TWI580099B - A collector foil, an electrode structure, a lithium secondary battery, or an electric double layer capacitor - Google Patents

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Osamu Kato
Yukiou HONKAWA
Sohei Saito
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Uacj Corp
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Description

集電箔、電極結構體、鋰二次電池或雙電層電容器
本發明涉及集電箔、電極結構體、鋰二次電池或雙電層電容器。
以往，已知有如下電池電極，其中，使金屬箔粗糙面化，使用該金屬箔作為集電體，具備在該集電體上層疊的活性物質層。例如在專利文獻1中公開了這樣的集電箔。具體而言，作為正極集電箔，記載了在由鋁箔構成的金屬箔上形成由碳粉末(碳粒子)構成的碳塗層、進一步在其上形成由包含鋰離子的過渡金屬的複合氧化物構成的活性物質層的正極集電箔。另外，記載了將集電體的表面粗糙度Ra規定為0.5~1.0μm而得到良好的電池特性的主旨。
【現有技術文獻】 【專利文獻】
【專利文獻1】日本特開2010-212167號公報
但是，在為了高能量密度化而使用小粒徑的活性物質的情況下等，根據在集電箔上層疊的活性物質層中的活性物質的大小，產生的問題是沒有發現令人滿意的放電率特性。
本發明是鑒於上述情況而完成的，其目的在於提供得到良好的放電率特性的集電箔、以及使用該集電箔的電極結構體、鋰二次電池或雙電層電容器。
本發明提供一種集電箔，是用於設置含有活性物質粒子的活性物質層的集 電箔，其中，在該集電箔上設置粗糙面化部分，該粗糙面化部分的截面曲線的計盒維數(box-counting dimension)為1.1以上，該粗糙面化部分的截面曲線的平均波紋圖案長度AW比用於在該集電箔上形成的該活性物質層中的該活性物質粒子的粒徑累積分佈的D10的粒徑的2倍的長度要長。
該集電箔由於具有如下截面形狀：集電體的截面曲線的計盒維數為1.1以上，集電箔的粗糙面化部分的截面曲線的平均波紋圖案長度AW比用於在集電箔上形成的活性物質層中的活性物質的粒徑累積分佈的D10的粒徑的2倍的長度要長，因此，在用於電極結構體、鋰二次電池或雙電層電容器時得到良好的放電率特性。
另外，本發明提供一種電極結構體、鋰二次電池或雙電層電容器，其中，具備：使用上述集電箔的集電體、和在該集電體上設置的含有活性物質粒子的活性物質層。
這些電極結構體、鋰二次電池或雙電層電容器，由於在使用上述集電箔的集電體上具有含有活性物質粒子的活性物質層，因此，得到良好的放電率特性。
根據本發明，獲得了具有良好放電率特性的集電箔和使用該集電箔的電極結構體、鋰二次電池或雙電層電容器。
100、200‧‧‧集電箔
102、202‧‧‧金屬箔
103‧‧‧樹脂材料層
105、205‧‧‧活性物質層
109、209‧‧‧粗糙面化部分
110、210‧‧‧電極結構體
117‧‧‧截面曲線
111、119‧‧‧活性物質粒子
圖1是表示使用本發明的一個實施方式的集電箔形成的電極結構體的結構的截面圖。
圖2是示意地表示由本發明的一個實施方式的集電箔的SEM圖像而得到的截面曲線的圖。
圖3是表示使用本發明的一個實施方式的集電箔形成的其他電極結構體的結構的截面圖。
以下，關於本發明的實施方式，使用附圖進行說明。需要說明的是，本說明書中“A~B”是指A以上且B以下。
<實施方式1>
圖1是表示使用本發明的一個實施方式的集電箔形成的電極結構體的結構的截面圖。本實施方式的集電箔100是用於設置含有活性物質粒子的活性物質層105的集電箔100。
在構成集電箔100的金屬箔102上設置含有導電性粒子以及黏合劑樹脂的樹脂材料層103。另外，由樹脂材料層103構成粗糙面化部分109。
本實施方式的集電箔100中，該粗糙面化部分109的截面曲線的計盒維數為1.1以上。另外，該粗糙面化部分109的截面曲線的平均波紋圖案長度AW比用於在該集電箔100上形成的該活性物質層105的該活性物質粒子的粒徑累積分佈的D10的粒徑的2倍的長度要長。
因此，使用該集電箔100形成的電極結構體110，在用於鋰二次電池或雙電層電容器時得到了良好的放電率特性。
以下，對各構成要素詳細進行說明。
(1)金屬箔
作為能夠在本實施方式的集電箔100中利用的金屬箔102，可以使用在鋰二次電池或雙電層電容器中用到的作為電極使用的各種金屬箔。具體而言，可以使用正極用、負極用的各種金屬箔，例如，可以使用鋁、銅、不銹鋼、鎳等的金屬箔。其中，為了兼顧導電性與成本，優選使用鋁箔和銅箔。需要說明的是，本說明書中，鋁是指鋁以及鋁合金，銅是指純銅以及銅合金。本實施方式中，鋁箔可以適用於二次電池正極側、二次電池負極側或雙電層電容器電極，銅箔可以適用於二次電池負極側。
作為鋁箔，沒有特別限定，可以使用作為純鋁系的A1085材、A3003材等各種材質。另外，作為銅箔也同樣，沒有特別限定，優選使用軋製銅箔或電解銅箔。鋁箔以及銅箔的厚度根據用途進行調節，沒有特別限定，優選為5μm~100μm。厚度薄於5μm時，箔片的強度不足，有時難以形成活性物質層等。另一方面，厚度超過100μm時，必須使其他構成要素，特別是使活性物質層或者電極材料層相應變薄，特別是在形成鋰二次電池或雙電層電容器等蓄電部件的情況下，必須使活性物質層的厚度變薄，導致有時無法得到必要充分的容量。
(2)樹脂材料層
對於構成含有導電性粒子的樹脂材料層103的黏合劑樹脂沒有特別限定，可以使用選自由聚烯烴樹脂、丁苯橡膠(SBR)、聚醯亞胺、纖維素及其衍生物、甲殼素及其衍生物、殼聚糖及其衍生物、丙烯酸樹脂、縮丁醛樹脂、三聚氰胺樹脂、環氧樹脂組成的組中的一種或將二種以上組合而成的樹脂。
對構成含有導電性粒子的樹脂材料層103的導電性粒子沒有特別限定，可以使用金屬微粒、導電性碳微粒等。
對於導電性碳微粒沒有特別限定，可以使用乙炔黑、科琴黑、氣相法碳纖維、石墨等。特別是粉體中的電阻在100%的壓粉體中優選為1×10-1Ω．cm以下，可以根據需要將上述碳微粒組合使用。其粒子尺寸沒有特別限定，優選為約10~100nm。
作為在金屬箔102上形成含有導電性粒子的樹脂材料層103的方法，可以列舉：使黏合劑樹脂在溶劑中溶解，混合導電性粒子，形成糊，然後在金屬箔102上進行塗布乾燥的方法；使黏合劑樹脂以乳膠粒子在水中分散，混合導電性粒子，形成糊，然後在金屬箔102上進行塗布乾燥的方法；將導電性粒子與微粉狀的黏合劑樹脂進行混合後，在金屬箔102上塗布，使黏合劑樹脂加熱熔融的方法等，不過對於形成的方法沒有特別限定。
使黏合劑樹脂在溶劑中溶解，混合導電性粒子，形成糊，然後在金屬箔102上進行塗布乾燥，對上述方法中的溶劑沒有特別限定，只要在使黏合劑樹脂溶解於溶劑而得到的黏合劑樹脂液中導電性粒子能夠分散即可。
含有導電性粒子的糊的塗布方法沒有特別限定，可以使用流延法、棒塗法、浸漬法、凹版塗布法等公知的方法。關於乾燥方法沒有特別限定，可以使用由通過熱風循環爐的加熱處理進行的乾燥等。
通過加熱處理形成的含有導電性粒子的樹脂材料層103的厚度沒有特別限定，優選為0.1μm以上且10μm以下。厚度低於0.1μm時，得不到期望的效果，因此不優選。另一方面，厚度超過10μm時，活性物質在電池或電容器中所占的比率相對降低，因此不優選。
(3)粗糙面化部分
本實施方式的集電箔100中，粗糙面化部分109由樹脂材料層103構成。樹脂材料層103的粗糙面化的方法沒有特別限定。例如，關於本實施方式的集 電箔100而言，使用在金屬箔102上層疊含有導電性粒子的樹脂材料層103的方法，可以在樹脂材料層103的表面上形成粗糙面化部分109。這樣，在生產率方面優選在金屬箔102上形成含有導電性粒子的樹脂材料層103的方法。需要說明的是，作為形成粗糙面化部分109的方法，特別優選利用導電性粒子的凝聚性的方法。具體而言，以黏合劑樹脂、導電性粒子、溶劑的各個漢森溶解度參數(Hansen solubility parameter)作為指標，以導電性粒子的漢森溶解度參數位於黏合劑樹脂的溶解球以外的方式，選擇導電性粒子和黏合劑樹脂，並且使用以導電性粒子以及黏合劑樹脂的漢森溶解度參數位於溶劑的溶解球的內側的方式，選擇的黏合劑樹脂、導電性粒子、溶劑，形成糊。上述糊中，通過加入溶劑，黏合劑樹脂和導電性粒子在糊中良好地分散，形成均勻的糊，但通過在塗布後乾燥時除去溶劑，導電性粒子在黏合劑樹脂中發生凝聚，從而可以形成粗糙面化後的塗膜。
黏合劑樹脂、導電性粒子、以及溶劑的漢森溶解度參數、溶解球可以通過如下步驟確定，即：通常漢森溶解度參數以相對於已知的化學物質的溶解性、分散性的評價結果作為漢森的空間標繪在已知的三維座標上。漢森溶解度參數的值沒有特別限定，只要是導電性粒子的漢森溶解度參數位於黏合劑樹脂的溶解球以外，並且導電性粒子以及黏合劑樹脂的漢森溶解度參數位於溶劑的溶解球的內側的值即可。
(3-1)粗糙面化部分的計盒維數
以往，作為記述表面形狀的因素，經常使用表面粗糙度Ra，但在使用觸針法和共焦點鐳射顯微鏡、AFM的方法中的任意一種的情況下是從被測定面的垂直方向進行計測的，不適合用於記述比懸垂(overhang)形狀等更複雜的表面形狀。
活性物質粒子的粒徑特別小的情況下，能夠以進入集電箔100的懸垂形狀部分的方式與集電箔100接觸，因此，需要更加適合地記述表面形狀，對於記述比懸垂形狀等更複雜的形狀而言，優選使用分形維數，在能夠由數位圖像簡便地進行評價的方面，更優選使用作為分形維數的方式之一的計盒維數。
作為獲取用於求出上述計盒維數的截面曲線的方法，使用三維計測SEM(掃描型電子顯微鏡(scanning electron microscope))是有用的。從通過使用多個檢測器的方法、使SEM觀察台的角度變化的方法而得到的多張觀察圖像，通過運算能夠測定被測定物的高度。求出位於與通過切片機或離子研磨而切割的切割面相同的平面上的集電箔100端的邊界曲線，由此，能夠唯一地確定截面曲線。
對SEM觀察圖像進行數位處理的情況下，以1像素長與上述導電性粒子的一次粒徑相同或小於一次粒徑的方式調節SEM觀察中的倍率即可。1像素長大於上述導電性粒子的一次粒徑的情況下，無法進行截面曲線的正確的評價。具體而言，作為導電性粒子使用一次粒徑為30nm的乙炔黑的情況下，優選在1像素長為20nm的狀態下對SEM觀察圖像進行數位處理。
使用截面的SEM觀察進行集電箔100的形狀的評價，這是由於能夠具有通過在集電箔100上層疊有活性物質層105的形態而在品質管理上有用的方法。
通過圖像處理使該截面曲線圖像形成二值化圖像，將該二值化圖像分割成一邊為d像素長的正方格子，計數截面曲線包含的正方格子的個數N(d)。關於計盒維數，如通常所知，使d的長度變化成2d、4d、8d、16d、32d、64d等，反復進行截面曲線所包含的正方格子的個數N(d)的計數處理，將長度d和與其對應的正方格子的個數N(d)以雙對數進行繪圖而得到直線，由前述所得到的直線的斜率能夠計算出計盒維數。計盒維數優選由對通過相同的方法、大小得到的、不同的3個截面曲線圖像進行分析而得到的結果的平均求出。
在來自沒有層疊活性物質層105的集電箔100的SEM圖像的截面曲線的情況下，可以將金屬箔102以及樹脂材料層103設為1，將不具有金屬箔102以及樹脂材料層103的真空部分設為0，進行二值化。
關於本實施方式的集電箔100，樹脂材料層103的粗糙面化部分的截面曲線的計盒維數為1.1以上。如後述的實施例所示，本實施方式的集電箔100在樹脂材料層103的粗糙面化部分的截面曲線的計盒維數為1.1以上的集電箔中顯示出良好的高倍率特性，截面曲線的計盒維數為1.2以上時顯示出更優選的特性。另一方面，本實施方式的集電箔100，在樹脂材料層103的粗糙面化部分的截面曲線的計盒維數低於1.1時，粗糙面化的效果低，使用沒有進行粗糙面化的平滑的金屬箔作為集電體的情況下，在高倍率特性方面未見差異。需要說明的是，上述計盒維數沒有特別限定，例如可以為1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6，也可以為在此例示出的數值中的任意二個之間的範圍內。
圖2示意地表示從用於計算本實施方式的集電箔100的粗糙面化部分109的計盒維數的SEM圖像得到的截面曲線117，因此，圖上部的陰影圓表示粒徑大的活性物質粒子119，圖下部的陰影圓表示粒徑小的活性物質粒子111。這樣，通過計算計盒維數，可以考察是否具有粒徑小的活性物質粒子111進入的懸垂 形狀這樣的適於高倍率特性的複雜的表面形狀。
(3-2)粗糙面化部分的平均波紋圖案長度AW
關於本實施方式的集電箔100的良好的放電率這樣的高倍率特性，僅通過上述粗糙面化部分109的截面曲線的計盒維數不能實現，粗糙面化部分109的平均波紋圖案長度AW也帶來很大影響。關於本實施方式的集電箔100的粗糙面化部分109的平均波紋圖案長度AW，由使用利用觸針法或共焦點鐳射顯微鏡、SEM、AFM的方法而得到的粗糙面化部分109的截面曲線，使用JIS B0631表面性狀：輪廓曲線方式-圖案參數的演算法求得。另外，該平均波紋圖案長度AW，基於粗糙面化部分109的截面曲線，求出在JIS B0610表面性狀：輪廓曲線方式-滾圓波紋的定義以及表示中使用的滾圓波紋曲線，可以由滾圓波紋曲線的峰與山峰之間的長度的算術平均求出。
關於平均波紋圖案長度AW，具體而言，可以使用觸針式粗糙度計，根據“JIS B0651表面性狀：輪廓曲線方式-觸針式表面粗糙度測定機的特性”進行測定。另外，在由截面圖像求得的情況下，例如，在高低差2μm時1像素的長度需要小於約13nm，實際的測定以10000倍拍攝(1像素長：10nm)，相對於此，可以通過波紋圖案長度的5點算術平均求出。
關於本實施方式的集電箔100，樹脂材料層103的粗糙面化部分109的截面曲線的平均波紋圖案長度AW比用於在集電箔100上形成的活性物質層105的活性物質粒子107的粒徑累積分佈的D10的粒徑的2倍的長度要長。此時，如後述的實施例所示，集電箔100的高倍率特性變良好。該樹脂材料層103的粗糙面化部分的截面曲線的平均波紋圖案長度AW比活性物質的粒徑的累積分佈的D90的粒徑的2倍的長度短時，集電箔100的高倍率特性變良好，因此優選。進一步優選該樹脂材料層103的粗糙面化部分109的截面曲線的平均波紋圖案長度AW比活性物質的粒徑的累積分佈的D10的粒徑的2倍的長度要長，比D90的粒徑的2倍的長度短。需要說明的是，上述活性物質粒子107的粒徑累積分佈不是體積累積分佈，而是數量累積分佈。
該平均波紋圖案長度AW，具體優選為0.02~200μm。如果進行其他表現，則平均波紋圖案長度AW例如可以為0.02、0.05、0.1、0.5、1、5、10、20、30、40、50、100、150、200μm，也可以為在此例示出的數值中的任意二個之間的範圍內。
粒徑累積分佈可以使用通常的鐳射衍射法、動態光散射法測定。D10是與 累積分佈的10%相當的粒徑，D90是與累積分佈的90%相當的粒徑。
本實施方式的集電箔100的計盒維數為1.1以上，平均波紋圖案長度AW比用於在集電箔100上形成的活性物質層105中活性物質粒子107的粒徑累積分佈的D10的粒徑的2倍的長度長，由此，首次得到適於電極結構體、鋰二次電池或雙電層電容器的高倍率特性。僅滿足其中任意一者，不能充分得到良好的高倍率特性，計盒維數低於1.1的情況下，沒有形成適於高倍率特性的複雜的表面形狀，無法得到良好的高倍率特性。另外，比用於活性物質層105的活性物質粒子107的粒徑累積分佈的D10的粒徑的2倍的長度短時，集電箔100與用於活性物質層105的活性物質粒子107的粒徑不咬合，無法得到良好的高倍率特性。
<實施方式2>
圖3是表示使用本發明的一個實施方式2的集電箔形成的電極結構體的結構的截面圖。本實施方式2的集電箔200基本上具有與實施方式1的集電箔100同樣的構成以及作用效果，但在以下方面不同。
本實施方式2的集電箔200為用於設置含有活性物質粒子的活性物質層205的集電箔200。在構成該集電箔200的金屬箔202上設置粗糙面化部分209。
本實施方式2的集電箔200中，該粗糙面化部分209的截面曲線的計盒維數為1.1以上。另外，該粗糙面化部分209的截面曲線的平均波紋圖案長度AW比用於在該集電箔200上形成的該活性物質層205的該活性物質粒子的粒徑累積分佈的D10的粒徑的2倍的長度長。
因此，使用該集電箔200形成的電極結構體210，在用於鋰二次電池或雙電層電容器時得到良好的放電率特性。
本實施方式2的集電箔200中，粗糙面化部分209在金屬箔202的表面上設置。金屬箔202的粗糙面化的方法沒有特別限定。例如，本實施方式2的集電箔200中，可以使用噴砂、蝕刻等方法，在金屬箔202的表面上形成粗糙面化部分209。
另外，如圖3所示，通過噴砂、蝕刻等使金屬箔202進行粗糙面化，在所得到的集電箔200的粗糙面化部分209上形成活性物質層205，由此，可以形成電極結構體210。
本實施方式2的集電箔200中，與實施方式1的集電箔100在沒有設置樹脂材料層103的方面不同，因此，在顯示出與實施方式1的集電箔100同樣的構成以及作用效果的方面，沒有設置樹脂材料層103的部分，能夠較薄地形成電極結構體，得到能夠確保活性物質層205的容量較多這樣的特有的作用效果。
<實施方式3>
本實施方式3的電極結構體具有：使用上述實施方式1~2的集電箔的集電體、和在該集電體上設置的含有活性物質粒子的活性物質層。該電極結構體由於在使用上述集電箔的集電體上具有含有活性物質粒子的活性物質層，因此，得到良好的放電率特性。
本實施方式3的電極結構體的活性物質層中包含的活性物質粒子，可以為正極活性物質或負極活性物質中的任意一種。作為用於正極的二次電池用的正極活性物質，沒有特別限定，優選為能夠吸留、脫離鋰(離子)的物質。具體而言，可以使用以往使用的鈷酸鋰(LiCoO2)、錳酸鋰(LiMn2O4)、鎳酸鋰(LiNiO2)、以及Co、Mn、Ni的3元系鋰化合物(Li(CoxMnyNiz)O2)、硫系(TiS2)、橄欖石系(LiFePO4)等。
作為用於負極的二次電池用的負極活性物質，可以使用公知的負極活性物質。石墨等石墨系、非晶質石墨系、氧化物系等，沒有特別限制。
作為用於雙電層電容器電極的活性物質，可以使用公知的活性物質。石墨等石墨系、非晶質石墨系、氧化物系等沒有特別限制。
使上述活性物質黏結的黏合劑樹脂可以使用聚烯烴樹脂、SBR、聚醯亞胺、纖維素及其衍生物、甲殼素及其衍生物、殼聚糖及其衍生物、丙烯酸樹脂、縮丁醛樹脂、三聚氰胺樹脂、環氧樹脂等，但不限於此。
上述黏合劑樹脂在溶解於溶劑的狀態下或使黏合劑樹脂以乳膠粒子在水中分散的狀態下與活性物質粒子以及導電助材進行混合，構成糊，將該糊在上述集電箔上塗布乾燥，由此，構成電極。
<實施方式4>
本實施方式4的鋰二次電池或雙電層電容器，具備：使用上述實施方式1~2的集電箔的集電體、和在該集電體上設置的含有活性物質粒子的活性物質層。 該電極結構體由於在使用上述集電箔的集電體上具有含有活性物質粒子的活性物質層，因此，得到良好的放電率特性。上述實施方式1~2的任意一種集電箔以外的部件，可以使用公知的二次電池用或雙電層電容器用的部件。
以上，參照附圖對本發明的實施方式進行說明，但這些為本發明的例示，也可以採用上述以外的各種構成。
【實施例】
以下，列舉實施例以及比較例，對本發明具體地進行說明，但本發明不限於下述實施例。
(實施例1)
將甘油基化殼聚糖樹脂7質量份和偏苯三酸3質量份在N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)90質量份中溶解，在其中將乙炔黑6質量份用球磨機分散8小時，得到樹脂材料層用的塗料。將該塗料在厚度20μm的鋁箔(JIS A1085)的單面上用刮棒塗布機進行塗布，在基材達到溫度150℃下燒結120秒。樹脂材料層的附著量為0.5g/m2。
(實施例2)
在甲基乙基酮(MEK)中溶解硝化棉(JIS K6703 L1/4)7質量份、丁基化三聚氰胺(重均分子量4000)7質量份、聚乙烯醇縮丁醛7質量份(重均分子量270000)，在其中將乙炔黑20質量份用球磨機分散8小時，得到樹脂材料層用的塗料。將該塗料在厚度20μm的鋁箔(JIS A1085)的單面上用刮棒塗布機進行塗布，在基材達到溫度180℃下燒結120秒。樹脂材料層的附著量為0.5g/m2。
(實施例3)
實施丙烯酸單體(丙烯酸丁酯28質量份、丙烯腈8質量份、丙烯醯胺48質量份)的聚合，得到水系丙烯酸乳液。丙烯酸類樹脂的重均分子量調節至300000。在該丙烯酸乳液中添加交聯劑(羥甲基化三聚氰胺、重均分子量3000)，使乙炔黑的總量相對於樹脂(丙烯酸類樹脂以及交聯劑)的固體成分100質量份達到60質量份的比例，通過分散機(轉速4000rpm)在攪拌的同時添加，得到樹脂材料層用的塗料。
將該塗料在厚度20μm的鋁箔(JIS A1085)的單面上用刮棒塗布機進行塗布，在基材達到溫度190℃下進行2分鐘的燒結，製作出集電箔。
(比較例1)
在上述實施例中使用的A1085箔上沒有設置含有炭黑的樹脂材料層，用於試驗。
確認了使用實施例1~3以及比較例1的集電箔製作的電極均不發生剝離等。
(集電體的截面評價)
上述的實施例以及比較例中示出的集電箔的截面的觀察以及評價如下進行。使用Leica公司製超薄切片刀以及組織切片鑽石刀，在室溫下對集電箔進行截面加工，再製作成SEM觀察用的薄片。對於所製成的薄片使用日立hitec公司製造的高解析度掃描電子顯微鏡，拍攝觀察圖像，得到截面曲線。觀察圖像是使用的放大5000倍的圖像。觀察圖像的1像素長相當於約20nm。
將截面曲線圖像分割成一邊為1像素長的正方格子，計數截面曲線包含的正方格子的個數N(1)。將截面曲線圖像分割成使一邊的長度變成2像素長、4像素長、8像素長、16像素長、32像素長、64像素長的正方格子，計數出截面曲線包含的正方格子的個數，分別得到N(2)、N(4)、N(8)、N(16)、N(32)、N(64)的值。使用於計數的正方格子的長度d為橫軸、使截面曲線包含的正方格子的個數N(d)為縱軸，以雙對數繪圖，將所得到的直線的斜率的絕對值作為計盒維數。
關於平均波紋圖案長度AW，使用表面粗糙度測定裝置，通過JIS B0631表面性狀：輪廓曲線方式-圖案參數記載的方法(國際標準ISO 12085 1996)計算。可以確認與由上述SEM觀察到的觀察圖像中得到的截面曲線計算出的平均波紋圖案長度不矛盾。
表1中總結了集電箔的形狀。
(二次電池正極的製作)
使用下述各電極材料，分別使用表1所示的集電箔，實施正極試製。
．正極活性物質：磷酸鐵鋰(LiFePO4)、粒徑分佈：D10=0.6μm、D50=1.8μm、 D90=6.7μm
．導電材料：乙炔黑(AB)
．黏合劑：PVDF(聚偏氟乙烯)
．稀釋劑：NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)
正極混合比如下。
磷酸鐵鋰系正極混合比[重量%]
LiFePO4/AB/PVDF=90/5/5
(活性物質的粒徑分佈)
正極活性物質的粒徑分佈使用鐳射散射粒徑分佈計進行測定。作為測定結果，得到D10=0.6μm、D50=1.8μm、D90=6.7μm。
將以達到上述組成比的方式稱量的LiFePO4、AB、PVDF-NMP溶液混合，作為稀釋劑加入NMP，進行黏度調節，製作成糊。將上述的糊在實施例1~3以及比較例1的集電箔上塗布，塗布後的電極用熱板在120℃乾燥10分鐘。乾燥後，通過輥壓調節電極密度。製作的電極的厚度均為55μm左右，密度均為2.0g/cm3左右。
(單層層疊電池的試製)
將單層層疊電池的構成示於表2。正極在實施例1~3以及比較例1的集電箔上使用LiFePO4系電極，負極使用將中間相碳微球(MCMB)用作活性物質的電極，此外，以表2所示的構成進行單層層疊電池的試製。電極的乾燥在170℃(真空下)下進行10小時。
(放電率特性)
使用利用實施例1~3以及比較例1的集電箔試製的單層層疊電池，在25℃下測定0.2C、0.5C、1C、2C、5C的放電率特性。表3中示出了將0.2C的放電容量設為100時的放電容量維持率(%)。
放電率為0.5C的情況下，在任意試製電池中均未見顯著差異，但放電率大到5C的情況下，在使用比較例1的集電箔的試製電池中放電容量維持率下降至接近80%，但在使用實施例1~3的集電箔的試製電池中保持接近90%，因此可知，本實施例的集電箔在高倍率下的充放電特性優良。
117‧‧‧截面曲線
111、119‧‧‧活性物質粒子

Claims (7)

  1. 一種集電箔，是用於設置含有活性物質粒子的活性物質層的集電箔，其中，在所述集電箔中設置粗糙面化部分，所述粗糙面化部分的截面曲線的計盒維數為1.1以上，所述粗糙面化部分的截面曲線的平均波紋圖案長度AW比用於在所述集電箔上形成的所述活性物質層的所述活性物質粒子的粒徑累積分佈的D10的粒徑的2倍的長度要長，而且所述粗糙面化部分具有懸垂形狀。
  2. 如請求項1所述的集電箔，其中，所述集電箔具備：金屬箔和設置在所述金屬箔上的樹脂材料層，所述樹脂材料層含有導電性粒子以及黏合劑樹脂，所述粗糙面化部分由所述樹脂材料層構成。
  3. 如請求項2所述的集電箔，其中，所述導電性粒子為碳微粒。
  4. 如請求項2所述的集電箔，其中，所述黏合劑樹脂包含選自由聚烯烴樹脂、SBR、聚醯亞胺、纖維素及其衍生物、甲殼素及其衍生物、殼聚糖及其衍生物、丙烯酸樹脂、縮丁醛樹脂、三聚氰胺樹脂、環氧樹脂組成的組中的一種或將二種以上組合而成的樹脂。
  5. 一種電極結構體，其具備：使用請求項1~4中任一項所述的集電箔的集電體、和在所述集電體上含有活性物質粒子的活性物質層。
  6. 一種鋰二次電池，其具備：使用請求項1~4中任一項所述的集電箔的集電體、和在所述集電體上含有活性物質粒子的活性物質層。
  7. 一種雙電層電容器，其具備：使用請求項1~4中任一項所述的集電箔的集電體、和在所述集電體上含有活性物質粒子的活性物質層。
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