位置で偏向磁場型エネルギー分析器により検出して面密度を得る。得られた面密度(atoms/cm2)から質量面密度(g/cm2)に換算し、この値と透過型電子顕微鏡(TEM)により測定した膜厚から酸化膜の密度(g/cm3)を算出する。
アルミニウムの酸化皮膜は、非水和物の酸化アルミニウム、及び水和物の酸化アルミニウム(1水和物と3水和物が存在)し、それぞれ密度が異なることから、水和物の密度を便宜的に1水和物と3水和物の平均とし、非水和物の密度との加重平均が、上記で求めた密度と考え、そこから非水和物酸化アルミニウムの割合を求める。
The ratio of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) in the oxide film can be calculated by measuring the film density of the oxide film as follows.
The film density of the oxide film is measured using a high resolution RBS analyzer HRBS500 (High Resolution Rutherford Backscattering Spectrometry; HR-RBS) manufactured by Kobe Steel, Ltd. He+ ions with an energy of 450 keV were incident on the sample at 62.5 degrees with respect to the normal to the sample surface (the surface of the oxide film of the aluminum member for electrode), and the scattered He+ ions were scattered at a position of a scattering angle of 55 degrees in a polarized magnetic field type. Detected by an energy analyzer to obtain areal density. The obtained areal density (atoms/cm 2 ) was converted to mass areal density (g/cm 2 ), and the density of the oxide film (g/cm 3 ) was calculated from this value and the film thickness measured by a transmission electron microscope (TEM). ) is calculated.
The oxide film of aluminum consists of non-hydrated aluminum oxide and hydrated aluminum oxide (monohydrate and trihydrate exist), and each has a different density. The weighted average of the densities of the monohydrate and the trihydrate and the density of the nonhydrate is considered to be the density determined above, and the proportion of nonhydrated aluminum oxide is determined therefrom.

電気抵抗を低減する観点から、酸化膜の厚みは5nm以下とするのが好ましく、4.5nm以下がより好ましく、4nm以下がさらに好ましい。 From the viewpoint of reducing electric resistance, the thickness of the oxide film is preferably 5 nm or less, more preferably 4.5 nm or less, and even more preferably 4 nm or less.

貫通孔の平均開口径は、0.1μm以上100μm未満であることが好ましく、1μm超80μm以下がより好ましく、3μm超40μm以下がさらに好ましく、5μm以上30μm以下が特に好ましい。
貫通孔の平均開口径を上記範囲とすることで、アルミニウム箔に活物質等を塗布する際に抜け等が発生するのを防止でき、また、塗布した活物質との密着性を向上できる。また、アルミニウム箔が多数の貫通孔を有するものとした場合でも、十分な引張強度を有するものとすることができる。
The average opening diameter of the through-holes is preferably 0.1 µm or more and less than 100 µm, more preferably more than 1 µm and less than 80 µm, still more preferably more than 3 µm and less than 40 µm, and particularly preferably more than 5 µm and less than 30 µm.
By setting the average opening diameter of the through-holes within the above range, it is possible to prevent the occurrence of omissions or the like when the active material or the like is applied to the aluminum foil, and the adhesion to the applied active material can be improved. Moreover, even when the aluminum foil has a large number of through-holes, it can have sufficient tensile strength.

なお、貫通孔の平均開口径は、アルミニウム箔の一方の面から、高分解能走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope:SEM)を用いてアルミニウム箔の表面を倍率200倍で撮影し、得られたSEM写真において、周囲が環状に連なっている貫通孔を少なくとも20個抽出し、その開口径を読み取って、これらの平均値を平均開口径として算出する。
また、開口径は、貫通孔部分の端部間の距離の最大値を測定した。すなわち、貫通孔の開口部の形状は略円形状に限定はされないので、開口部の形状が非円形状の場合には、貫通孔部分の端部間の距離の最大値を開口径とする。従って、例えば、2以上の貫通孔が一体化したような形状の貫通孔の場合にも、これを1つの貫通孔とみなし、貫通孔部分の端部間の距離の最大値を開口径とする。
The average opening diameter of the through holes is obtained by photographing the surface of the aluminum foil at a magnification of 200 using a high-resolution scanning electron microscope (SEM) from one surface of the aluminum foil. In the photograph, at least 20 through-holes whose periphery is continuous in a ring are extracted, the opening diameters thereof are read, and the average value of these is calculated as the average opening diameter.
For the opening diameter, the maximum value of the distance between the ends of the through-hole portion was measured. That is, since the shape of the opening of the through-hole is not limited to a substantially circular shape, when the shape of the opening is non-circular, the maximum distance between the ends of the through-hole portion is taken as the opening diameter. Therefore, for example, even in the case of a through-hole having a shape in which two or more through-holes are integrated, this is regarded as one through-hole, and the maximum value of the distance between the ends of the through-hole portions is taken as the opening diameter. .

また、貫通孔の平均開口率は、0.5%~30%であるのが好ましく、1%~30%がより好ましく、2%~20%がさらに好ましく、3%~10%が特に好ましい。
貫通孔の平均開口率を上記範囲とすることで、アルミニウム箔に活物質を塗布する際に抜け等が発生するのを防止でき、また、塗布した活物質との密着性を向上できる。また、アルミニウム箔が多数の貫通孔を有するものとした場合でも、十分な引張強度を有するものとすることができる。
The average open area ratio of the through holes is preferably 0.5% to 30%, more preferably 1% to 30%, even more preferably 2% to 20%, and particularly preferably 3% to 10%.
By setting the average aperture ratio of the through-holes within the above range, it is possible to prevent the occurrence of voids when the active material is applied to the aluminum foil, and to improve the adhesion with the applied active material. Moreover, even when the aluminum foil has a large number of through-holes, it can have sufficient tensile strength.

なお、貫通孔の平均開口率は、高分解能走査型電子顕微鏡(SEM)を用いてアルミニウム箔の表面を真上から倍率200倍で撮影し、得られたSEM写真の30mm×30mmの視野(5箇所)について、画像解析ソフト等で2値化して貫通孔部分と非貫通孔部分を観察し、貫通孔の開口面積の合計と視野の面積(幾何学的面積)との比率(開口面積/幾何学的面積)から算出し、各視野(5箇所)における平均値を平均開口率として算出した。 In addition, the average aperture ratio of the through-holes was obtained by photographing the surface of the aluminum foil from directly above using a high-resolution scanning electron microscope (SEM) at a magnification of 200, and obtaining a 30 mm × 30 mm field of view (5 The through-hole part and the non-through-hole part are observed by binarizing with image analysis software, etc., and the ratio of the total opening area of the through-holes and the area of the field of view (geometric area) (opening area/geometric area) area), and the average value in each field of view (5 locations) was calculated as the average aperture ratio.

また、アルミニウム箔は、表面(酸化膜)に、平均開口径が0.1μm~100μmの貫通していない凹部を有するのが好ましい。また、アルミニウム箔の表面における、凹部の占有率(面積率)は1%以上であるのが好ましい。
凹部を有することにより、表面積が増加し、活物質層と密着する面積が増加することで、密着性がより向上する。
Further, the aluminum foil preferably has non-penetrating recesses with an average opening diameter of 0.1 μm to 100 μm on the surface (oxide film). Moreover, it is preferable that the occupancy rate (area ratio) of the concave portions on the surface of the aluminum foil is 1% or more.
By having the concave portion, the surface area is increased, and the area in close contact with the active material layer is increased, thereby further improving the adhesion.

密着性の観点から、凹部の平均開口径は、0.1μm~100μmが好ましく、1μm~50μmがより好ましく、2μm~30μmがさらに好ましい。
なお、凹部の平均開口径は、アルミニウム箔の一方の面から、高分解能走査型電子顕微鏡(SEM)を用いてアルミニウム箔の表面を真上から倍率200倍で撮影し、得られたSEM写真において、周囲が環状に連なっている凹凸構造の凹部(ピット)を少なくとも20個抽出し、その最大径を読み取って開口径とし、これらの平均値を平均開口径として算出した。最大径とは、凹部の開口部を構成する一の縁部間の直線距離のうち最大の値とする。例えば、凹部が円形である場合は直径をいい、凹部が楕円形である場合は長径をいい、凹部が複数の円が重なりあった形状である場合は、一の円の縁部と他の円の縁部との直線距離のうち最大値をいう。
From the viewpoint of adhesion, the average opening diameter of the recesses is preferably 0.1 μm to 100 μm, more preferably 1 μm to 50 μm, even more preferably 2 μm to 30 μm.
In addition, the average opening diameter of the recesses is obtained by photographing the surface of the aluminum foil from directly above at a magnification of 200 using a high-resolution scanning electron microscope (SEM) from one surface of the aluminum foil. At least 20 recesses (pits) having a concavo-convex structure with an annular continuous circumference were extracted, and the maximum diameter was read as the opening diameter, and the average value of these was calculated as the average opening diameter. The maximum diameter is the maximum linear distance between one edge forming the opening of the recess. For example, if the recess is circular, it means the diameter; if the recess is elliptical, it means the major axis; The maximum value of the straight-line distance from the edge of the

また、密着性の観点から、凹部の占有率は、1%以上であるのが好ましく、2%~5%であるのがより好ましく、5%~10%であるのがより好ましい。
なお、凹部の占有率は、高分解能走査型電子顕微鏡(SEM)を用いてアルミニウム箔の表面を真上から倍率200倍で撮影し、得られたSEM写真の30mm×30mmの視野(5箇所)について、画像解析ソフト等で2値化して凹部部分と非凹部部分を観察し、凹部の開口面積の合計と視野の面積(幾何学的面積)との比率(開口面積/幾何学的面積)を算出し、各視野(5箇所)における平均値を占有率として算出した。
From the viewpoint of adhesion, the occupancy of the recesses is preferably 1% or more, more preferably 2% to 5%, and even more preferably 5% to 10%.
The occupancy rate of the recesses was obtained by photographing the surface of the aluminum foil from directly above with a high-resolution scanning electron microscope (SEM) at a magnification of 200 times, and obtaining a SEM photograph of 30 mm × 30 mm field of view (5 locations). Regarding, binarize with image analysis software etc. and observe the recessed part and the non-recessed part, and calculate the ratio (opening area/geometric area) of the total opening area of the recess and the area of the field of view (geometric area) The average value in each visual field (five locations) was calculated as the occupancy.

また、アルミニウム箔の表面、すなわち、酸化膜の表面の水接触角が20°~80°であるのが好ましい。
集電体として用いられるアルミニウム箔は、表面に電極材料を塗布されて電極として用いられる。通常、電極材料は水系の溶媒をスラリー状にして集電体に塗布される。水系の電極材料を塗布した際に、電極材料がはじかれることを抑制して塗布性を向上ために、表面に親水化処理を行って親水性にすること(すなわち、水接触角を小さくすること)が行われている(例えば、国際公開第2011/089722号)。
Further, the water contact angle of the surface of the aluminum foil, that is, the surface of the oxide film is preferably 20° to 80°.
An aluminum foil used as a current collector is used as an electrode after being coated with an electrode material on its surface. Generally, the electrode material is applied to the current collector by making a water-based solvent into a slurry. When applying a water-based electrode material, in order to suppress the electrode material from being repelled and improve the applicability, the surface is subjected to a hydrophilic treatment to make it hydrophilic (that is, to reduce the water contact angle). ) has been performed (eg, WO2011/089722).

しかしながら、本発明者らの検討によれば、アルミニウム箔の表面の水接触角が小さすぎると、すなわち、水分との親和性が高いと、空気中の水分を吸着しやすくなるため、酸化膜に水分が供給されやすくなる。酸化膜に水分が供給されると、酸化膜が成長しやすくなるため、その結果、経時によって電気抵抗が悪化しやすくなることがわかった。 However, according to the studies of the present inventors, if the water contact angle on the surface of the aluminum foil is too small, that is, if the affinity with moisture is high, moisture in the air is likely to be adsorbed. Moisture is easily supplied. It has been found that when water is supplied to the oxide film, the oxide film tends to grow, and as a result, the electrical resistance tends to deteriorate over time.

これに対して、アルミニウム箔の表面(酸化膜の表面)の水接触角を20°以上とすることで、水分の吸着による酸化膜の成長を抑制し、経時による電気抵抗の悪化を抑制することができる。アルミニウム箔の表面(酸化膜の表面)の水接触角は40°以上が好ましく、50°以上がさらに好ましい。 On the other hand, by setting the water contact angle of the surface of the aluminum foil (surface of the oxide film) to 20° or more, the growth of the oxide film due to the adsorption of moisture is suppressed, and the deterioration of the electrical resistance over time is suppressed. can be done. The water contact angle of the surface of the aluminum foil (the surface of the oxide film) is preferably 40° or more, more preferably 50° or more.

また、アルミニウム箔の表面(酸化膜の表面)の水接触角が高すぎると、水系の電極材料を塗布した際に、表面ではじかれて均一な塗布が出来ない不具合が生じるおそれがある。これに対して、アルミニウム箔の表面(酸化膜の表面)の水接触角を80°以下とすることで、電極材料の塗布性を向上できる。アルミニウム箔の表面(酸化膜の表面)の水接触角は70°以下が好ましい。 In addition, if the water contact angle of the surface of the aluminum foil (the surface of the oxide film) is too high, when a water-based electrode material is applied, it may be repelled by the surface and uniform application may not be possible. On the other hand, by setting the water contact angle of the surface of the aluminum foil (the surface of the oxide film) to 80° or less, the coatability of the electrode material can be improved. The water contact angle of the aluminum foil surface (oxide film surface) is preferably 70° or less.

水接触角は、空中で水滴を付着させて、水接触角を求める液滴法によって測定される。水接触角の測定方法は、静的接触角がよく、静的接触角の測定方法の場合、液滴法を用いることができる。
一例として、水接触角の測定には、「JIS R 3257:1999 基板ガラス表面のぬれ性試験方法」に記載されている静滴法を使用することができる。水接触角は、例えば、ポータブル接触角計PCA-1(協和界面科学株式会社)によって測定できる。
The water contact angle is measured by the sessile drop method in which water droplets are deposited in the air and the water contact angle is determined. A static contact angle is preferable for measuring the water contact angle, and the sessile drop method can be used for the static contact angle measurement.
As an example, the sessile drop method described in "JIS R 3257:1999 Test method for wettability of substrate glass surface" can be used to measure the water contact angle. The water contact angle can be measured, for example, with a portable contact angle meter PCA-1 (Kyowa Interface Science Co., Ltd.).

<アルミニウム基材>
アルミニウム箔の母材となるアルミニウム基材は、特に限定はされず、例えば、JIS規格H4000に記載されている合金番号1N30、3003等の公知のアルミニウム基材を用いることができる。金属間化合物を多く含むアルミニウムのほうが好ましいが、本願はアルミニウム材に限定されない。なお、アルミニウム基材は、アルミニウムを主成分とし、微量の異元素を含む合金板である。
<Aluminum substrate>
The aluminum base material that is the base material of the aluminum foil is not particularly limited, and for example, known aluminum base materials such as alloy numbers 1N30 and 3003 described in JIS H4000 can be used. Aluminum containing a large amount of intermetallic compounds is preferred, but the present application is not limited to aluminum materials. The aluminum base material is an alloy plate containing aluminum as a main component and a small amount of foreign elements.

アルミニウム基材の表面に形成される酸化膜中の、元素比率O/Alが2以上4以下である金属間化合物Aの密度を500個/mm2以上とするために、アルミニウム基材は、金属間化合物を500個/mm2以上有することが好ましく、1000個/mm2以上200000個/mm2以下有することがより好ましく、3000個/mm2以上300000個/mm2以下有することがさらに好ましい。In order to make the density of the intermetallic compound A having an element ratio O/Al of 2 or more and 4 or less in the oxide film formed on the surface of the aluminum base material 500/mm 2 or more, the aluminum base material It preferably has 500/mm 2 or more intermetallic compounds, more preferably 1,000/mm 2 or more and 200,000/mm 2 or less, and even more preferably 3,000/mm 2 or more and 300,000/mm 2 or less.

アルミニウム基材に含まれる、元素比率O/Alが2以上4以下の金属間化合物の円相当直径は1μm以下が好ましい。 The equivalent circle diameter of the intermetallic compound having an element ratio O/Al of 2 or more and 4 or less, which is contained in the aluminum substrate, is preferably 1 μm or less.

アルミニウム基材の厚みとしては、限定はないが、5μm~100μmが好ましく、10μm~30μmがより好ましい。 The thickness of the aluminum substrate is not limited, but preferably 5 μm to 100 μm, more preferably 10 μm to 30 μm.

[アルミニウム箔の製造方法]
次に、本発明のアルミニウム箔の製造方法について説明する。
本発明のアルミニウム箔の製造方法は、
貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
皮膜形成工程後のアルミニウム基材をアルカリ性水溶液に接触させて最表面を溶解するアルカリ処理工程と、
アルカリ処理工程後のアルミニウム基材を酸性水溶液に接触させて、アルミニウム基材の表面の残渣を除去するとともに、その後出来る自然酸化皮膜が非水和物になるようにする酸処理工程と、を有するアルミニウム箔の製造方法である。
[Method for producing aluminum foil]
Next, the method for producing the aluminum foil of the present invention will be explained.
The method for producing an aluminum foil of the present invention comprises:
a through-hole forming step of forming a through-hole;
an alkali treatment step of contacting the aluminum substrate after the film forming step with an alkaline aqueous solution to dissolve the outermost surface;
an acid treatment step of contacting the aluminum base material after the alkali treatment step with an acidic aqueous solution to remove residues on the surface of the aluminum base material and to make the natural oxide film formed thereafter non-hydrated. A method for producing an aluminum foil.

酸処理工程により、アルミニウム基材表面の大部分は元素比率O/Alが1から2の酸化アルミニウムを主体とする皮膜が形成されつつ、金属間化合物の表面には、元素比率O/Alが2以上4以下である酸化膜が形成される。また、酸処理工程の際、酸性水溶液として、硝酸を含む酸性水溶液を用いることで、アルミ基材表面の大部分の元素比率O/Alが1から2の酸化アルミニウムを主体とする皮膜が形成されつつ、金属間化合物の表面には、元素比率O/Alが2以上4以下である酸化膜を好適に形成できる。 By the acid treatment step, most of the surface of the aluminum substrate is formed with a film mainly composed of aluminum oxide with an element ratio O/Al of 1 to 2, while the surface of the intermetallic compound has an element ratio O/Al of 2. An oxide film having a thickness of 4 or less is formed. Further, in the acid treatment step, by using an acidic aqueous solution containing nitric acid as an acidic aqueous solution, a film mainly composed of aluminum oxide having an element ratio O/Al of 1 to 2 is formed on most of the surface of the aluminum substrate. At the same time, an oxide film having an element ratio O/Al of 2 or more and 4 or less can be preferably formed on the surface of the intermetallic compound.

また、アルカリ処理工程は酸処理工程の前に不要な皮膜や油分等を除去し、アルミニウム基材を露出させて、酸化膜の形成を容易にする。 In addition, the alkali treatment step removes unnecessary films, oils, etc. before the acid treatment step, and exposes the aluminum substrate to facilitate the formation of an oxide film.

また、貫通孔形成工程は、電解を用いる方法、機械的に孔を形成する方法等、公知の方法を適用できる。 Moreover, the through-hole forming step can be performed by a known method such as a method using electrolysis or a method of mechanically forming holes.

また、アルカリ処理工程、酸処理工程、および、貫通孔形成工程それぞれの工程終了後には水洗処理を行う水洗工程を有するのが好ましい。
また、各工程後の水洗処理の後には、乾燥処理を行う乾燥工程を有するのが好ましい。
ここで、酸処理工程の後の水洗工程後の乾燥工程は、アルミニウム基材に200超℃350℃以下の高温の風を使って行うことが好ましい。酸処理工程後の乾燥工程をこの条件で行うことで、アルミニウム基材の大部分の酸化膜の元素比率O/Alが1以上2未満になり、金属間化合物の表面には元素比率O/Alが2以上4以下である酸化膜を形成しやすくなり好ましい。
Moreover, it is preferable to have a water washing step for performing a water washing treatment after each of the alkali treatment step, the acid treatment step, and the through-hole forming step.
Moreover, it is preferable to have a drying step for performing a drying treatment after the water washing treatment after each step.
Here, the drying process after the water washing process after the acid treatment process is preferably carried out on the aluminum substrate using high-temperature air of more than 200° C. and 350° C. or less. By performing the drying step after the acid treatment step under these conditions, the element ratio O/Al of most of the oxide films on the aluminum base material becomes 1 or more and less than 2, and the element ratio O/Al on the surface of the intermetallic compound is preferably 2 or more and 4 or less.

以下、図1に示す貫通孔を有するアルミニウム箔を例にして、アルミニウム箔の製造方法の各工程を図3~図6を用いて説明した後に、各工程について詳述する。 Hereinafter, taking the aluminum foil having through holes shown in FIG. 1 as an example, each step of the aluminum foil manufacturing method will be described with reference to FIGS. 3 to 6, and then each step will be described in detail.

図3~図6は、アルミニウム箔の製造方法の好適な実施態様の一例を示す模式的な断面図である。
アルミニウム箔の製造方法は、図3~図6に示すように、アルミニウム基材1の両方の主面に対して皮膜形成処理を施し、水酸化アルミニウム等の皮膜2を形成する皮膜形成工程(図3および図4)と、皮膜形成工程の後に電解溶解処理を施して貫通孔5を形成し、貫通孔を有するアルミニウム基材3および貫通孔を有する皮膜4を形成する貫通孔形成工程(図4および図5)と、貫通孔形成工程の後に、貫通孔を有する皮膜4を含む最表層を溶解して除去するアルカリ処理工程工程(図5および図6)と、アルカリ処理工程の後に、酸処理を行い、貫通孔を有するアルミニウム基材3の両方の主面に酸化膜を形成する酸処理工程(図6および図1)と、を有する製造方法である。
3 to 6 are schematic cross-sectional views showing an example of a preferred embodiment of the aluminum foil manufacturing method.
As shown in FIGS. 3 to 6, the method for producing an aluminum foil includes a film forming step (Fig. 3 and FIG. 4), and a through-hole forming step (FIG. 4) in which the through-holes 5 are formed by performing electrolytic dissolution treatment after the film-forming step, and the aluminum substrate 3 having the through-holes and the film 4 having the through-holes are formed. and FIG. 5), an alkali treatment step (FIGS. 5 and 6) for dissolving and removing the outermost layer including the coating 4 having through holes after the through-hole forming step, and an acid treatment after the alkali treatment step. and an acid treatment step (FIGS. 6 and 1) for forming oxide films on both main surfaces of the aluminum base material 3 having through holes.

〔貫通孔形成工程〕
貫通孔形成工程は、アルミニウム基材に貫通孔を形成する工程である。
貫通孔形成工程における貫通孔の形成方法には特に制限はなく、パンチング加工等の機械的な方法、あるいは、電解溶解処理等の電気化学的な方法が利用可能である。
平均開口径が0.1μm~100μmの貫通孔を容易に形成できる点で、電解溶解処理による貫通孔の形成方法が好適である。
[Through hole forming step]
The through-hole forming step is a step of forming through-holes in the aluminum base material.
The method of forming the through-holes in the through-hole forming step is not particularly limited, and mechanical methods such as punching or electrochemical methods such as electrolytic dissolution can be used.
The method of forming through-holes by electrolytic dissolution is preferable in that through-holes having an average opening diameter of 0.1 μm to 100 μm can be easily formed.

電解溶解処理を行う貫通孔形成工程は、あらかじめ不均質な皮膜を形成する皮膜形成工程の後に、アルミニウム基材を陽極として、第3の酸性水溶液で電解処理(電解溶解処理)を施し、アルミニウム基材および水酸化アルミニウム皮膜に貫通孔を形成する工程である。皮膜の種類は電解処理中に溶解し貫通しやすい場所と、しにくい場所の差を形成出来れば特に限定はない。 In the through-hole forming step in which electrolytic dissolution treatment is performed, after the film forming step of forming a non-homogeneous film in advance, electrolytic treatment (electrolytic dissolution treatment) is performed with a third acidic aqueous solution using the aluminum base material as an anode, and the aluminum base material is This is a step of forming through-holes in the material and the aluminum hydroxide film. The type of film is not particularly limited as long as it is possible to form a difference between areas that are easily dissolved and penetrated during electrolytic treatment and areas that are difficult to dissolve.

<電解溶解処理>
上記電解溶解処理は特に限定されず、直流または交流を用い、酸性溶液(第2の酸性水溶液)を電解液に用いることができる。中でも、硝酸、塩酸の少なくとも1以上の酸を用いて電気化学処理を行うのが好ましく、これらの酸に加えて硫酸、燐酸、シュウ酸の少なくとも1以上の混酸を用いて電気化学的処理を行うのが更に好ましい。
<Electrolytic dissolution>
The electrolytic dissolution treatment is not particularly limited, and direct current or alternating current can be used, and an acidic solution (second acidic aqueous solution) can be used as the electrolytic solution. Among them, it is preferable to perform the electrochemical treatment using at least one acid selected from nitric acid and hydrochloric acid. In addition to these acids, the electrochemical treatment is performed using a mixed acid including at least one selected from sulfuric acid, phosphoric acid and oxalic acid. is more preferred.

本発明においては、電解液である酸性溶液としては、上記酸のほかに、米国特許第4,671,859号、同第4,661,219号、同第4,618,405号、同第4,600,482号、同第4,566,960号、同第4,566,958号、同第4,566,959号、同第4,416,972号、同第4,374,710号、同第4,336,113号、同第4,184,932号の各明細書等に記載されている電解液を用いることもできる。 In the present invention, as the acidic solution which is the electrolytic solution, in addition to the above acids, 4,600,482, 4,566,960, 4,566,958, 4,566,959, 4,416,972, 4,374,710 Electrolyte solutions described in the specifications of No. 4,336,113 and No. 4,184,932 can also be used.

酸性溶液の濃度は0.1~2.5質量%であるのが好ましく、0.2~2.0質量%であるのが特に好ましい。また、酸性溶液の液温は20~80℃であるのが好ましく、30~60℃であるのがより好ましい。 The concentration of the acid solution is preferably 0.1-2.5% by weight, particularly preferably 0.2-2.0% by weight. The temperature of the acidic solution is preferably 20-80°C, more preferably 30-60°C.

また、上記酸を主体とする水溶液は、濃度1~100g/Lの酸の水溶液に、硝酸アルミニウム、硝酸ナトリウム、硝酸アンモニウム等の硝酸イオンを有する硝酸化合物または塩化アルミニウム、塩化ナトリウム、塩化アンモニウム等の塩酸イオンを有する塩酸化合物、硫酸アルミニウム、硫酸ナトリウム、硫酸アンモニウム等の硫酸イオンを有する硫酸化合物少なくとも一つを1g/Lから飽和するまでの範囲で添加して使用することができる。
また、上記酸を主体とする水溶液には、鉄、銅、マンガン、ニッケル、チタン、マグネシウム、シリカ等のアルミニウム合金中に含まれる金属が溶解していてもよい。好ましくは、酸の濃度0.1~2質量%の水溶液にアルミニウムイオンが1~100g/Lとなるように、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム等を添加した液を用いることが好ましい。
Further, the aqueous solution mainly composed of the acid is an aqueous solution of acid with a concentration of 1 to 100 g / L, nitric acid compounds having nitrate ions such as aluminum nitrate, sodium nitrate, ammonium nitrate, or hydrochloric acid such as aluminum chloride, sodium chloride, ammonium chloride, etc. At least one sulfate compound having sulfate ions such as a hydrochloride compound having ions, aluminum sulfate, sodium sulfate, ammonium sulfate, etc. can be added and used in an amount ranging from 1 g/L to saturation.
In addition, metals contained in aluminum alloys, such as iron, copper, manganese, nickel, titanium, magnesium, and silica, may be dissolved in the aqueous solution mainly composed of the acid. It is preferable to use a solution obtained by adding aluminum chloride, aluminum nitrate, aluminum sulfate, or the like to an aqueous solution having an acid concentration of 0.1 to 2% by mass so that aluminum ions are 1 to 100 g/L.

電気化学的溶解処理には、主に直流電流が用いられるが、交流電流を使用する場合にはその交流電源波は特に限定されず、サイン波、矩形波、台形波、三角波等が用いられ、中でも、矩形波または台形波が好ましく、台形波が特に好ましい。 Direct current is mainly used for electrochemical dissolution treatment, but when alternating current is used, the AC power wave is not particularly limited, and sine wave, rectangular wave, trapezoidal wave, triangular wave, etc. are used. Among them, a rectangular wave or a trapezoidal wave is preferable, and a trapezoidal wave is particularly preferable.

(硝酸電解)
本発明においては、硝酸を主体とする電解液を用いた電気化学的溶解処理(以下、「硝酸溶解処理」とも略す。)により、容易に、平均開口径が0.1μm~100μmの貫通孔を形成することができる。
ここで、硝酸溶解処理は、貫通孔形成の溶解ポイントを制御しやすい理由から、直流電流を用い、平均電流密度を5A/dm2以上とし、かつ、電気量を50C/dm2以上とする条件で施す電解処理であるであるのが好ましい。なお、平均電流密度は100A/dm2以下であるのが好ましく、電気量は10000C/dm2以下であるのが好ましい。
また、硝酸電解における電解液の濃度や温度は特に限定されず、高濃度、例えば、硝酸濃度15~35質量%の硝酸電解液を用いて30~60℃で電解を行ったり、硝酸濃度0.7~2質量%の硝酸電解液を用いて高温、例えば、80℃以上で電解を行うことができる。
また、上記硝酸電解液に濃度0.1~50質量%の硫酸、シュウ酸、燐酸の少なくとも1つを混ぜた電解液を用いて電解を行うことができる。
(Nitric acid electrolysis)
In the present invention, through-holes having an average opening diameter of 0.1 μm to 100 μm are easily formed by electrochemical dissolution treatment using an electrolytic solution mainly composed of nitric acid (hereinafter also abbreviated as “nitric acid dissolution treatment”). can be formed.
Here, the nitric acid dissolution treatment uses a DC current, an average current density of 5 A/dm 2 or more, and an amount of electricity of 50 C/dm 2 or more because it is easy to control the dissolution point for forming through holes. It is preferable that the electrolytic treatment is carried out in. The average current density is preferably 100 A/dm 2 or less, and the quantity of electricity is preferably 10000 C/dm 2 or less.
Further, the concentration and temperature of the electrolytic solution in nitric acid electrolysis are not particularly limited. Electrolysis can be performed at a high temperature, for example, 80° C. or higher using a 7 to 2% by mass nitric acid electrolyte.
Further, electrolysis can be performed using an electrolytic solution obtained by mixing at least one of sulfuric acid, oxalic acid, and phosphoric acid with a concentration of 0.1 to 50% by mass in the nitric acid electrolytic solution.

(塩酸電解)
本発明においては、塩酸を主体とする電解液を用いた電気化学的溶解処理(以下、「塩酸溶解処理」とも略す。)によっても、容易に、平均開口径が0.1μm~100μmの貫通孔を形成することができる。
ここで、塩酸溶解処理は、貫通孔形成の溶解ポイントを制御しやすい理由から、直流電流を用い、平均電流密度を5A/dm2以上とし、かつ、電気量を50C/dm2以上とする条件で施す電解処理であるであるのが好ましい。なお、平均電流密度は100A/dm2以下であるのが好ましく、電気量は10000C/dm2以下であるのが好ましい。
また、塩酸電解における電解液の濃度や温度は特に限定されず、高濃度、例えば、塩酸濃度10~35質量%の塩酸電解液を用いて30~60℃で電解を行ったり、塩酸濃度0.7~2質量%の塩酸電解液を用いて高温、例えば、80℃以上で電解を行うことができる。
また、上記塩酸電解液に濃度0.1~50質量%の硫酸、シュウ酸、燐酸の少なくとも1つを混ぜた電解液を用いて電解を行うことができる。
(hydrochloric acid electrolysis)
In the present invention, through-holes having an average opening diameter of 0.1 μm to 100 μm can be easily formed by electrochemical dissolution treatment using an electrolytic solution mainly composed of hydrochloric acid (hereinafter also abbreviated as “hydrochloric acid dissolution treatment”). can be formed.
Here, the hydrochloric acid dissolution treatment uses a direct current, an average current density of 5 A/dm 2 or more, and an amount of electricity of 50 C/dm 2 or more because it is easy to control the dissolution point for forming through holes. It is preferable that the electrolytic treatment is carried out in. The average current density is preferably 100 A/dm 2 or less, and the quantity of electricity is preferably 10000 C/dm 2 or less.
Further, the concentration and temperature of the electrolytic solution in the hydrochloric acid electrolysis are not particularly limited. Electrolysis can be performed at a high temperature, for example, 80° C. or higher using a hydrochloric acid electrolyte of 7 to 2 mass %.
Further, electrolysis can be performed using an electrolytic solution obtained by mixing at least one of sulfuric acid, oxalic acid, and phosphoric acid with a concentration of 0.1 to 50% by mass in the hydrochloric acid electrolytic solution.

〔アルカリ処理工程〕
アルカリ処理工程は、アルカリ性水溶液を用いた化学的溶解処理を行ってアルミニウム基材の最表層を溶解(除去)する工程である。また、電解処理で貫通孔を形成した場合に表面に残る残渣や皮膜を一旦除去する。その際、アルミニウム基材の表層の金属間化合物は、アルカリ性水溶液に対する溶解速度が、アルミニウム素地よりも遅いため、処理条件を適宜選択することで、金属間化合物をアルミニウム基材の表層に若干浮き出た状態で表面に残すことができる。
上記アルカリ処理工程は、例えば、後述するアルカリエッチング処理を施すことによりアルミニウム基材の最表層を溶解(除去)することができる。
[Alkaline treatment step]
The alkali treatment step is a step of dissolving (removing) the outermost layer of the aluminum substrate by performing a chemical dissolution treatment using an alkaline aqueous solution. In addition, once the through-holes are formed by electrolytic treatment, any residue or film remaining on the surface is removed. At that time, the intermetallic compound on the surface layer of the aluminum substrate has a slower dissolution rate in an alkaline aqueous solution than the aluminum substrate, so by appropriately selecting the treatment conditions, the intermetallic compound was slightly embossed on the surface layer of the aluminum substrate. Can be left on the surface in a state.
In the alkali treatment step, the outermost layer of the aluminum base material can be dissolved (removed) by performing, for example, an alkali etching treatment to be described later.

<アルカリエッチング処理>
アルカリエッチング処理は、アルミニウム基材をアルカリ性水溶液に接触させることにより、表層を溶解させる処理である。
<Alkaline etching treatment>
The alkali etching treatment is a treatment of dissolving the surface layer by bringing the aluminum base material into contact with an alkaline aqueous solution.

アルカリ性水溶液に用いられるアルカリとしては、例えば、カセイアルカリ、アルカリ金属塩が挙げられる。具体的には、カセイアルカリとしては、例えば、水酸化ナトリウム(カセイソーダ)、カセイカリが挙げられる。また、アルカリ金属塩としては、例えば、メタケイ酸ソーダ、ケイ酸ソーダ、メタケイ酸カリ、ケイ酸カリ等のアルカリ金属ケイ酸塩;炭酸ソーダ、炭酸カリ等のアルカリ金属炭酸塩;アルミン酸ソーダ、アルミン酸カリ等のアルカリ金属アルミン酸塩;グルコン酸ソーダ、グルコン酸カリ等のアルカリ金属アルドン酸塩;第二リン酸ソーダ、第二リン酸カリ、第三リン酸ソーダ、第三リン酸カリ等のアルカリ金属リン酸水素塩が挙げられる。中でも、エッチング速度が速い点および安価である点から、カセイアルカリの溶液、および、カセイアルカリとアルカリ金属アルミン酸塩との両者を含有する溶液が好ましい。特に、水酸化ナトリウムの水溶液が好ましい。 Examples of the alkali used in the alkaline aqueous solution include caustic alkalis and alkali metal salts. Specifically, examples of caustic alkalis include sodium hydroxide (caustic soda) and caustic potash. Examples of alkali metal salts include alkali metal silicates such as sodium metasilicate, sodium silicate, potassium metasilicate and potassium silicate; alkali metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate; sodium aluminate and aluminum. alkali metal aluminates such as acid potassium; alkali metal aldonic salts such as sodium gluconate and potassium gluconate; dibasic sodium phosphate, dibasic potassium phosphate, tribasic sodium phosphate, tribasic potassium phosphate Alkali metal hydrogen phosphates may be mentioned. Among them, a solution of caustic alkali and a solution containing both caustic alkali and alkali metal aluminate are preferable in terms of high etching rate and low cost. An aqueous solution of sodium hydroxide is particularly preferred.

アルカリ性水溶液の濃度は、0.1~50質量%であるのが好ましく、0.2~10質量%であるのがより好ましい。アルカリ性水溶液中にアルミニウムイオンが溶解している場合には、アルミニウムイオンの濃度は、0.01~10質量%であるのが好ましく、0.1~3質量%であるのがより好ましい。アルカリ溶液の温度は10~90℃であるのが好ましい。処理時間は1~120秒であるのが好ましい。 The concentration of the alkaline aqueous solution is preferably 0.1-50% by mass, more preferably 0.2-10% by mass. When aluminum ions are dissolved in the alkaline aqueous solution, the concentration of aluminum ions is preferably 0.01 to 10% by mass, more preferably 0.1 to 3% by mass. The temperature of the alkaline solution is preferably 10-90°C. The treatment time is preferably 1 to 120 seconds.

アルミニウム基材をアルカリ溶液に接触させる方法としては、例えば、アルミニウム基材をアルカリ溶液を入れた槽の中を通過させる方法、アルミニウム基材をアルカリ溶液を入れた槽の中に浸せきさせる方法、アルカリ溶液をアルミニウム基材の表面に噴きかける方法が挙げられる。 Examples of the method of bringing the aluminum substrate into contact with the alkaline solution include a method of passing the aluminum substrate through a tank containing an alkaline solution, a method of immersing the aluminum substrate in a tank containing an alkaline solution, a method of A method of spraying the solution onto the surface of the aluminum substrate can be used.

〔酸処理工程〕
酸処理工程は、アルミニウム基材を酸性水溶液(第1の酸性水溶液)に接触させて、アルミニウム基材の表面ないし裏面に、元素比率O/Alが1以上2未満の酸化膜を形成し、金属間化合物の表面には元素比率O/Alが2以上4以下である酸化膜を形成する工程である。
前述のとおり、アルミニウム基材表面の大部分に、元素比率O/Alが1以上2未満の酸化皮膜を形成し、500個/mm2以上存在する金属間化合物の表面には、元素比率O/Alが2以上4以下であるを酸化膜を形成することで、この金属間化合物を起点として酸化膜の絶縁性を低下させて、酸化膜の電気抵抗を低下させることができる。
[Acid treatment process]
In the acid treatment step, the aluminum base material is brought into contact with an acidic aqueous solution (first acidic aqueous solution) to form an oxide film having an element ratio O/Al of 1 or more and less than 2 on the surface or back surface of the aluminum base material. This is a step of forming an oxide film having an element ratio O/Al of 2 or more and 4 or less on the surface of the intercompound.
As described above, an oxide film having an element ratio O/Al of 1 or more and less than 2 is formed on most of the surface of the aluminum substrate, and the surface of the intermetallic compounds present at 500/mm 2 or more has an element ratio O/ By forming an oxide film containing 2 or more and 4 or less Al, the insulating property of the oxide film can be lowered starting from the intermetallic compound, and the electric resistance of the oxide film can be lowered.

酸処理工程において、酸性水溶液でアルミニウム基材の表面を洗い流すことで、アルカリ処理工程に伴って形成された残渣を除去するとともに、アルミニウム基材の表面に形成される自然酸化皮膜を酸化アルミニウムを主体とした不動態皮膜にすることができる。
ここで、アルミニウム基材が含有している、アルミニウムとFeあるいはSi等からなる金属間化合物は、アルミニウム元素を含有していることから、酸化膜が形成される。その際、前述のとおり、アルカリ処理工程によって、金属間化合物がアルミニウム基材の表層に若干浮き出た状態となっているため、金属間化合物の体積に対して表出している面積の割合が大きくなる。その結果、金属間化合物の表面に形成される酸化膜は、酸素OとアルミニウムAlの元素比=O/Alが大きくなることがわかった。これは、金属間化合物の表面積が大きいことで、全面均一な酸化アルミニウムの不動態にはならず、たとえば、局所的に水分子が吸着しやすくなったためと考えられる。そのため、元素比率O/Alが2以上4以下である金属間化合物Aを500個/mm2以上有する酸化膜を形成することができる。
In the acid treatment process, the surface of the aluminum base material is washed away with an acidic aqueous solution to remove the residue formed during the alkali treatment process, and the natural oxide film formed on the surface of the aluminum base material is mainly composed of aluminum oxide. It can be a passive film.
Here, since the intermetallic compound composed of aluminum and Fe or Si contained in the aluminum base material contains the aluminum element, an oxide film is formed. At that time, as described above, the intermetallic compound is in a state in which the intermetallic compound is slightly raised on the surface layer of the aluminum base material due to the alkali treatment step, so the ratio of the exposed area to the volume of the intermetallic compound is increased. . As a result, it was found that the oxide film formed on the surface of the intermetallic compound had a large element ratio of oxygen O to aluminum Al=O/Al. This is probably because the surface area of the intermetallic compound is large, so that aluminum oxide does not pass uniformly over the entire surface and, for example, water molecules are easily adsorbed locally. Therefore, it is possible to form an oxide film having 500/mm 2 or more intermetallic compounds A with an element ratio O/Al of 2 or more and 4 or less.

酸処理工程において用いる酸性水溶液(第1の酸性水溶液)としては、硝酸、硫酸、燐酸、シュウ酸、あるいは、これらの2以上の混酸を用いることが好ましく、硝酸を含む酸性水溶液を用いることがより好ましい。
酸性水溶液の濃度は0.01~10質量%であるのが好ましく、0.1~5質量%であるのが特に好ましい。また、酸性水溶液の液温は25~70℃であるのが好ましく、30~55℃であるのがより好ましい。
As the acidic aqueous solution (first acidic aqueous solution) used in the acid treatment step, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, oxalic acid, or a mixed acid of two or more of these is preferably used, and an acidic aqueous solution containing nitric acid is more preferably used. preferable.
The concentration of the acidic aqueous solution is preferably 0.01 to 10% by weight, particularly preferably 0.1 to 5% by weight. Also, the liquid temperature of the acidic aqueous solution is preferably 25 to 70°C, more preferably 30 to 55°C.

また、アルミニウム基材を酸性水溶液に接触させる方法は、特に限定されず、例えば、浸せき法、スプレー法が挙げられる。スプレー法はアルミ表面の液置換が容易なため好ましい。 Also, the method of bringing the aluminum substrate into contact with the acidic aqueous solution is not particularly limited, and examples thereof include an immersion method and a spray method. The spray method is preferable because it facilitates liquid replacement on the aluminum surface.

浸せき法は、アルミニウム基材を上述した酸性溶液に浸せきさせる処理である。浸せき処理の際にかくはんを行うと、ムラのない処理が行われるため、好ましい。
浸せき処理の時間は、15秒以上であるのが好ましく、30秒以上であるのがより好ましく、40秒以上であるのが更に好ましい。
The immersion method is a process of immersing the aluminum substrate in the acid solution described above. Stirring during the immersion treatment is preferable because the treatment can be performed evenly.
The immersion treatment time is preferably 15 seconds or longer, more preferably 30 seconds or longer, and even more preferably 40 seconds or longer.

〔水洗工程〕
前述のとおり、本発明においては、上述したアルカリ処理工程、酸処理工程、および、貫通孔形成工程それぞれの工程終了後には水洗処理を行う水洗工程を有するのが好ましい。水洗には、純水、井水、水道水等を用いることができる。処理液の次工程への持ち込みを防ぐためにニップ装置を用いてもよい。
[Washing process]
As described above, in the present invention, it is preferable to have a water washing step after each of the alkali treatment step, the acid treatment step, and the through-hole forming step described above. Pure water, well water, tap water, or the like can be used for washing with water. A nip device may be used to prevent the processing liquid from being brought into the next step.

〔乾燥工程〕
前述のとおり、各工程後の水洗工程の後には、乾燥処理を行う乾燥工程を有するのが好ましい。
乾燥の方法には限定はなく、エアナイフ等により水分を吹き飛ばす方法、加熱による方法等の公知の乾燥方法が適宜利用可能である。また、複数の乾燥方法を行なってもよい。
[Drying process]
As described above, it is preferable to have a drying step for performing a drying treatment after the water washing step after each step.
The drying method is not limited, and known drying methods such as a method of blowing off moisture with an air knife or the like, a method of heating, and the like can be used as appropriate. Moreover, you may perform several drying methods.

ここで、酸処理工程の後にアルミニウム基材を水洗する水洗工程を有するのが好ましく、酸処理工程後の水洗工程の後に、乾燥工程を有するのが好ましい。その際、乾燥工程は、アルミニウム基材表面に200超℃350℃以下の熱風を当てて加熱する工程であるのが好ましい。
酸処理工程でアルミニウム基材の表面に酸化膜を形成した後に、アルミニウム基材(酸化膜)の表面に残存する酸性水溶液を除去するために水洗工程を行い、さらに、水洗工程で付着した水膜を除去する乾燥工程において、アルミニウム基材を200超℃350℃以下に加熱することで、アルミニウム基材表面には、元素比率O/Alが1以上2未満の酸化膜を形成し、金属間化合物の表面には、元素比率O/Alが2以上4以下である酸化膜を好適に形成することができる。
Here, it is preferable to have a water washing step for washing the aluminum base material after the acid treatment step, and it is preferable to have a drying step after the water washing step after the acid treatment step. In this case, the drying step is preferably a step of heating the surface of the aluminum base material by applying hot air of more than 200° C. to 350° C. or less.
After forming an oxide film on the surface of the aluminum base material in the acid treatment process, a water washing process is performed to remove the acidic aqueous solution remaining on the surface of the aluminum base material (oxide film). By heating the aluminum substrate to more than 200 ° C. and 350 ° C. or less in the drying step of removing the, an oxide film having an element ratio O / Al of 1 or more and less than 2 is formed on the surface of the aluminum substrate, and an intermetallic compound An oxide film having an element ratio O/Al of 2 or more and 4 or less can be preferably formed on the surface of the .

酸処理工程後の乾燥工程における加熱温度は熱風温度が、180℃~350℃が好ましく、240℃~300℃がより好ましい。また、乾燥時間は、1~30秒が好ましく、3~10秒がより好ましい。 The heating temperature in the drying step after the acid treatment step is preferably a hot air temperature of 180°C to 350°C, more preferably 240°C to 300°C. The drying time is preferably 1 to 30 seconds, more preferably 3 to 10 seconds.

ここで、本発明の製造方法において作製されるアルミニウム箔の表面(酸化膜の表面)の水接触角は、貫通孔の形成方法の影響を受ける。そのため、作製後(酸処理工程後)のアルミニウム箔の表面(酸化膜の表面)の水接触角に応じて、水接触角を調整する工程を実施してもよい。なお、作製後(酸処理工程後)のアルミニウム箔の表面(酸化膜の表面)の水接触角が20°~80°の場合には、酸化膜の形成後(酸処理工程後)に、親水化処理を施さないのが好ましい。また、アルミニウム箔の作製後、電極材料を塗布するまでの間に親水化処理を施さないのが好ましい。 Here, the water contact angle of the surface of the aluminum foil (the surface of the oxide film) produced by the production method of the present invention is affected by the method of forming the through-holes. Therefore, a step of adjusting the water contact angle may be carried out according to the water contact angle of the aluminum foil surface (oxide film surface) after production (after the acid treatment step). In addition, when the water contact angle of the aluminum foil surface (oxide film surface) after production (after the acid treatment process) is 20° to 80°, after the oxide film is formed (after the acid treatment process), a hydrophilic It is preferable not to apply a hardening treatment. Moreover, it is preferable not to apply a hydrophilization treatment to the electrode material after the production of the aluminum foil.

[集電体]
上述のとおり、本発明のアルミニウム箔は、蓄電デバイス用集電体(以下、「集電体」ともいう)として利用可能である。
集電体は、アルミニウム箔が厚み方向に複数の貫通孔を有していることにより、例えば、リチウムイオンキャパシタに用いた場合においては短時間でのリチウムのプレドープが可能となり、リチウムをより均一に分散させることが可能となる。また、活物質層や活性炭との密着性が良好となり、サイクル特性や出力特性、塗布適性等の生産性に優れる蓄電デバイスを作製することができる。
また、本発明のアルミニウム箔を用いる集電体は、酸化膜の電気抵抗が低いので活物質層との間の電気抵抗が低くなり、効率の良い蓄電デバイスを作製することができる。
[Current collector]
As described above, the aluminum foil of the present invention can be used as a current collector for power storage devices (hereinafter also referred to as "current collector").
Since the current collector has a plurality of through holes in the aluminum foil in the thickness direction, for example, when it is used in a lithium ion capacitor, it is possible to pre-dope lithium in a short time, and the lithium is made more uniform. Dispersion becomes possible. In addition, the adhesion to the active material layer and activated carbon is improved, and an electricity storage device having excellent productivity such as cycle characteristics, output characteristics, and coating suitability can be produced.
In addition, since the current collector using the aluminum foil of the present invention has a low electrical resistance of the oxide film, the electrical resistance between the current collector and the active material layer is low, and an efficient electricity storage device can be produced.

<活物質層>
活物質層としては特に限定はなく、従来の蓄電デバイスにおいて用いられる公知の活物質層が利用可能である。
具体的には、アルミニウム箔を正極の集電体として用いる場合の、活物質および活物質層に含有していてもよい導電材、結着剤、溶媒等については、特開2012-216513号公報の[0077]~[0088]段落に記載された材料を適宜採用することができ、その内容は本明細書に参照として取り込まれる。
また、アルミニウム箔を負極の集電体として用いる場合の、活物質については、特開2012-216513号公報の[0089]段落に記載された材料を適宜採用することができ、その内容は本明細書に参照として取り込まれる。
<Active material layer>
The active material layer is not particularly limited, and known active material layers used in conventional electricity storage devices can be used.
Specifically, when aluminum foil is used as a current collector of the positive electrode, the conductive material, binder, solvent, etc. that may be contained in the active material and the active material layer are disclosed in JP-A-2012-216513. , paragraphs [0077] to [0088], the contents of which are incorporated herein by reference.
In addition, when aluminum foil is used as the current collector of the negative electrode, the active material may be appropriately selected from the materials described in paragraph [0089] of JP-A-2012-216513. incorporated into the book as a reference.

[蓄電デバイス]
本発明のアルミニウム箔を集電体として利用する電極は、リチウムイオンバッテリー、リチウムイオンキャパシタ等の蓄電デバイスの正極あるいは負極として用いることができる。
ここで、蓄電デバイス(特に、二次電池)の具体的な構成や適用される用途については、特開2012-216513号公報の[0090]~[0123]段落に記載された材料や用途を適宜採用することができ、その内容は本明細書に参照として取り込まれる。
[Power storage device]
An electrode using the aluminum foil of the present invention as a current collector can be used as a positive electrode or a negative electrode of an electric storage device such as a lithium ion battery or a lithium ion capacitor.
Here, regarding the specific configuration and application of the electric storage device (especially, the secondary battery), the materials and applications described in paragraphs [0090] to [0123] of JP-A-2012-216513 may be used as appropriate. can be adopted, the contents of which are incorporated herein by reference.

[正極]
本発明のアルミニウム箔を集電体として用いた正極は、アルミニウム箔を正極に用いた正極集電体と、正極集電体の表面に形成される正極活物質を含む層(正極活物質層)とを有する正極である。
ここで、上記正極活物質や、上記正極活物質層に含有していてもよい導電材、結着剤、溶媒等については、特開2012-216513号公報の[0077]~[0088]段落に記載された材料を適宜採用することができ、その内容は本明細書に参照として取り込まれる。
[Positive electrode]
The positive electrode using the aluminum foil of the present invention as a current collector includes a positive electrode current collector using the aluminum foil as a positive electrode and a layer containing a positive electrode active material formed on the surface of the positive electrode current collector (positive electrode active material layer). and a positive electrode.
Here, the positive electrode active material and the conductive material, binder, solvent, etc. that may be contained in the positive electrode active material layer are described in paragraphs [0077] to [0088] of JP-A-2012-216513. The materials described can be employed as appropriate, the contents of which are incorporated herein by reference.

[負極]
本発明のアルミニウム箔を集電体として用いた負極は、アルミニウム箔を負極に用いた負極集電体と、負極集電体の表面に形成される負極活物質を含む層とを有する負極である。
ここで、上記負極活物質については、特開2012-216513号公報の[0089]段落に記載された材料を適宜採用することができ、その内容は本明細書に参照として取り込まれる。
[Negative electrode]
A negative electrode using an aluminum foil as a current collector of the present invention is a negative electrode having a negative electrode current collector using an aluminum foil as a negative electrode and a layer containing a negative electrode active material formed on the surface of the negative electrode current collector. .
Here, for the negative electrode active material, materials described in paragraph [0089] of JP-A-2012-216513 can be appropriately employed, the contents of which are incorporated herein by reference.

[その他の用途]
本発明のアルミニウム箔は、電解コンデンサ用の集電体としても用いることができる。
[Other uses]
The aluminum foil of the present invention can also be used as a current collector for electrolytic capacitors.

以下に実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきものではない。 The present invention will be described in further detail based on examples below. The materials, amounts used, proportions, treatment details, treatment procedures, etc. shown in the following examples can be changed as appropriate without departing from the gist of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed to be limited by the examples shown below.

[実施例1、2および比較例1~3]
<アルミニウム基材の準備>
円相当直径1μm以下の金属間化合物を含むアルミニウム基材A1およびA2、ならびに、円相当直径1μm以下の金属間化合物を含まないアルミニウム基材Bを準備した。
[Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3]
<Preparation of aluminum substrate>
Aluminum substrates A1 and A2 containing an intermetallic compound with an equivalent circle diameter of 1 μm or less and an aluminum substrate B containing no intermetallic compound with an equivalent circle diameter of 1 μm or less were prepared.

アルミニウム基材A1は、Al純度99.90%のアルミニウム地金を溶解し、Feを2%添加したアルミニウムをDC(Direct Chill)鋳造法で鋳造後、熱間圧延と冷間圧延で最終板厚20μmに仕上げたアルミニウム基材である。強度を調整するため、冷間圧延の途中で、板厚2mmのときに熱処理を行った。 The aluminum base A1 is made by melting an aluminum base metal with an Al purity of 99.90%, casting aluminum with 2% Fe added by a DC (Direct Chill) casting method, and then hot rolling and cold rolling to obtain a final plate thickness. It is an aluminum base material finished to 20 μm. In order to adjust the strength, heat treatment was performed when the sheet thickness was 2 mm during the cold rolling.

アルミニウム基材A2は、Al純度99.90%のアルミニウム地金を溶解し、Feを0.5%添加したアルミニウムを連続鋳造法で鋳造後、冷間圧延で最終板厚20μmに仕上げたアルミニウム基材である。強度を調整するため、冷間圧延の途中で、板厚2mmのときに熱処理を行った。 The aluminum base A2 is an aluminum base obtained by melting an aluminum base metal with an Al purity of 99.90%, casting aluminum to which 0.5% of Fe is added by a continuous casting method, and then cold rolling it to a final plate thickness of 20 μm. It is wood. In order to adjust the strength, heat treatment was performed when the sheet thickness was 2 mm during the cold rolling.

アルミニウム基材Bは、Al純度99.90%のアルミニウム地金をDC鋳造法で鋳造後、アルミニウム基材A1と同様の方法で、熱間圧延と冷間圧延で最終板厚20μmに仕上げたアルミニウム基材である。 Aluminum base material B is aluminum finished to a final plate thickness of 20 μm by hot rolling and cold rolling in the same manner as aluminum base material A1 after casting an aluminum ingot with an Al purity of 99.90% by a DC casting method. It is the base material.

各アルミニウム基材について、以下に示す貫通孔形成処理1および/または貫通孔形成処理2を施して、貫通孔を形成した。 Each aluminum substrate was subjected to through-hole forming treatment 1 and/or through-hole forming treatment 2 described below to form through-holes.

<貫通孔形成処理1>
(a-1)不均質皮膜形成工程
前処理として液中にアルミイオンを含む酸性溶液で電解し、厚み1μm以上の水酸化アルミニウムを析出させた。これが不均質皮膜となる。
<Through hole forming treatment 1>
(a-1) Process for Forming Heterogeneous Film As a pretreatment, electrolysis was performed with an acidic solution containing aluminum ions in the solution to deposit aluminum hydroxide having a thickness of 1 μm or more. This becomes an inhomogeneous film.

(b-1)電解溶解処理(貫通孔形成工程)
次いで、50℃に保温した電解液(硝酸濃度2%、硫酸濃度2%、アルミニウム濃度1%)を用いて、アルミニウム基材を陽極として、電解処理を施し、アルミニウム基材及び水酸化アルミニウム皮膜に貫通孔を形成した。なお、電解処理は、直流電源で行った。電流密度は、開口率が約4%になるように調整した。
貫通孔の形成後、スプレーによる水洗を行なった。
(b-1) electrolytic dissolution treatment (through-hole forming step)
Next, using an electrolytic solution (nitric acid concentration of 2%, sulfuric acid concentration of 2%, aluminum concentration of 1%) kept at 50 ° C., electrolytic treatment is performed with the aluminum substrate as the anode, and the aluminum substrate and the aluminum hydroxide film are subjected to electrolytic treatment. A through hole was formed. In addition, the electrolytic treatment was performed with a DC power source. The current density was adjusted so that the aperture ratio was about 4%.
After forming the through-holes, washing with water was performed by spraying.

(c-1)アルカリ処理工程
次いで、電解溶解処理後のアルミニウム基材を、水酸化ナトリウム濃度10質量%、アルミニウムイオン濃度5質量%の水溶液(液温37℃)をスプレーで供給して残渣を除去した。
アルミニウム皮膜の除去後、スプレーによる水洗を行なった。
(c-1) Alkaline treatment step Next, an aqueous solution (liquid temperature: 37°C) having a sodium hydroxide concentration of 10% by mass and an aluminum ion concentration of 5% by mass was sprayed onto the aluminum base material after the electrolytic dissolution treatment, and the residue was removed. Removed.
After removing the aluminum film, it was washed with water by spraying.

(d-1)酸処理工程
次いで、アルカリ処理工程後のアルミニウム基材を、硝酸濃度10%、アルミニウムイオン濃度5質量%の水溶液(液温50℃)を5秒間スプレーしてアルミニウム基材の表面に酸化膜を形成した。
その後、スプレーによる水洗を行なった。
(d-1) Acid treatment step Next, the aluminum substrate after the alkali treatment step was sprayed with an aqueous solution having a nitric acid concentration of 10% and an aluminum ion concentration of 5% by mass (liquid temperature of 50°C) for 5 seconds, and the surface of the aluminum substrate was treated. An oxide film was formed on the
Then, it was washed with water by spraying.

(e-1)乾燥工程
次いで、酸化膜を形成し水洗を行なったアルミニウム基材の表面に残存した水分をエアナイフで除去し、さらに、乾燥温度300℃の熱風で加熱して乾燥させることにより、アルミニウム箔を作製した。
(e-1) Drying step Next, the moisture remaining on the surface of the aluminum substrate that has been formed with an oxide film and washed with water is removed with an air knife, and further dried by heating with hot air at a drying temperature of 300°C. An aluminum foil was made.

なお、貫通孔形成処理1で形成される貫通孔は、概ね、開口率4.0%、平均孔径10μm、100個/mm2の密度で形成される。The through holes formed in the through hole forming process 1 are generally formed with an aperture ratio of 4.0%, an average hole diameter of 10 μm, and a density of 100 holes/mm 2 .

<貫通孔形成処理2>
表面に機械的に開口率10%、平均孔径250μmの貫通孔を形成した。この貫通孔形成処理2によって貫通孔を形成したアルミニウム基材には、その表面に自然酸化による酸化膜が形成される。
各実施例および比較例で用いたアルミニウム基材の種類および貫通孔形成処理の種類は表1に示すとおりである。
<Through hole forming treatment 2>
Through holes having an opening ratio of 10% and an average hole diameter of 250 μm were mechanically formed on the surface. An oxide film is formed on the surface of the aluminum substrate in which the through holes are formed by the through hole forming treatment 2 by natural oxidation.
Table 1 shows the type of aluminum base material and the type of through-hole forming treatment used in each example and comparative example.

[評価]
<初期抵抗値>
各実施例および比較例で作製したアルミニウム箔10の一方の表面に、水系溶媒にカーボン粒子を分散させた導電性材料「バニーハイト」をアプリケータで塗布し、130℃で15分間乾燥してカーボン層106を形成した。次に、図7に示すように、カーボン層106を形成したアルミニウム箔100を、加圧式導電専用端子102と加圧式絶縁端子104で挟んで、抵抗測定機100(日置株式会社製 HIOKI3541)で抵抗を1サンプルN=7で測定した。
初期抵抗値は、20mΩ未満をA、20mΩ以上30mΩ未満をB、30mΩ以上35mΩ以未満をC、35mΩ以上をDと判定した。
[evaluation]
<Initial resistance value>
On one surface of the aluminum foil 10 produced in each example and comparative example, a conductive material "Bunny Height" in which carbon particles are dispersed in an aqueous solvent is applied with an applicator and dried at 130 ° C. for 15 minutes to form a carbon layer. 106 was formed. Next, as shown in FIG. 7, the aluminum foil 100 with the carbon layer 106 formed thereon is sandwiched between the pressurized conductive dedicated terminal 102 and the pressurized insulated terminal 104, and the resistance is measured with a resistance measuring machine 100 (HIOKI3541 manufactured by Hioki Co., Ltd.). was measured with one sample N=7.
The initial resistance value was evaluated as A when less than 20 mΩ, B when 20 mΩ or more and less than 30 mΩ, C when 30 mΩ or more and less than 35 mΩ, and D when 35 mΩ or more.

<強制経時抵抗評価>
各実施例および比較例で作製したアルミニウム箔を、温度30℃湿度80%環境で保管し、1週間後、2週間後、3週間後および4週間後の抵抗を上記の抵抗値測定方法でそれぞれ測定した。
強制経時抵抗は、4週間保持後の抵抗値が50mΩ以内であればA、3週間保持後で50mΩ以内4週間保持後で50mΩを超えればB、2週間保持後で50mΩ以内3週間保持後で50mΩを超えればC、2週間保持後で50mΩを超えていればDと判定した。
結果を表1に示す。
<Forced aging resistance evaluation>
The aluminum foil produced in each example and comparative example was stored in an environment with a temperature of 30° C. and a humidity of 80%. It was measured.
Forced resistance over time is A if the resistance value after holding for 4 weeks is within 50 mΩ, B if the resistance value is within 50 mΩ after holding for 3 weeks and exceeds 50 mΩ after holding for 4 weeks, and within 50 mΩ after holding for 2 weeks and after holding for 3 weeks. If it exceeded 50 mΩ, it was judged as C, and if it exceeded 50 mΩ after holding for 2 weeks, it was judged as D.
Table 1 shows the results.

Figure 0007183395000001
Figure 0007183395000001

以下に実施例1、比較例3の、貫通孔が形成されていない部分の表面(酸化膜の表面)を、FE-AES(日本電子株式会社製)を用い、SEM観察、および表面の酸化膜の最表面から深さ方向に向けて元素分布を行った結果を例示する。 Below, the surface of the portion where the through hole is not formed (surface of the oxide film) in Example 1 and Comparative Example 3 was observed with SEM using FE-AES (manufactured by JEOL Ltd.), and the oxide film on the surface. The results of the elemental distribution from the outermost surface to the depth direction are exemplified.

図8に実施例1のSEM画像の例を示す。図8からわかるように、酸化膜は粒状の金属間化合物を多数有している。図8中、金属間化合物をIMC1、IMC2と表示し、金属間化合物以外の部分をA11、A12と表示した。 FIG. 8 shows an example of an SEM image of Example 1. FIG. As can be seen from FIG. 8, the oxide film has many granular intermetallic compounds. In FIG. 8, the intermetallic compounds are indicated as IMC1 and IMC2, and the portions other than the intermetallic compounds are indicated as A11 and A12.

図8中の、IMC1、IMC2、A11およびA12の部分についてそれぞれ深さ方向に元素分析した結果を図9~図12に示す。
図9は、IMC1の部分を元素分析した結果である。この金属間化合物は円相当直径が3μm以上であった。図10は、IMC2の部分を元素分析した結果である。この金属間化合物は円相当直径が1μm以下であった。図11はAl1の部分を元素分析した結果である。図12はAl2の部分を元素分析した結果である。
9 to 12 show the results of elemental analysis in the depth direction for the portions of IMC1, IMC2, A11 and A12 in FIG.
FIG. 9 shows the results of elemental analysis of the IMC1 portion. This intermetallic compound had an equivalent circle diameter of 3 μm or more. FIG. 10 shows the results of elemental analysis of the IMC2 portion. This intermetallic compound had an equivalent circle diameter of 1 μm or less. FIG. 11 shows the results of elemental analysis of the Al1 portion. FIG. 12 shows the results of elemental analysis of the Al2 portion.

図9~図12からわかるように、いずれの位置においても酸化膜の厚みには大きな差がないことがわかる。
図9のIMC1の部分、図11のAl1の部分および図12のAl2の部分における最表層の元素比率O/Alは2以下であることがわかる。一方、図10のIMC2の部分における最表層の元素比率O/Alは2以上4以下であることがわかる。すなわち、図8に示すSEM画像の例においては、IMC1の部分は金属間化合物Bに相当し、IMC2の部分は金属間化合物Aに相当する。
このような元素分析を行って、金属間化合物Aの密度を上述の方法で求めたところ、110000個/mm2であった。
As can be seen from FIGS. 9 to 12, there is no great difference in the thickness of the oxide film at any position.
It can be seen that the element ratio O/Al of the outermost layer in the IMC1 portion of FIG. 9, the Al1 portion of FIG. 11, and the Al2 portion of FIG. 12 is 2 or less. On the other hand, it can be seen that the element ratio O/Al of the outermost layer in the portion of IMC2 in FIG. 10 is 2 or more and 4 or less. That is, in the example of the SEM image shown in FIG. 8, the IMC1 portion corresponds to the intermetallic compound B, and the IMC2 portion corresponds to the intermetallic compound A.
When the density of the intermetallic compound A was determined by the above-described method through such elemental analysis, it was 110,000/mm 2 .

図13に比較例3のSEM画像の例を示す。図13からわかるように、酸化膜は粒状の金属間化合物を有している。図13中、金属間化合物をIMC3と表示し、金属間化合物以外の部分をA13、A14と表示した。 FIG. 13 shows an example of a SEM image of Comparative Example 3. As shown in FIG. As can be seen from FIG. 13, the oxide film has granular intermetallic compounds. In FIG. 13, the intermetallic compound is indicated as IMC3, and the portions other than the intermetallic compound are indicated as A13 and A14.

図13中の、IMC3、A13およびA14の部分についてそれぞれ深さ方向に元素分析した結果を図14~図16に示す。
図14は、IMC3の部分を元素分析した結果である。この金属間化合物は円相当直径が1μm以上であった。図15はAl3の部分を元素分析した結果である。図16はAl4の部分を元素分析した結果である。
14 to 16 show the results of elemental analysis in the depth direction for the portions of IMC3, A13 and A14 in FIG.
FIG. 14 shows the results of elemental analysis of the IMC3 portion. This intermetallic compound had an equivalent circle diameter of 1 μm or more. FIG. 15 shows the results of elemental analysis of the Al3 portion. FIG. 16 shows the results of elemental analysis of the Al4 portion.

図14~図16からわかるように、いずれの位置においても酸化膜の厚みには大きな差がないことがわかる。
図14のIMC3の部分、図15のAl3の部分および図16のAl4の部分における最表層の元素比率O/Alはいずれも2以下であることがわかる。すなわち、図13に示すSEM画像の例においては、IMC3の部分は金属間化合物Bに相当する。比較例3からは、最表層の元素比率O/Alが2以上4以下である金属間化合物Aは観察できなかった。
元素分析の結果を表2に示す。
As can be seen from FIGS. 14 to 16, there is no great difference in the thickness of the oxide film at any position.
14, Al3 in FIG. 15, and Al4 in FIG. 16, the element ratio O/Al of the outermost layer is 2 or less. That is, the IMC3 portion corresponds to the intermetallic compound B in the example of the SEM image shown in FIG. From Comparative Example 3, no intermetallic compound A having an element ratio O/Al in the outermost layer of 2 or more and 4 or less could not be observed.
The results of elemental analysis are shown in Table 2.

Figure 0007183395000002
Figure 0007183395000002

表1および表2から、元素比率O/Alが2以上4以下である金属間化合物Aを500個/mm2以上有する酸化膜を有する本発明のアルミニウム箔は、比較例と比べて、初期抵抗および経時抵抗が低いことがわかる。From Tables 1 and 2, it can be seen that the aluminum foil of the present invention having an oxide film having 500/mm 2 or more intermetallic compound A with an element ratio O/Al of 2 or more and 4 or less has an initial resistance and low resistance over time.

[比較例4および5]
国際公開第2017/018462号の実施例5および実施例11に記載の方法をそれぞれ用いてアルミニウム箔を作製した。
比較例4は小さい金属間化合物が少ないアルミニウム基材を使用した例であり、比較例5は、小さい金属間化合物を含むアルミニウム基材を使用した例である。
[Comparative Examples 4 and 5]
Aluminum foils were made using the methods described in Example 5 and Example 11 of WO2017/018462, respectively.
Comparative Example 4 is an example using an aluminum base material with few small intermetallic compounds, and Comparative Example 5 is an example using an aluminum base material containing small intermetallic compounds.

[実施例3]
比較例4および5と略同じ貫通孔物性(平均開口径および平均開口率)とするために、貫通孔形成工程の処理条件を変更した以外は、実施例1と同様にしてアルミニウム箔を作製した。
[Example 3]
An aluminum foil was produced in the same manner as in Example 1, except that the treatment conditions in the through-hole forming step were changed in order to obtain substantially the same through-hole physical properties (average opening diameter and average opening ratio) as in Comparative Examples 4 and 5. .

[評価]
上記と同様にして初期抵抗値および4週間強制経時後の抵抗値を測定した。また、上記と同様にしてFE-AESを用い、SEM観察、および表面の酸化膜の最表面から深さ方向に向けて元素分布を行い、金属間化合物Aの密度を求めた。また、酸化膜の膜厚について、初期値および4週間強制経時後の値を求めた。また、酸化膜の密度(初期値)についても求めた。
処理条件等を表3に示し、結果を表4に示す。
[evaluation]
The initial resistance value and the resistance value after forced aging for 4 weeks were measured in the same manner as described above. Further, using FE-AES in the same manner as described above, the density of the intermetallic compound A was obtained by performing SEM observation and element distribution from the outermost surface of the oxide film on the surface toward the depth direction. Also, the initial value and the value after 4 weeks forced aging were obtained for the film thickness of the oxide film. Also, the density (initial value) of the oxide film was obtained.
Table 3 shows the treatment conditions and the like, and Table 4 shows the results.

Figure 0007183395000003
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Figure 0007183395000004
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表3に示すとおり、比較例4および比較例5は、アルミニウム基材の種類、酸処理工程で用いる酸の種類、および、乾燥工程での温度が異なる。このような条件でアルミニウム箔を作製した比較例4および5は、表4に示すとおり、酸化膜に金属間化合物Aが観察されなかった。比較例4においては、金属間化合物の元素比率O/Alが最大で1.3であった。比較例5においては、金属間化合物の元素比率O/Alが最大で1.9であった。一方、実施例3においては、金属間化合物の元素比率O/Alは平均で3.0であった。 As shown in Table 3, Comparative Examples 4 and 5 differ in the type of aluminum base material, the type of acid used in the acid treatment step, and the temperature in the drying step. As shown in Table 4, no intermetallic compound A was observed in the oxide film of Comparative Examples 4 and 5 in which aluminum foils were produced under these conditions. In Comparative Example 4, the maximum element ratio O/Al of the intermetallic compound was 1.3. In Comparative Example 5, the maximum element ratio O/Al of the intermetallic compound was 1.9. On the other hand, in Example 3, the element ratio O/Al of the intermetallic compound was 3.0 on average.

表3および表4からわかるように、比較例4および5は初期の抵抗値は実施例3と同程度に低いが経時によって膜厚が厚くなると抵抗値が増加することがわかる。一方、本発明の実施例3は初期の酸化膜の膜厚が厚いが、経時での抵抗値の増加が少ないことが分かる。これはアルミニウム基材として小さい金属間化合物を多く含むアルミニウム基材を用い、かつ、酸化膜中の小さい金属間化合物の元素比率O/Alを所定範囲にすることで、この金属間化合物Aが、導通点になり、低抵抗を維持できるためである。 As can be seen from Tables 3 and 4, the initial resistance values of Comparative Examples 4 and 5 are as low as those of Example 3, but the resistance values increase as the film thickness increases over time. On the other hand, in Example 3 of the present invention, although the thickness of the oxide film was large at the initial stage, it was found that the increase in resistance value over time was small. This uses an aluminum base material containing a large amount of small intermetallic compounds as the aluminum base material, and by setting the element ratio O/Al of the small intermetallic compounds in the oxide film to a predetermined range, the intermetallic compound A is This is because it becomes a conduction point and can maintain a low resistance.

[比較例6]
国際公開第2018/062046号の実施例1に記載の方法を用いてアルミニウム箔を作製した。
比較例6は小さい金属間化合物が多いアルミニウム基材を使用した例である。
[Comparative Example 6]
An aluminum foil was made using the method described in Example 1 of WO2018/062046.
Comparative Example 6 is an example using an aluminum base material with many small intermetallic compounds.

[実施例4]
比較例6と略同じ貫通孔物性(平均開口径および平均開口率)とするために、貫通孔形成工程の処理条件を変更した以外は、実施例1と同様にしてアルミニウム箔を作製した。
[Example 4]
An aluminum foil was produced in the same manner as in Example 1, except that the treatment conditions in the through-hole forming step were changed in order to obtain substantially the same through-hole physical properties (average opening diameter and average opening ratio) as in Comparative Example 6.

[評価]
上記と同様にして初期抵抗値、3週間強制経時後および8週間強制経時後の抵抗値を測定した。また、上記と同様にしてFE-AESを用い、SEM観察、および表面の酸化膜の最表面から深さ方向に向けて元素分布を行い、金属間化合物Aの密度を求めた。また、酸化膜の膜厚について、初期値、3週間強制経時後および8週間強制経時後の値を求めた。また、酸化膜の密度(初期値)についても求めた。
処理条件等を表5に示し、結果を表6に示す。
[evaluation]
The initial resistance value, the resistance value after forced aging for 3 weeks, and the resistance value after forced aging for 8 weeks were measured in the same manner as described above. Further, using FE-AES in the same manner as described above, the density of the intermetallic compound A was obtained by performing SEM observation and element distribution from the outermost surface of the oxide film on the surface toward the depth direction. In addition, the initial value, the value after forced aging for 3 weeks, and the value after forced aging for 8 weeks were obtained for the film thickness of the oxide film. Also, the density (initial value) of the oxide film was obtained.
Table 5 shows the treatment conditions and the like, and Table 6 shows the results.

Figure 0007183395000005
Figure 0007183395000005

Figure 0007183395000006
Figure 0007183395000006

表5に示すとおり、比較例6は、アルミニウム基材の種類、酸処理工程で用いる酸の種類、および、乾燥工程での温度が異なる。このような条件でアルミニウム箔を作製した比較例6は、表6に示すとおり、酸化膜に金属間化合物Aが観察されなかった。比較例6においては、金属間化合物の元素比率O/Alが最大で1.8であった。一方、実施例4においては、金属間化合物の元素比率O/Alは平均で3.0であった。 As shown in Table 5, Comparative Example 6 differs in the type of aluminum base material, the type of acid used in the acid treatment step, and the temperature in the drying step. As shown in Table 6, no intermetallic compound A was observed in the oxide film of Comparative Example 6 in which the aluminum foil was produced under these conditions. In Comparative Example 6, the maximum element ratio O/Al of the intermetallic compound was 1.8. On the other hand, in Example 4, the element ratio O/Al of the intermetallic compound was 3.0 on average.

比較例6は、酸化膜の膜質を制御することで、経時での酸化膜の膜厚が厚くなるのを抑制して膜厚を薄く維持できるものの、長期の経時(8週間)では抵抗値の増加がみられる。一方、本発明の実施例4は、経時での酸化膜の膜厚の増加が比較例より大きいが、抵抗値は低く維持できることがわかる。これも、酸化膜中の小さい金属間化合物の元素比率O/Alを所定範囲にすることで、全体の酸化膜の厚みが厚くなっても、この金属間化合物Aが、導通点になり、低抵抗を維持できるためである。 In Comparative Example 6, by controlling the film quality of the oxide film, the film thickness of the oxide film can be suppressed from becoming thicker over time and the film thickness can be kept thin. An increase is seen. On the other hand, in Example 4 of the present invention, the increase in thickness of the oxide film over time is greater than that of the comparative example, but it can be seen that the resistance value can be kept low. Also, by setting the element ratio O/Al of the small intermetallic compounds in the oxide film within a predetermined range, even if the thickness of the entire oxide film increases, this intermetallic compound A becomes a conduction point and reduces the thickness of the oxide film. This is because the resistance can be maintained.

[実施例5]
実施例2と同様にしてアルミニウム箔を作製した後、溶剤(MEK(メチルエチルケトン))で洗浄してアルミニウム箔を作製した。
[Example 5]
After producing an aluminum foil in the same manner as in Example 2, it was washed with a solvent (MEK (methyl ethyl ketone)) to produce an aluminum foil.

[実施例6]
実施例2と同様にしてアルミニウム箔を作製した後、溶剤(MEK(メチルエチルケトン))で洗浄し、その後、未処理のアルミニウム箔(A1085材、未処理、未洗浄)で1週間梱包した。すなわち、実施例5と同様にして作製したアルミニウム箔を未処理のアルミニウム箔で1週間梱包した。
ここで、未処理アルミニウム箔で梱包して保存することは、未処理アルミニウム箔表面に残存する微量の圧延油がアルミニウム箔の表面に転写するため、水接触角が増加する。この点を利用し、実施例6,7,10はそれぞれ接触角が大きい例として作製した。
[Example 6]
An aluminum foil was produced in the same manner as in Example 2, washed with a solvent (MEK (methyl ethyl ketone)), and then packed with untreated aluminum foil (A1085 material, untreated, unwashed) for 1 week. That is, aluminum foil prepared in the same manner as in Example 5 was packed with untreated aluminum foil for one week.
Here, packing and storing with untreated aluminum foil increases the water contact angle because a small amount of rolling oil remaining on the surface of the untreated aluminum foil is transferred to the surface of the aluminum foil. Taking advantage of this point, Examples 6, 7, and 10 were prepared as examples with large contact angles.

[実施例7]
実施例2と同様にしてアルミニウム箔を作製した後、未処理アルミニウム箔で1週間梱包した。
[Example 7]
After an aluminum foil was produced in the same manner as in Example 2, it was packed with untreated aluminum foil for one week.

[実施例8]
実施例2と同様にしてアルミニウム箔を作製した後、コロナ処理を1回行い親水化してアルミニウム箔を作製した。コロナ処理は春日電機株式会社製の処理装置を用いた。コロナ処理の出力は600Wとした。
[Example 8]
After an aluminum foil was produced in the same manner as in Example 2, it was subjected to corona treatment once to be hydrophilic to produce an aluminum foil. A treatment apparatus manufactured by Kasuga Denki Co., Ltd. was used for the corona treatment. The power of corona treatment was 600W.

[実施例9]
実施例2と同様にしてアルミニウム箔を作製した後、コロナ処理を2回行い親水化してアルミニウム箔を作製した。
[Example 9]
After an aluminum foil was produced in the same manner as in Example 2, it was subjected to corona treatment twice to be hydrophilic to produce an aluminum foil.

[実施例10]
実施例2と同様にしてアルミニウム箔を作製した後、未処理アルミニウム箔で2週間梱包した。
[Example 10]
After an aluminum foil was produced in the same manner as in Example 2, it was packed with untreated aluminum foil for 2 weeks.

実施例2、5~10のアルミニウム箔について、水接触角を測定した。水接触角の測定は、ポータブル接触角計PCA-1(協和界面科学株式会社)を使用し、「JISR3257:1999 基板ガラス表面のぬれ性試験方法」に記載されている静滴法にしたがって行った。測定条件は、以下のとおりとした。
測定までの待ち時間 2000ms
作成液量 1.8μL
水接触角の測定結果を表7に示す。
Water contact angles were measured for the aluminum foils of Examples 2 and 5 to 10. The water contact angle was measured using a portable contact angle meter PCA-1 (Kyowa Interface Science Co., Ltd.) according to the sessile drop method described in "JISR3257: 1999 Substrate glass surface wettability test method". . The measurement conditions were as follows.
Waiting time until measurement 2000ms
Created liquid volume 1.8 μL
Table 7 shows the measurement results of the water contact angle.

[評価]
<初期抵抗および強制経時抵抗>
実施例2、5~10のアルミニウム箔について、上記と同様にして初期抵抗、および、強制経時抵抗を測定し、同じ基準で評価した。なお、実施例6,7,10のように、未処理アルミニウムで梱包して保管する実施例については、梱包保管中の経時の影響を最小限にするため、低湿環境で所定の期間保管後、梱包から取り出し、初期抵抗および強制経時抵抗を測定した。
[evaluation]
<Initial resistance and forced aging resistance>
The initial resistance and forced aging resistance of the aluminum foils of Examples 2 and 5 to 10 were measured in the same manner as above, and evaluated according to the same criteria. In addition, as in Examples 6, 7, and 10, for examples in which untreated aluminum is packed and stored, in order to minimize the effects of aging during packing and storage, after storage for a predetermined period in a low-humidity environment, After unpacking, initial resistance and forced aging resistance were measured.

<塗布性>
実施例2、5~10のアルミニウム箔について、初期抵抗の測定のため電極材料を塗布する際に、均一に塗布できるか目視で確認した。
結果を表7に示す。
<Applicability>
For the aluminum foils of Examples 2 and 5 to 10, when the electrode material was applied for the measurement of the initial resistance, it was visually confirmed whether the electrode material could be uniformly applied.
Table 7 shows the results.

Figure 0007183395000007
Figure 0007183395000007

表7から、表面の水接触角が80°を超えると塗布性が不均一になることがわかる。これは、表面が撥水性に近づくことで、水系の電極材料が、部分的にはじき、均一に塗布が出来なくなったものと考えられる。
ここで、未処理アルミニウム箔で梱包保管した実施例6および7はそれぞれ、同条件で作製した実施例2,5に対して、水接触角が大きくなっている。これは未処理アルミニウム箔で梱包保管したことで、未処理アルミニウム箔表面に残存する微量の圧延油がアルミニウム箔に転写して、それぞれ元の状態(梱包保管前)よりも水接触角が増加しているものである。また、実施例10は実施例8よりも長期間、梱包保管したものである。実施例10は、梱包保管期間が長いため、水接触角がさらに大きくなって、80°を超えている。その結果、実施例10は他の実施例と比較して塗布性が不均一になった。
From Table 7, it can be seen that the coatability becomes uneven when the water contact angle on the surface exceeds 80°. It is considered that this is because the water-based electrode material partially repels due to the surface approaching water repellency, making uniform coating impossible.
Here, Examples 6 and 7 packed and stored with untreated aluminum foil have larger water contact angles than Examples 2 and 5 produced under the same conditions. This is because the untreated aluminum foil was used for packaging and storage, and the slight amount of rolling oil remaining on the surface of the untreated aluminum foil was transferred to the aluminum foil, increasing the water contact angle compared to the original state (before packaging and storage). There is. In addition, Example 10 was packed and stored for a longer period than Example 8. In Example 10, the water contact angle is even greater and exceeds 80° due to the long packing and storage period. As a result, Example 10 had non-uniform coatability compared to other examples.

また、表7から表面の水接触角が20°未満だと初期抵抗および強制経時抵抗が悪化することがわかる。実施例8および9はコロナ処理を行うことで、表面を強制的に親水化したものである。上記のとおり、コロナ処理を行って水接触角を低下させると、抵抗が悪化することがわかる。
なお、実施例10は、塗布性が不均一であるため、電極材料とアルミニウム箔との接触状態が不十分となり、初期抵抗が実施例2に比べて悪化したものと考えられる。一方、実施例10の強制経時抵抗は、表面の水接触角が大きく撥水性に近いため、あまり悪化せず実施例2と同レベルであった。
以上より本発明の効果は明らかである。
Further, from Table 7, it can be seen that when the water contact angle on the surface is less than 20°, the initial resistance and forced aging resistance deteriorate. In Examples 8 and 9, the surface was forcibly hydrophilized by corona treatment. As described above, it can be seen that when corona treatment is performed to lower the water contact angle, the resistance deteriorates.
In addition, in Example 10, it is considered that the contact state between the electrode material and the aluminum foil was insufficient due to non-uniform coating properties, and the initial resistance was worse than in Example 2. On the other hand, the forced aging resistance of Example 10 was at the same level as that of Example 2 without much deterioration because the water contact angle of the surface was large and was close to water repellency.
From the above, the effect of the present invention is clear.

1 アルミニウム基材
2 水酸化アルミニウム皮膜
3 貫通孔を有するアルミニウム基材
4 貫通孔を有する水酸化アルミニウム皮膜
5 貫通孔
10 アルミニウム箔
14 酸化膜
16 金属間化合物
100 抵抗測定器
102 加圧式導電専用端子
104 加圧式絶縁端子
106 カーボン層
REFERENCE SIGNS LIST 1 aluminum substrate 2 aluminum hydroxide film 3 aluminum substrate having through-holes 4 aluminum hydroxide film having through-holes 5 through-holes 10 aluminum foil 14 oxide film 16 intermetallic compound 100 resistance measuring device 102 pressure-type conductive dedicated terminal 104 Pressurized insulated terminal 106 carbon layer

Claims (8)

厚さ方向に貫通する複数の貫通孔を有するアルミニウム箔であって、
前記アルミニウム箔は、表面に酸化膜を有し、
前記酸化膜はアルミニウムに対する酸素の元素比率O/Alが2以上4以下である金属間化合物を有し、
前記金属間化合物の密度が500個/mm2以上であり、
前記酸化膜の表面の水接触角が20°~80°であるアルミニウム箔。
An aluminum foil having a plurality of through holes penetrating in the thickness direction,
The aluminum foil has an oxide film on its surface,
The oxide film has an intermetallic compound in which the element ratio O/Al of oxygen to aluminum is 2 or more and 4 or less,
The intermetallic compound has a density of 500/mm 2 or more,
The aluminum foil having a water contact angle of 20° to 80° on the surface of the oxide film.
前記金属間化合物の円相当直径が1μm以下である請求項1に記載のアルミニウム箔。 2. The aluminum foil according to claim 1, wherein the intermetallic compound has an equivalent circle diameter of 1 [mu]m or less. 前記酸化膜が酸化アルミニウムを70質量%以上含む請求項1または2に記載のアルミニウム箔。 The aluminum foil according to claim 1 or 2, wherein the oxide film contains 70% by mass or more of aluminum oxide. 前記貫通孔の平均開口径が0.1μm~100μmである請求項1~3のいずれか一項に記載のアルミニウム箔。 The aluminum foil according to any one of claims 1 to 3, wherein the through holes have an average opening diameter of 0.1 µm to 100 µm. 平均開口径が0.1μm~100μmの貫通していない凹部を有し、
前記凹部の占有率が1%以上である請求項1~4のいずれか一項に記載のアルミニウム箔。
having non-penetrating recesses with an average opening diameter of 0.1 μm to 100 μm,
The aluminum foil according to any one of claims 1 to 4, wherein the occupancy rate of the concave portions is 1% or more.
請求項1~5のいずれか一項に記載のアルミニウム箔を用いた集電体。 A current collector using the aluminum foil according to any one of claims 1 to 5. 請求項に記載の集電体を用いたリチウムイオンキャパシタ。 A lithium ion capacitor using the current collector according to claim 6 . 請求項に記載の集電体を用いたリチウムイオンバッテリー。

A lithium ion battery using the current collector according to claim 6 .

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013018164A1 (en) 2011-07-29 2013-02-07 古河スカイ株式会社 Aluminum alloy foil for electrode collector and production method therefor
WO2018062046A1 (en) 2016-09-29 2018-04-05 富士フイルム株式会社 Aluminum member for electrodes and method for producing aluminum member for electrodes

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05247571A (en) * 1991-11-25 1993-09-24 Nippon Steel Corp Aluminum alloy having fine structure
JP3232841B2 (en) * 1993-12-24 2001-11-26 松下電器産業株式会社 Capacitor and method of manufacturing the same
JPH083672A (en) * 1994-06-22 1996-01-09 Furukawa Electric Co Ltd:The Aluminum sheet excellent in weldability and corrosion resistance
JP2001049492A (en) * 1999-08-11 2001-02-20 Nippon Alum Co Ltd Anodizing treating method
JP2001059187A (en) * 1999-08-20 2001-03-06 Dainippon Printing Co Ltd Surface-roughened metallic foil
JP2003191659A (en) * 2001-12-25 2003-07-09 Fuji Photo Film Co Ltd Aluminum support for lithographic printing plate, production method therefor, and lithographic printing original plate
JP2014222669A (en) * 2009-02-03 2014-11-27 ソニー株式会社 Separator and battery
WO2012137497A1 (en) * 2011-04-05 2012-10-11 富士フイルム株式会社 Substrate for photoelectric conversion element having molybdenum electrode, photoelectric conversion element, and solar cell
CN102864476B (en) * 2012-09-29 2014-12-24 南京理工大学 Preparation method of through-hole anodic aluminum oxide template
CN103617894B (en) * 2013-11-28 2016-08-17 长春吉大科诺科技有限责任公司 A kind of surface oxidation treatment method of current collector of super capacitor aluminium foil
WO2015115531A1 (en) * 2014-01-31 2015-08-06 富士フイルム株式会社 Method for manufacturing aluminum plate, aluminum plate, current collector for electric storage device, and electric storage device
CN104576066A (en) * 2014-12-27 2015-04-29 西安交通大学 Preparation method of composite oxide film with high dielectric constant
JP2016173934A (en) * 2015-03-17 2016-09-29 住友電気工業株式会社 Aluminum porous body, method of producing aluminum porous body, electrode, electric double-layer capacitor, lithium ion capacitor, and lithium ion battery
CN104966840A (en) * 2015-06-24 2015-10-07 广州鹏辉能源科技股份有限公司 Lithium ion battery positive current collector high in safety performance, preparing method thereof and lithium ion battery
EP3330412A4 (en) 2015-07-30 2018-07-18 Fujifilm Corporation Aluminum plate and method for producing aluminum plate
WO2017163913A1 (en) * 2016-03-25 2017-09-28 富士フイルム株式会社 Aluminum sheet manufacturing method and aluminum sheet manufacturing apparatus
CN105734598B (en) * 2016-03-29 2018-11-27 浙江道明光电科技有限公司 The environment protection chemical surface treatment method of aluminium foil in lithium battery flexible packaging aluminum plastic film
WO2022185778A1 (en) * 2021-03-02 2022-09-09 富士フイルム株式会社 Aluminum substrate for collector, capacitor, secondary cell, and method for manufacturing aluminum substrate for collector

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013018164A1 (en) 2011-07-29 2013-02-07 古河スカイ株式会社 Aluminum alloy foil for electrode collector and production method therefor
WO2018062046A1 (en) 2016-09-29 2018-04-05 富士フイルム株式会社 Aluminum member for electrodes and method for producing aluminum member for electrodes

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