WO2012132999A1 - 集電体用アルミニウム基材、集電体、正極、負極および二次電池 - Google Patents

集電体用アルミニウム基材、集電体、正極、負極および二次電池 Download PDF

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星　聡
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Definitions

  • the present invention relates to an aluminum substrate for a current collector and a current collector, a positive electrode, a negative electrode, and a secondary battery using the same.
  • current collector As a current collector for an electrode (hereinafter simply referred to as “current collector”) used for the positive electrode or the negative electrode of such a secondary battery, it is known to use a foil-like aluminum substrate. And in the positive electrode or negative electrode of a secondary battery, if the adhesiveness between the current collector and a layer containing an active material (hereinafter also referred to as “active material layer”) is low, the current from the current collector to the active material during charge / discharge Is known to peel off and adversely affect battery characteristics.
  • active material layer a layer containing an active material
  • this invention aims at providing the aluminum base material for electrical power collectors which can produce the secondary battery which is excellent in cycling characteristics, and the electrical power collector using the same, a positive electrode, a negative electrode, and a secondary battery. .
  • the present inventor has used an aluminum base material having a surface on which two or more kinds of wave structures having a specific average opening diameter are superimposed as a current collector.
  • the present inventors have found that a secondary battery having excellent characteristics can be produced, and completed the present invention. That is, the present invention provides the following (1) to (14).
  • the surface has two superimposed structures;
  • the aluminum base material for collectors whose maximum cross-sectional height Pt of the cross-sectional curve of the said surface is 10 micrometers or less.
  • a current collector comprising the aluminum base material for a current collector according to any one of (1) to (5) above.
  • a negative electrode having a negative electrode current collector using the current collector described in (6) as a negative electrode, and a layer containing a negative electrode active material formed on the surface of the negative electrode current collector.
  • the negative electrode active material is a substance that can occlude and release lithium and has a lithium ion occlusion / release potential of 0.4 V or more with respect to the metal lithium potential.
  • a secondary battery having a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte solution
  • the positive electrode is the positive electrode described in any one of (7) to (10) above and / or the negative electrode is the negative electrode described in any one of (11) to (13) above.
  • Next battery is the positive electrode described in any one of (7) to (10) above and / or the negative electrode is the negative electrode described in any one of (11) to (13) above.
  • an aluminum substrate for a current collector capable of producing a secondary battery having excellent cycle characteristics, and a current collector, a positive electrode, a negative electrode, and a secondary battery using the same. Can be provided.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining the surface shape of the aluminum base for a current collector of the present invention.
  • FIG. 2 is a graph showing an example of an alternating waveform current waveform diagram used for the electrochemical surface roughening treatment in the production of the current collector aluminum base material of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic view showing an example of a radial type cell in an electrochemical surface roughening treatment using alternating current in the production of an aluminum substrate for a current collector of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic view showing an example of an anodizing apparatus used for anodizing in the production of the aluminum base for a current collector of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example of an embodiment of the secondary battery of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing an example of another embodiment of the secondary battery of the present invention.
  • the aluminum base material for current collectors of the present invention (hereinafter also referred to as “the aluminum base material of the present invention”) is an aluminum base material having a surface on which two or more wave structures having a specific average opening diameter are superimposed. It is. Below, the surface shape and manufacturing method of the aluminum base material of this invention are demonstrated in detail.
  • the aluminum substrate of the present invention comprises a group consisting of a large wave structure having an average opening diameter of more than 5 ⁇ m and not more than 100 ⁇ m, a medium wave structure having an average opening diameter of more than 0.5 ⁇ m and not more than 5 ⁇ m, and a small wave structure having an average opening diameter of more than 0.01 ⁇ m and not more than 0.5 ⁇ m.
  • At least two structures selected from have a superimposed surface.
  • adhesion with the active material constituting the active material layer is ensured by a large wave structure and / or a medium wave structure, and adhesion with an optional component constituting the active material layer (for example, a conductive additive). This is considered to be secured by a medium wave structure and / or a small wave structure.
  • the measuring method of the average aperture diameter of the large wave structure, the medium wave structure, and the small wave structure is as follows.
  • Large wave structure average aperture diameter (average wavelength) Performs a two-dimensional roughness measurement by a stylus-type roughness meter, the average peak distance S m as defined in ISO4287 were measured 5 times, and the mean opening diameter of the average value.
  • Average aperture diameter (average wavelength) of medium wave structure Using a high-resolution scanning electron microscope (SEM), the surface of an aluminum substrate was photographed at a magnification of 2000 times from directly above. At least 50 are extracted, the diameter is read and set as the opening diameter, and the average opening diameter is calculated.
  • Average aperture diameter (average wavelength) of the small wave structure Using a high-resolution scanning electron microscope (SEM), the surface of the aluminum substrate was photographed at a magnification of 50000 times from directly above, and at least 50 pits (irregularities) having a small wave structure were extracted from the obtained SEM photograph. The diameter is read to obtain the opening diameter, and the average opening diameter is calculated.
  • SEM scanning electron microscope
  • the large wave structure increases the contact area with the active material layer so that the adhesion becomes better, and a secondary battery excellent in cycle characteristics can be produced.
  • the average opening diameter is preferably 75 ⁇ m, and more preferably 10 to 50 ⁇ m.
  • the medium wave structure has an increased contact area with the active material layer due to an arbitrary component (for example, a conductive additive) constituting the active material layer entering the opening (valley).
  • the average opening diameter is preferably 0.7 to 4 ⁇ m, more preferably 1 to 3 ⁇ m.
  • the above-described small wave structure preferably has an average opening diameter of 0.015 to 0.4 ⁇ m and an average opening diameter of 0.02 to 0 because the actual surface area functioning as the conductive surface of the current collector is improved. More preferably, it is 3 ⁇ m.
  • the aluminum base material of the present invention has at least two surfaces selected from the group consisting of the large wave structure, the medium wave structure, and the small wave structure, but the contact area increases and the adhesion becomes better. It is preferable that the large wave structure and the medium wave structure and / or the small wave structure are overlapped for the reason that the rate characteristics of the secondary battery to be manufactured are good, and the contact area with the active material layer is further increased. It has increased adhesion, further improved adhesion, and can produce a secondary battery that excels in cycle characteristics and rate characteristics, so that it has all of the large wave structure, medium wave structure, and small wave structure superimposed. More preferred.
  • the large wave structure 1, the medium wave structure 2, and the small wave structure 3 each form a substantially sine waveform, and constitute one (large wave structure) as a whole.
  • the maximum cross-sectional height Pt of the cross-sectional curve of the surface is 10 ⁇ m or less, and preferably 1 to 8 ⁇ m.
  • the maximum cross-sectional height Pt is “the maximum cross-sectional height of the cross-sectional curve” defined in JIS B 0601: 2001 (see FIG. 1).
  • the maximum cross-sectional height Pt is 10 ⁇ m or less, the discharge life of the produced secondary battery is better than that when the maximum cross-sectional height Pt is more than 10 ⁇ m.
  • the aluminum base material of the present invention preferably has a surface area ratio ⁇ S of 20% or more, a steepness a45 of 5 to 60%, a surface area ratio ⁇ S of 35% or more, and a steepness.
  • the a45 is more preferably 8 to 50%, the surface area ratio ⁇ S is 50% or more, and the steepness a45 is further preferably 10 to 40%.
  • the surface area ratio ⁇ S is an actual area S x obtained by an approximate three-point method from three-dimensional data obtained by measuring 512 ⁇ 512 points on a surface of 50 ⁇ m ⁇ 50 ⁇ m using an atomic force microscope, It is a value obtained from the geometric measurement area S 0 by the following formula (i), and the steepness a45 is a slope having an angle of 45 ° or more (gradient of 45 ° or more) with respect to the actual area S x . It is the area ratio of the part which has.
  • the surface area difference ⁇ S is one of the factors indicating the frequency of wave structures (mainly large wave structures) on the surface of the aluminum substrate of the present invention.
  • the steepness a45 is a factor that represents the sharpness of the wave structure (mainly the large wave structure) on the surface of the aluminum substrate of the present invention.
  • the surface shape is measured by an atomic force microscope (AFM) to obtain three-dimensional data.
  • the measurement can be performed, for example, under the following conditions. That is, cut the aluminum substrate into 1cm square size, set it on the horizontal sample stage on the piezo scanner, approach the sample surface with the cantilever, and when it reaches the region where the atomic force works, it scans in XY direction At that time, the surface shape (wave structure) of the sample is captured by the displacement of the piezoelectric element in the Z direction.
  • a piezo scanner that can scan 150 ⁇ m in the XY direction and 10 ⁇ m in the Z direction is used.
  • a cantilever having a resonance frequency of 120 to 150 kHz and a spring constant of 12 to 20 N / m (SI-DF20, manufactured by NANOPROBE) is used for measurement in the DFM mode (Dynamic Force Mode). Further, the reference plane is obtained by correcting the slight inclination of the sample by approximating the obtained three-dimensional data by least squares. At the time of measurement, the surface of 50 ⁇ m ⁇ 50 ⁇ m is measured at 512 ⁇ 512 points.
  • the resolution in the XY direction is 1.9 ⁇ m
  • the resolution in the Z direction is 1 nm
  • the scan speed is 60 ⁇ m / sec.
  • the three-dimensional data (f (x, y)) obtained above three adjacent points are extracted, and the sum of the areas of the minute triangles formed by the three points is obtained to obtain the actual area S x .
  • the surface area difference ⁇ S is obtained by the above formula (i) from the obtained real area S x and the geometric measurement area S 0 .
  • the number of reference points whose inclination of the micro triangle is 45 degrees or more is obtained by subtracting the number of all reference points (the number of all data 512 ⁇ 512 points and the number of points having no two adjacent points in a predetermined direction).
  • the area ratio a45 of the portion having the inclination of 45 degrees or more is calculated by dividing by 511 ⁇ 511 points.
  • the manufacturing method of the aluminum base material of this invention is not specifically limited, For example, it can obtain by giving surface treatment including a roughening process to aluminum foil.
  • a known aluminum foil can be used for producing the aluminum substrate of the present invention.
  • the aluminum foil used in the present invention is a metal foil mainly composed of aluminum.
  • alloy numbers 1085, 1N30, and 3003 described in JIS standard H4000 can be used.
  • the thickness of the aluminum foil used in the present invention is preferably 100 ⁇ m or less, preferably 5 to 80 ⁇ m, more preferably 10 to 50 ⁇ m. This thickness can be appropriately changed according to the user's wishes or the like.
  • the surface treatment for producing the aluminum substrate of the present invention may include various steps other than the roughening treatment as long as the treatment includes at least a roughening treatment.
  • a typical method for forming the above-described surface shape for example, an alkali etching treatment on an aluminum foil, a desmut treatment with an acid, and an electrochemical surface roughening treatment using an electrolytic solution are sequentially performed; The method of performing the process, the desmut process by an acid, and the electrochemical surface-roughening process using different electrolyte solution in multiple times; However, this invention is not limited to these. In these methods, after the electrochemical surface roughening treatment, an alkali etching treatment and an acid desmutting treatment may be further performed.
  • an electrolytic solution mainly composed of nitric acid is used.
  • a method of applying an electrochemical surface roughening treatment with an increased frequency using an electrolytic solution mainly containing nitric acid; using an electrolytic solution mainly containing nitric acid And a method of forming a batch by applying only an electrochemical surface-roughening treatment in which the total amount of electricity involved in the anode reaction is increased.
  • an electrolytic solution mainly composed of nitric acid is used, an electrochemical surface roughening treatment with a reduced frequency is performed, and then hydrochloric acid is mainly formed.
  • a method of performing an electrochemical surface roughening treatment using an electrolytic solution mainly composed of hydrochloric acid; after performing an electrochemical surface roughening treatment using an electrolytic solution mainly composed of nitric acid and increasing frequency and quantity of electricity A method of performing an electrochemical surface roughening treatment using an electrolytic solution mainly composed of hydrochloric acid; after performing an electrochemical surface roughening treatment using an electrolytic solution mainly composed of nitric acid and increasing frequency and quantity of electricity.
  • a method of performing an electrochemical surface roughening treatment using an electrolytic solution mainly composed of hydrochloric acid is preferable.
  • a method of performing an electrochemical surface roughening treatment using a liquid is preferable.
  • each step of the surface treatment will be described in detail.
  • electrochemical roughening treatment For the electrochemical surface roughening treatment (hereinafter also referred to as “electrolytic surface roughening treatment”), an electrolytic solution used for the electrochemical surface roughening treatment using a normal alternating current can be used. Among them, it is preferable to use an electrolytic solution mainly composed of hydrochloric acid or nitric acid because the above-described surface shape can be easily obtained.
  • Electrolytic surface roughening can be performed according to, for example, the electrochemical grain method (electrolytic grain method) described in Japanese Patent Publication No. 48-28123 and British Patent No. 896,563.
  • This electrolytic grain method uses a sinusoidal alternating current, but it may be performed using a special waveform as described in JP-A-52-58602. Further, the waveform described in JP-A-3-79799 can also be used.
  • the methods described in JP-A-3-267400 and JP-A-1-141094 can also be applied.
  • JP-A-52-58602, JP-A-52-152302, JP-A-53-12738, JP-A-53-12739, JP-A-53-32821, JP-A-53-32222, JP 53-32833, JP 53-32824, JP 53-32825, JP 54-85802, JP 55-122896, JP 55-13284, JP 48-28123, JP-B-51-7081, JP-A-52-13338, JP-A-52-133840, JP-A-52-133844, JP-A-52-133845, JP-A-53- Nos. 149135 and 54-146234 can also be used.
  • the concentration of the acidic solution is preferably 0.5 to 2.5% by mass, but it is particularly preferably 0.7 to 2.0% by mass in consideration of use in the smut removal treatment.
  • the liquid temperature is preferably 20 to 80 ° C., more preferably 30 to 60 ° C.
  • An aqueous solution mainly composed of hydrochloric acid or nitric acid is an aqueous solution of hydrochloric acid or nitric acid having a concentration of 1 to 100 g / L, an nitric acid compound having nitric acid ions such as aluminum nitrate, sodium nitrate, or ammonium nitrate, or aluminum chloride, sodium chloride, ammonium chloride, or the like.
  • At least one of the hydrochloric acid compounds having hydrochloric acid ions can be used by adding in a range from 1 g / L to saturation.
  • the metal contained in aluminum alloys such as iron, copper, manganese, nickel, titanium, magnesium, a silica, may melt
  • a solution obtained by adding aluminum chloride, aluminum nitrate or the like to an aqueous solution of hydrochloric acid or nitric acid having a concentration of 0.5 to 2% by mass so that aluminum ions are 3 to 50 g / L is preferably used.
  • the compound capable of forming a complex with Cu include ammonia; hydrogen atom of ammonia such as methylamine, ethylamine, dimethylamine, diethylamine, trimethylamine, cyclohexylamine, triethanolamine, triisopropanolamine, EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid). And amines obtained by substituting with a hydrocarbon group (aliphatic, aromatic, etc.); metal carbonates such as sodium carbonate, potassium carbonate, potassium hydrogen carbonate and the like.
  • ammonium salts such as ammonium nitrate, ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium phosphate, and ammonium carbonate are also included.
  • the temperature is preferably 10 to 60 ° C, more preferably 20 to 50 ° C.
  • the AC power source wave used for the electrochemical surface roughening treatment is not particularly limited, and a sine wave, a rectangular wave, a trapezoidal wave, a triangular wave or the like is used, but a rectangular wave or a trapezoidal wave is preferable, and a trapezoidal wave is particularly preferable.
  • a trapezoidal wave means what was shown in FIG. In this trapezoidal wave, the time (TP) until the current reaches a peak from zero is preferably 1 to 3 msec. If it is less than 1 msec, processing irregularities such as chatter marks that occur perpendicular to the traveling direction of the aluminum foil are likely to occur.
  • TP exceeds 3 msec, especially when a nitric acid electrolyte is used, it is easily affected by trace components in the electrolyte typified by ammonium ions and the like that spontaneously increase by electrolytic treatment, and uniform graining is performed. It becomes hard to be broken.
  • a trapezoidal wave AC duty ratio of 1: 2 to 2: 1 can be used. However, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-195300, in an indirect power feeding method that does not use a conductor roll for aluminum. A duty ratio of 1: 1 is preferable.
  • a trapezoidal AC frequency of 0.1 to 120 Hz can be used, but 50 to 70 Hz is preferable in terms of equipment. When the frequency is lower than 50 Hz, the carbon electrode of the main electrode is easily dissolved, and when the frequency is higher than 70 Hz, it is easily affected by an inductance component on the power supply circuit, and the power supply cost is increased.
  • One or more AC power supplies can be connected to the electrolytic cell.
  • the current ratio between the anode and cathode of AC applied to the aluminum foil facing the main electrode is controlled to achieve uniform graining and to dissolve the carbon of the main electrode.
  • 11 is an aluminum foil
  • 12 is a radial drum roller
  • 13a and 13b are main poles
  • 14 is an electrolytic treatment solution
  • 15 is an electrolyte supply port
  • 16 is a slit.
  • the ratio of the amount of electricity involved in the cathode reaction and the anodic reaction is preferably 0.3 to 0.95.
  • electrolytic cell electrolytic cells used for known surface treatments such as a vertical type, a flat type, and a radial type can be used, but a radial type electrolytic cell as described in JP-A-5-195300 is particularly preferable.
  • the electrolytic solution passing through the electrolytic cell may be parallel to the traveling direction of the aluminum web or may be a counter.
  • An electrochemical roughening treatment using an electrolytic solution mainly composed of nitric acid can form a medium wave structure having an average opening diameter of more than 0.5 ⁇ m and not more than 5 ⁇ m.
  • the electrolytic reaction is concentrated, and a large wave structure having a wavelength exceeding 5 ⁇ m is also generated.
  • the total amount of electricity involved in the anode reaction of the aluminum foil at the end of the electrolytic reaction is preferably 1 to 1000 C / dm 2 , and preferably 50 to 300 C / dm 2. It is more preferable that The current density at this time is preferably 20 to 100 A / dm 2 .
  • electrolysis is performed at 30 to 60 ° C. using a nitric acid electrolytic solution having a high concentration, for example, a nitric acid concentration of 15 to 35% by mass, or a high temperature using a nitric acid electrolytic solution having a nitric acid concentration of 0.7 to 2% by mass.
  • a small wave structure having an average wavelength of 0.20 ⁇ m or less can be formed by performing electrolysis at 80 ° C. or higher. As a result, ⁇ S can be increased.
  • the total amount of electricity involved in the anode reaction of the aluminum foil at the end of the electrolytic reaction is preferably 1 to 100 C / dm 2 , preferably 20 to 70 C / dm 2 . More preferably.
  • the current density at this time is preferably 20 to 50 A / dm 2 .
  • a large crater-like swell is simultaneously formed by increasing the total amount of electricity involved in the anode reaction to 400 to 2000 C / dm 2. It is also possible.
  • a fine small-wave structure having an average opening diameter of more than 0.01 ⁇ m and not more than 0.5 ⁇ m is generated on the entire surface by being superimposed on a large wave structure having an average opening diameter of more than 5 ⁇ m and not more than 100 ⁇ m.
  • a medium wave structure having an average opening diameter of more than 0.5 ⁇ m and not more than 5 ⁇ m is not generated.
  • an electrolytic surface roughening treatment using an electrolytic solution mainly composed of hydrochloric acid for example, an electrolytic roughing using an electrolytic solution mainly composed of high-concentration and high-temperature nitric acid.
  • a surface treatment is preferable.
  • cathodic electrolysis treatment it is preferable to perform the cathodic electrolysis treatment on the aluminum foil before and / or after the electrolytic surface-roughening treatment performed in the electrolytic solution such as nitric acid or hydrochloric acid.
  • the electrolytic solution such as nitric acid or hydrochloric acid.
  • smut is generated on the surface of the aluminum foil, and hydrogen gas is generated to enable more uniform electrolytic surface roughening treatment.
  • Cathodic electrolysis is carried out in an acidic solution with a cathodic charge of preferably 3 to 80 C / dm 2 , more preferably 5 to 30 C / dm 2 .
  • the electrolytic solution may be the same as or different from the solution used in the electrolytic surface roughening treatment.
  • the alkali etching treatment is a treatment for dissolving the surface layer by bringing the aluminum foil into contact with an alkali solution.
  • the alkali etching treatment performed before the electrolytic surface roughening treatment is performed for the purpose of removing rolling oil, dirt, natural oxide film, and the like on the surface of the aluminum foil.
  • the etching amount of the alkali etching treatment is preferably 0.05 to 10 g / m 2 , and more preferably 1 to 5 g / m 2 . If the etching amount is less than 0.05 g / m 2 , rolling oil, dirt, natural oxide film, etc. may remain on the surface, so that a uniform wave structure cannot be generated in the subsequent electrolytic surface roughening treatment. May occur. On the other hand, when the etching amount is from 1 to 10 g / m 2 , the surface of the rolling oil, dirt, natural oxide film and the like are sufficiently removed. An etching amount exceeding the above range is economically disadvantageous.
  • the alkaline etching treatment performed immediately after the electrolytic surface roughening treatment is performed for the purpose of dissolving the smut generated in the acidic electrolyte and dissolving the edge portion of the wave structure formed by the electrolytic surface roughening treatment. Is called. Since the wave structure formed by the electrolytic surface roughening treatment differs depending on the type of the electrolyte, the optimum etching amount varies. However, the etching amount of the alkali etching treatment performed after the electrolytic surface roughening treatment is 0.1 to 5 g / m 2 is preferred. When a nitric acid electrolyte is used, the etching amount needs to be set larger than when a hydrochloric acid electrolyte is used. When the electrolytic surface roughening treatment is performed a plurality of times, an alkali etching treatment can be performed as necessary after each treatment.
  • Examples of the alkali used in the alkaline solution include caustic alkali and alkali metal salts.
  • caustic alkali include caustic soda and caustic potash.
  • alkali metal salts include alkali metal silicates such as sodium silicate, sodium silicate, potassium metasilicate, and potassium silicate; alkali metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate; sodium aluminate and alumina.
  • Alkali metal aluminates such as potassium acid; alkali metal aldones such as sodium gluconate and potassium gluconate; dibasic sodium phosphate, dibasic potassium phosphate, tribasic sodium phosphate, tertiary potassium phosphate, etc.
  • An alkali metal hydrogen phosphate is mentioned.
  • a caustic alkali solution and a solution containing both a caustic alkali and an alkali metal aluminate are preferable from the viewpoint of high etching rate and low cost.
  • an aqueous solution of caustic soda is preferable.
  • the concentration of the alkaline solution can be determined according to the etching amount, but is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 10 to 35% by mass.
  • the concentration of aluminum ions is preferably 0.01 to 10% by mass, and more preferably 3 to 8% by mass.
  • the temperature of the alkaline solution is preferably 20 to 90 ° C.
  • the treatment time is preferably 1 to 120 seconds.
  • Examples of the method of bringing the aluminum foil into contact with the alkaline solution include, for example, a method in which the aluminum foil is passed through a bath containing the alkaline solution, a method in which the aluminum foil is immersed in a bath containing the alkaline solution, and the alkaline solution being aluminum.
  • the method of spraying on the surface of foil is mentioned.
  • pickling is preferably performed in order to remove dirt (smut) remaining on the surface.
  • the acid used include nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, chromic acid, hydrofluoric acid, and borohydrofluoric acid.
  • the desmutting treatment is performed, for example, by bringing the aluminum foil into contact with an acidic solution (containing aluminum ions of 0.01 to 5% by mass) having a concentration of 0.5 to 30% by mass such as hydrochloric acid, nitric acid, and sulfuric acid. .
  • the method for bringing the aluminum foil into contact with the acidic solution examples include a method in which the aluminum foil is passed through a bath containing the acidic solution, a method in which the aluminum foil is immersed in a bath containing the acidic solution, and the acidic solution being aluminum.
  • the method of spraying on the surface of foil is mentioned.
  • the acidic solution is mainly composed of an aqueous solution mainly composed of nitric acid or an aqueous solution mainly composed of hydrochloric acid discharged in the above-described electrolytic surface-roughening treatment, or sulfuric acid discharged in an anodic oxidation process described later. It is possible to use a waste solution of an aqueous solution.
  • the temperature of the desmut treatment is preferably 25 to 90 ° C.
  • the processing time is preferably 1 to 180 seconds.
  • Aluminum and aluminum alloy components may be dissolved in the acidic solution used for the desmut treatment.
  • the aluminum foil treated as described above may be anodized as necessary from the viewpoint of preventing corrosion.
  • the anodizing treatment can be performed by a conventional method.
  • an anodized film can be formed by energizing an aluminum foil as an anode in a solution having a sulfuric acid concentration of 50 to 300 g / L and an aluminum concentration of 5% by mass or less.
  • sulfuric acid, phosphoric acid, chromic acid, oxalic acid, sulfamic acid, benzenesulfonic acid, amidosulfonic acid and the like can be used alone or in combination of two or more.
  • the electrolyte at least components usually contained in aluminum foil, electrodes, tap water, ground water, etc. may be contained in the electrolyte.
  • the 2nd, 3rd component may be added.
  • the second and third components herein include metal ions such as Na, K, Mg, Li, Ca, Ti, Al, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, and Zn; Cation such as ammonium ion; anion such as nitrate ion, carbonate ion, chloride ion, phosphate ion, fluoride ion, sulfite ion, titanate ion, silicate ion, borate ion, etc., 0 to 10,000 ppm It may be contained at a concentration of about.
  • the conditions of the anodizing treatment cannot be determined unconditionally because they vary depending on the electrolyte used, but generally the electrolyte concentration is 1 to 80% by mass, the solution temperature is 5 to 70 ° C., and the current density is 0.5. It is appropriate that ⁇ 60 A / dm 2 , voltage 1 ⁇ 100 V, electrolysis time 15 seconds ⁇ 50 minutes, and the anodic oxide film amount is adjusted to a desired amount.
  • the methods described in JP-A-207299, JP-A-5-24377, JP-A-5-32083, JP-A-5-125597, JP-A-5-195291 and the like can also be used.
  • a sulfuric acid solution as the electrolytic solution.
  • the sulfuric acid concentration in the electrolytic solution is preferably 10 to 300 g / L, and the aluminum ion concentration is preferably 1 to 25 g / L, more preferably 2 to 10 g / L.
  • Such an electrolytic solution can be prepared, for example, by adding aluminum sulfate or the like to dilute sulfuric acid having a sulfuric acid concentration of 50 to 200 g / L.
  • direct current may be applied between the aluminum foil and the counter electrode, or alternating current may be applied.
  • the current density is preferably 1 to 60 A / dm 2 , and more preferably 5 to 40 A / dm 2 .
  • a low current of 5 to 10 A / dm 2 is initially provided so that the so-called “burn” does not occur due to current concentration on a part of the aluminum foil. It is preferable to increase the current density to 30 to 50 A / dm 2 or more as the current is passed at the density and the anodization process proceeds.
  • the anodizing treatment is continuously performed, it is preferably performed by a liquid power feeding method in which power is supplied to the aluminum foil through an electrolytic solution.
  • the micropores present in the anodic oxide film usually have an average pore diameter of about 5 to 50 nm and an average pore density of about 300 to 800 / ⁇ m 2 .
  • the amount of the anodized film is preferably 1 to 5 g / m 2 . If it is less than 1 g / m 2 , the porous alumina carrier according to the present invention is easily damaged, whereas if it exceeds 5 g / m 2 , a large amount of electric power is required for production, which is economically disadvantageous.
  • the amount of the anodized film is more preferably 1.5 to 4 g / m 2 . Moreover, it is preferable to carry out so that the difference in the amount of the anodized film between the center portion of the aluminum foil and the vicinity of the edge portion is 1 g / m 2 or less.
  • FIG. 4 is a schematic view showing an example of an apparatus for anodizing the surface of an aluminum foil.
  • the aluminum foil 416 is conveyed as shown by the arrows in FIG.
  • the power supply tank 412 in which the electrolytic solution 418 is stored the aluminum foil 416 is charged to (+) by the power supply electrode 420.
  • the aluminum foil 416 is transported upward by the roller 422 in the power supply tank 412, and is redirected downward by the nip roller 424, and then transported toward the electrolytic treatment tank 414 in which the electrolytic solution 426 is stored, and by the roller 428. The direction is changed horizontally.
  • the aluminum foil 416 is charged to ( ⁇ ) by the electrolytic electrode 430 to form an anodic oxide film on the surface thereof, and the aluminum foil 416 exiting the electrolytic treatment tank 414 is conveyed to a subsequent process.
  • the roller 422, the nip roller 424 and the roller 428 constitute a direction changing means, and the aluminum foil 416 is disposed between the power supply tank 412 and the electrolytic treatment tank 414 between the rollers 422, 424 and By 428, it is conveyed into a mountain shape and an inverted U shape.
  • the feeding electrode 420 and the electrolytic electrode 430 are connected to a DC power source 434.
  • a feature of the anodizing apparatus 410 in FIG. 4 is that the feeding tank 412 and the electrolytic treatment tank 414 are partitioned by a single tank wall 432, and the aluminum foil 416 is conveyed in a mountain shape and an inverted U shape between the tanks. It is in. Thereby, the length of the aluminum foil 416 in the inter-tank part can be minimized. Therefore, the overall length of the anodizing apparatus 410 can be shortened, so that the equipment cost can be reduced.
  • by conveying the aluminum foil 416 in a mountain shape and an inverted U shape it is not necessary to form an opening for allowing the aluminum foil 416 to pass through the tank wall 432 of each tank 412 and 414. Therefore, since the liquid feeding amount required to maintain the liquid level height in each tank 412 and 414 at a required level can be suppressed, the operating cost can be reduced.
  • sealing treatment In this invention, you may perform the sealing process which seals the micropore which exists in an anodic oxide film as needed.
  • the sealing treatment can be performed according to a known method such as boiling water treatment, hot water treatment, steam treatment, sodium silicate treatment, nitrite treatment, ammonium acetate treatment and the like.
  • a known method such as boiling water treatment, hot water treatment, steam treatment, sodium silicate treatment, nitrite treatment, ammonium acetate treatment and the like.
  • Japanese Patent Publication No. 56-12518 Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-4194, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-202496, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-179482, etc. Good.
  • washing treatment In the present invention, it is preferable to carry out water washing after completion of the above-described processes.
  • pure water, well water, tap water, or the like can be used.
  • a nip device may be used to prevent the processing liquid from being brought into the next process.
  • the current collector of the present invention is a current collector for a positive electrode or a negative electrode comprising the above-described aluminum substrate of the present invention.
  • the current collector of the present invention has a specific surface shape as described above, so that the contact area with the active material layer is increased and the adhesion is improved, and the cycle characteristics are improved.
  • a secondary battery having excellent resistance can be produced.
  • the positive electrode of the present invention comprises a positive electrode current collector using the current collector of the present invention described above as a positive electrode, and a layer containing a positive electrode active material (positive electrode active material layer) formed on the surface of the positive electrode current collector.
  • a positive electrode As the positive electrode active material, a conventionally known active material can be used. From the viewpoint of using the positive electrode of the present invention for a secondary battery (particularly, a lithium secondary battery), lithium can be occluded and released. Preferably it is a possible substance.
  • a lithium-containing compound is preferable, and specifically, a composite oxide containing lithium and a transition metal (hereinafter referred to as “lithium transition metal composite oxide”), lithium and a transition metal are included.
  • lithium transition metal composite oxide a composite oxide containing lithium and a transition metal
  • examples thereof include phosphoric acid compounds (hereinafter referred to as “lithium-containing transition metal phosphate compounds”), among which lithium transition metal composite oxides are preferable.
  • the transition metal constituting the lithium transition metal composite oxide include Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Mo, and W. Further, the lithium transition metal composite oxide includes alkali metals other than lithium (elements of the first (Ia) group and the second (IIa) group of the periodic table), Al, Ga, In, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi, Si, P, B, etc. may be mixed, and the mixing amount is preferably 0-30 mol% with respect to the transition metal.
  • lithium transition metal composite oxides a lithium compound and a transition metal compound (wherein the transition metal is selected from the group consisting of Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Mo, and W)
  • a compound synthesized by mixing so that a molar ratio (lithium compound / transition metal compound) to 0.3 to 2.2 is more preferable.
  • Li g M3O 2 M3 represents at least one element selected from the group consisting of Co, Ni, Fe and Mn. G is 0.1 to 1.2.
  • a material having a spinel structure represented by Li h M4 2 O (M4 represents Mn, h represents 0.1 to 2).
  • M3 and M4 in addition to the transition metal, Al, Ga, In, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi, Si, P, B, and the like may be mixed, and the mixing amount is the above transition metal.
  • the content is preferably 0-30 mol%.
  • Li g1 M3O 2 and the material having a spinel structure represented by Li h1 M4 2 O, Li g2 CoO 2 , Li g2 NiO 2 , Li g2 MnO 2 , Li g2 Co j2 Ni 1-j O 2, Li h2 Mn 2 O 4 , LiNi j Mn 1-j O 2, LiCo j Ni h2 Al 1-j-h2 O 2, LiCo j Ni h2 Mn 1-j-h2 O 2, LiMn h2 Al 2-h2 O 4 , LiMn h2 Ni 2-h2 O 4 (where g2 represents 0.02 to 1.2, j represents 0.1 to 0.9, and h2 represents 0.1 to 2). Particularly preferred.
  • the g value and the h value are values before the start of charging / discharging, and are values that increase / decrease due to charging / discharging.
  • LiNi 0.5 Mn 0.5 O 2 LiNi 0.85 Co 0.01 Al 0.05 O 2 , LiNi 0.33 Co 0.33 Mn 0.33 O 2 , LiMn 1.8 Al 0.2 O 4 , LiMn 1.5 Ni 0.5 O 4 and the like.
  • the transition metal constituting the lithium-containing transition metal phosphate compound for example, V, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu and the like are preferably mentioned as the transition metal.
  • the lithium-containing transition metal phosphate compound include iron phosphates such as LiFePO 4 , Li 3 Fe 2 (PO 4 ) 3 , and LiFeP 2 O 7 ; cobalt phosphates such as LiCoPO 4.
  • a part of transition metal atoms which are the main components of these lithium transition metal phosphate compounds are Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Li, Ni, Cu, Zn, Mg, Ga, Zr, Nb, Examples thereof include those substituted with Si or the like.
  • lithium cobaltate (LiCoO 2 ), LiNi 0.33 Co 0.33 can be produced because the secondary battery having better adhesion to the positive electrode current collector and better cycle characteristics can be produced.
  • Mn 0.33 O 2 and iron phosphates are preferable.
  • the average particle diameter of the positive electrode active material is not particularly limited, but is preferably 0.1 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • a conventionally known pulverizer or classifier is used.
  • a mortar, a ball mill, a vibration ball mill, a vibration mill, a satellite ball mill, a planetary ball mill, a swirling air flow type jet mill, a sieve, or the like is used.
  • the average particle size can be measured with a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device or the like by dispersing the sample in a liquid or in the air.
  • the specific surface area of the positive electrode active material is not particularly limited, but is preferably 0.01 m 2 / g to 50 m 2 / g by the BET method.
  • the pH of the supernatant when 5 g of the positive electrode active material is dissolved in 100 ml of distilled water is preferably 7 or more and 12 or less.
  • the active material layer may contain, in addition to the active material, other materials such as a conductive material, a binder, and a solvent as necessary.
  • the conductive material is not particularly limited as long as it is an electron conductive material that does not cause a chemical change in the constituted secondary battery, and a known conductive material can be arbitrarily used.
  • the conductive material include natural graphite (scale-like graphite, scale-like graphite, earth-like graphite, etc.), artificial graphite, carbon black, acetylene black, ketjen black, carbon fiber and metal powder (copper, nickel, aluminum, silver). (Described in JP-A No. 63-10148,554)), metal fibers, polyphenylene derivatives (described in JP-A No. 59-20,971), etc., and these may be used alone. Two or more kinds may be used in combination.
  • the amount of the conductive material added is preferably 1 to 50% by mass of the positive electrode active material layer, and more preferably 2 to 30% by mass. In the case of carbon or graphite, 2 to 15% by mass is particularly preferable.
  • binder examples include polysaccharides, thermoplastic resins, and polymers having rubber elasticity. Specifically, for example, starch, carboxymethyl cellulose, cellulose, diacetyl cellulose, methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl Water-soluble cellulose, sodium alginate, polyacrylic acid, sodium polyacrylate, polyvinyl phenol, polyvinyl methyl ether, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyacrylonitrile, polyacrylamide, polyhydroxy (meth) acrylate, styrene-maleic acid copolymer, etc.
  • starch carboxymethyl cellulose, cellulose, diacetyl cellulose, methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl Water-soluble cellulose, sodium alginate, polyacrylic acid, sodium polyacrylate, polyvinyl phenol, polyvinyl methyl ether, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, poly
  • Polymer polyvinyl chloride, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, Nylidene fluoride-tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, polyvinyl acetal resin, methyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, etc.
  • polyacrylate ester latex carboxymethyl cellulose, polytetrafluoroethylene, and polyvinylidene fluoride are preferable.
  • the amount of the binder added is preferably 1 to 30% by mass of the positive electrode active material layer, preferably 2 to 10% by mass, from the viewpoint of the holding power and cohesive strength of the electrode mixture, and the capacity per unit volume or unit mass of the electrode. More preferred.
  • the solvent include aprotic polar solvents such as N-methylpyrrolidone (NMP) and dimethyl sulfoxide (DMSO).
  • NMP N-methylpyrrolidone
  • DMSO dimethyl sulfoxide
  • the negative electrode of the present invention is a negative electrode having a negative electrode current collector using the above-described current collector of the present invention as a negative electrode and a layer containing a negative electrode active material formed on the surface of the negative electrode current collector.
  • the negative electrode active material is not particularly limited as long as it can reversibly insert and release lithium ions.
  • Specific examples thereof include metal oxides such as tin oxide and silicon oxide; metal composite oxides; Metal sulfides; metal nitrides; lithium alloys such as lithium aluminum alloys; metals that can form alloys with lithium such as Sn and Si; and the like. These may be used alone or in combination of two or more. May be.
  • a substance in which the lithium ion storage / release potential is 0.4 V or more with respect to the metal lithium potential is preferable.
  • a negative electrode active material having such a lithium ion occlusion / release potential can be used while suppressing an alloy reaction between aluminum or an aluminum alloy and lithium.
  • the secondary battery of the present invention is a secondary battery having a positive electrode, a negative electrode, and an electrolytic solution.
  • the configuration of the secondary battery of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 5 and 6.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example of an embodiment of the secondary battery of the present invention.
  • the secondary battery 30 shown in FIG. 5 is a so-called coin-type battery, and includes a positive electrode 32 (reference numeral 33: positive electrode electric body, reference numeral 34: positive electrode active material layer) housed in an outer can (case) 31, and an outer package.
  • a negative electrode 36 reference numeral 37: negative electrode current collector, reference numeral 38: negative electrode active material layer
  • a cup (sealing plate) 35 is laminated via a separator 39 containing an electrolytic solution.
  • the peripheral portions of the outer can 31 and the outer cup 35 are sealed by caulking through an insulating gasket 40.
  • At least one of the positive electrode 32 and the negative electrode 36 is the positive electrode or the negative electrode of the present invention, the positive electrode current collector 33 and the positive electrode active material layer 34 constituting the positive electrode 32 of the present invention, and the negative electrode constituting the negative electrode 36 of the present invention.
  • the current collector 37 and the negative electrode active material layer 38 are as described in the above-described positive electrode and negative electrode of the present invention.
  • the current collector and the active material layer constituting the other electrode are not particularly limited in the present invention. Conventionally known configurations can be used.
  • the conventionally known negative electrode active material is not particularly limited as long as it can reversibly insert and release lithium ions.
  • a carbonaceous material, lithium alone may be used, and these may be used alone or in combination of two or more.
  • carbonaceous materials, metal oxides, and metal composite oxides are preferable from the viewpoint of safety.
  • the carbonaceous material used as the negative electrode active material is a material substantially made of carbon.
  • Examples thereof include petroleum pitch, natural graphite; artificial graphite such as vapor-grown graphite; and carbonaceous material obtained by firing various synthetic resins such as PAN-based resin and furfuryl alcohol resin.
  • various carbon fibers such as PAN-based carbon fiber, cellulose-based carbon fiber, pitch-based carbon fiber, vapor-grown carbon fiber, dehydrated PVA-based carbon fiber, lignin carbon fiber, glassy carbon fiber, activated carbon fiber, mesophase micro
  • Examples thereof include spheres, graphite whiskers, and flat graphite.
  • carbonaceous materials can be divided into non-graphitizable carbon materials and graphite-based carbon materials depending on the degree of graphitization.
  • the carbonaceous material preferably has a face spacing, density, and crystallite size described in JP-A-62-222066, JP-A-2-6856, and 3-45473.
  • the carbonaceous material does not have to be a single material, and a mixture of natural graphite and artificial graphite described in JP-A-5-90844, graphite having a coating layer described in JP-A-6-4516, or the like is used. You can also.
  • an amorphous oxide is particularly preferable, and chalcogenite which is a reaction product of a metal element and a group 16 element of the periodic table is also preferably used.
  • amorphous as used herein means an X-ray diffraction method using CuK ⁇ rays, which has a broad scattering band having a peak in the region of 20 ° to 40 ° in terms of 2 ⁇ , and is a crystalline diffraction line. You may have. The strongest intensity of crystalline diffraction lines seen from 2 ° to 40 ° to 70 ° is 100 times the diffraction line intensity at the peak of the broad scattering band seen from 2 ° to 20 °.
  • the metal composite oxide is not particularly limited as long as it can occlude and release lithium, but it preferably contains titanium and / or lithium as a constituent component from the viewpoint of high current density charge / discharge characteristics.
  • the amorphous oxide and chalcogenide of the semimetal element are more preferable, and the elements of Groups 13 (IIIB) to 15 (VB) of the periodic table, Al , Ga, Si, Sn, Ge, Pb, Sb, Bi are preferably used alone or in combination of two or more thereof, and chalcogenides.
  • preferable amorphous oxides and chalcogenides include, for example, Ga 2 O 3 , SiO, GeO, SnO, SnO 2 , PbO, PbO 2 , Pb 2 O 3 , Pb 2 O 4 , Pb 3 O 4 , Sb 2 O 3 , Sb 2 O 4 , Sb 2 O 5 , Bi 2 O 3 , Bi 2 O 4 , SnSiO 3 , GeS, SnS, SnS 2 , PbS, PbS 2 , Sb 2 S 3 , Sb 2 S 5 , such as SnSiS 3 may preferably be mentioned. Moreover, these may be a complex oxide with lithium oxide, for example, Li 2 SnO 2 .
  • the average particle size of the negative electrode active material is not particularly limited, but is preferably 0.1 ⁇ m to 60 ⁇ m.
  • a conventionally known pulverizer or classifier is used.
  • a mortar, a ball mill, a sand mill, a vibrating ball mill, a satellite ball mill, a planetary ball mill, a swirling air flow type jet mill or a sieve is preferably used.
  • wet pulverization in the presence of water or an organic solvent such as methanol can be performed as necessary.
  • classification is preferably performed.
  • the classification method is not particularly limited, and a sieve, an air classifier, or the like can be used as necessary. Classification can be used both dry and wet.
  • the negative electrode active material that can be used together with the amorphous oxide negative electrode active material centering on Sn, Si, and Ge include carbon materials that can occlude and release lithium ions or lithium metal, lithium, lithium alloys, lithium A metal that can be alloyed with is preferable.
  • the negative electrode active material layer may contain, in addition to the negative electrode active material, other materials such as the conductive aid, the binder, and the solvent described above as necessary.
  • the separator 39 is not particularly limited as long as it is a material having mechanical strength for electrically insulating the positive electrode and the negative electrode, ion permeability, and oxidation / reduction resistance at the contact surface between the positive electrode and the negative electrode. There is nothing. As such materials, porous polymer materials, inorganic materials, organic-inorganic hybrid materials, glass fibers, and the like are used. These separators preferably have a shutdown function for ensuring safety, that is, a function of closing the gap at 80 ° C. or higher to increase resistance and interrupting current, and the closing temperature is 90 ° C. or higher and 180 ° C. or lower. Preferably there is.
  • the shape of the holes of the separator is usually circular or elliptical, and the size is 0.05 ⁇ m to 30 ⁇ m, preferably 0.1 ⁇ m to 20 ⁇ m. Furthermore, it may be a rod-like or irregular-shaped hole as in the case of making by a stretching method or a phase separation method.
  • the ratio of these gaps, that is, the porosity, is 20% to 90%, preferably 35% to 80%.
  • the polymer material may be a single material such as polyethylene or polypropylene, or two or more composite materials. What laminated
  • oxides such as alumina and silicon dioxide, nitrides such as aluminum nitride and silicon nitride, and sulfates such as barium sulfate and calcium sulfate are used, and those having a particle shape or fiber shape are used.
  • a thin film shape such as a non-woven fabric, a woven fabric, or a microporous film is used.
  • the thin film shape those having a pore diameter of 0.01 ⁇ m to 1 ⁇ m and a thickness of 5 ⁇ m to 50 ⁇ m are preferably used.
  • a separator formed by forming a composite porous layer containing the inorganic particles on the surface layer of the positive electrode and / or the negative electrode using a resin binder can be used.
  • alumina particles having a 90% particle diameter of less than 1 ⁇ m are formed on both surfaces of the positive electrode as a porous layer using a fluororesin binder.
  • organic solvent examples include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, methyl propyl carbonate, ⁇ -butyrolactone, and ⁇ -valerolactone.
  • ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate is preferable.
  • a high viscosity (high dielectric constant) solvent such as ethylene carbonate or propylene carbonate (for example, ratio A combination of a dielectric constant ⁇ ⁇ 30) and a low viscosity solvent such as dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, or diethyl carbonate (for example, viscosity ⁇ 1 mPa ⁇ s) is more preferable. This is because the dissociation property of the electrolyte salt and the ion mobility are improved.
  • the organic solvent (nonaqueous solvent) used in the present invention is not limited to the above examples.
  • the solvent may contain a cyclic carbonate having an unsaturated bond. This is because the chemical stability of the electrolytic solution is further improved.
  • the cyclic carbonate having an unsaturated bond include at least one selected from the group consisting of vinylene carbonate compounds, vinyl ethylene carbonate compounds and methylene ethylene carbonate compounds.
  • vinylene carbonate compounds include vinylene carbonate (1,3-dioxol-2-one), methyl vinylene carbonate (4-methyl-1,3-dioxol-2-one), and ethyl vinylene carbonate (4-ethyl- 1,3-dioxol-2-one), 4,5-dimethyl-1,3-dioxol-2-one, 4,5-diethyl-1,3-dioxol-2-one, 4-fluoro-1,3 And -dioxol-2-one and 4-trifluoromethyl-1,3-dioxol-2-one.
  • Examples of the vinyl ethylene carbonate compound include vinyl ethylene carbonate (4-vinyl-1,3-dioxolan-2-one), 4-methyl-4-vinyl-1,3-dioxolan-2-one, and 4-ethyl.
  • Examples of the methylene ethylene carbonate compound include 4-methylene-1,3-dioxolan-2-one, 4,4-dimethyl-5-methylene-1,3-dioxolan-2-one, and 4,4-diethyl-5-one. And methylene-1,3-dioxolan-2-one.
  • vinylene carbonate is preferable. This is because a high effect can be obtained.
  • the metal ions belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table contained in the electrolytic solution or salts thereof are appropriately selected depending on the intended use of the electrolytic solution, for example, lithium salt, potassium salt, sodium salt, calcium salt, When a magnesium salt is used and used in a secondary battery or the like, a lithium salt is preferable from the viewpoint of output.
  • a lithium salt may be selected as the metal ion salt.
  • the lithium salt is not particularly limited as long as it is a lithium salt usually used for an electrolyte of a non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery. For example, those described below are preferable.
  • Inorganic lithium salts inorganic fluoride salts such as LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiSbF 6 ; perhalogenates such as LiClO 4 , LiBRO 4 , LiIO 4 ; inorganic chloride salts such as LiAlCl 4 etc.
  • Oxalatoborate salt lithium bis (oxalato) borate, lithium difluorooxalatoborate and the like.
  • LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiClO 4 , Li (Rf 1 SO 3 ), LiN (Rf 1 SO 2 ) 2 , LiN (FSO 2 ) 2 , and LiN (Rf 1 SO 2 ) (Rf 2 SO 2 ) 2 is preferred, LiPF 6 , LiBF 4 , LiN (Rf 1 SO 2 ) 2 , LiN (FSO 2 ) 2 , LiN (Rf 1 SO 2 ) (Rf 2 SO 2 ) 2 and the like
  • the lithium imide salt is more preferable.
  • Rf 1 and Rf 2 each represent a perfluoroalkyl group.
  • the lithium salt used for electrolyte solution may be used individually by 1 type, or may combine 2 or more types arbitrarily.
  • the content of a metal ion belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table or a metal salt thereof in the electrolytic solution is added in an amount so as to obtain a preferable salt concentration described below in the method for preparing the electrolytic solution.
  • the salt concentration is appropriately selected depending on the intended use of the electrolytic solution, but is generally 10% to 50% by mass, more preferably 15% to 30% by mass, based on the total mass of the electrolytic solution.
  • concentration when evaluating as an ion density
  • the electrolytic solution is prepared by dissolving a silicon compound, a lithium salt, and various additives that are optionally added in the nonaqueous electrolytic solution solvent.
  • non-water means substantially not containing water, and may contain a small amount of water as long as the effect of the invention is not hindered.
  • the water content is preferably 200 ppm or less, and more preferably 100 ppm or less. Although there is no particular lower limit, it is practical that it is 10 ppm or more considering inevitable mixing.
  • outer can 31 and the outer cup 35 are not particularly limited, and can be made of a metal such as stainless steel or aluminum.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing an example of another embodiment of the secondary battery of the present invention.
  • the secondary battery 50 shown in FIG. 6 is a so-called cylindrical type, in which a positive electrode 61 and a negative electrode 62 are stacked and wound inside a hollow cylindrical battery can 51 via a separator 63 containing an electrolytic solution.
  • the wound electrode body 60 and a pair of insulating plates 52 and 53 are accommodated.
  • the positive electrode 61 and the negative electrode 62 is the positive electrode or the negative electrode of the present invention, and the positive electrode current collector and the positive electrode active material layer constituting the positive electrode 61 of the present invention and the negative electrode collector constituting the negative electrode 62 of the present invention.
  • the electric body and the negative electrode active material layer are as described in the above-described positive electrode and negative electrode of the present invention.
  • the current collector and the active material layer constituting the other electrode are not particularly limited in the present invention. Conventionally known configurations can be used.
  • the separator 63 is not particularly limited.
  • the separator 63 can be formed by the same method as the separator 39 shown in FIG.
  • a battery lid 54 at the open end of the battery can 51, a battery lid 54, a safety valve mechanism 55 and a heat sensitive resistance element (Positive Temperature Coefficient: PTC element) 56 provided inside the battery lid 54, It is attached by caulking through a gasket 57. Thereby, the inside of the battery can 51 is sealed.
  • the battery lid 54 is made of a metal material similar to that of the battery can 51, for example.
  • the safety valve mechanism 55 is electrically connected to the battery lid 54 via the heat sensitive resistance element 56. In the safety valve mechanism 55, when the internal pressure becomes a certain level or more due to an internal short circuit or external heating, the disk plate 55A is reversed and the electrical connection between the battery lid 54 and the wound electrode body 60 is performed.
  • the connection is to be disconnected.
  • the heat-sensitive resistance element 56 limits the current by increasing the resistance in response to a temperature rise, and prevents abnormal heat generation due to a large current.
  • the gasket 57 is made of, for example, an insulating material, and asphalt is applied to the surface thereof.
  • a center pin 64 may be inserted in the center of the wound electrode body 60.
  • a positive electrode lead 65 made of a metal material such as aluminum is connected to the positive electrode 61
  • a negative electrode lead 66 made of a metal material such as nickel is connected to the negative electrode 62.
  • the positive electrode lead 65 is welded to the safety valve mechanism 55 and electrically connected to the battery lid 54
  • the negative electrode lead 66 is welded to the battery can 51 and electrically connected thereto.
  • the secondary battery of the present invention can be applied to various uses because a secondary battery with good cycle characteristics and rate characteristics can be produced by providing a specific current collector.
  • a specific current collector for example, when installed in an electronic device, a notebook computer, a pen input personal computer, a mobile personal computer, an electronic book player, a mobile phone, a cordless phone, a pager, a handy terminal, a mobile fax, a mobile phone Copy, portable printer, headphone stereo, video movie, LCD TV, handy cleaner, portable CD, minidisc, electric shaver, transceiver, electronic notebook, calculator, memory card, portable tape recorder, radio, backup power supply, memory card, etc. It is done.
  • Other consumer products include automobiles, electric vehicles, motors, lighting equipment, toys, game equipment, road conditioners, watches, strobes, cameras, medical equipment (such as pacemakers, hearing aids, and shoulder grinders). Furthermore, it can be used for various military use and space use. Moreover, it can also combine with a solar cell.
  • the metal ion used for charge transport in the secondary battery of the present invention is not particularly limited, but it is preferable to use a metal ion belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table. Among these, it is preferable to use lithium ions, sodium ions, magnesium ions, calcium ions, aluminum ions, and the like.
  • lithium ions sodium ions, magnesium ions, calcium ions, aluminum ions, and the like.
  • Journal ⁇ of Electrochemical Society; Electrochemical Science and Technology, USA, 1980, Vol. 127, pages 2097-2099 can be referred to.
  • magnesium ions see Nature 407, p. 724-727 (2000) and the like can be referred to.
  • Example 1-1 The surface of an aluminum foil (JIS H-4160, aluminum purity: 99.30%) having a thickness of 20 ⁇ m and a width of 200 mm was subjected to the following surface treatments (a1) to (g1), and an aluminum base material for a current collector was used. Produced.
  • A1 Electrochemical roughening treatment formation of a large wave structure
  • the electrolytic solution at this time was a nitric acid 10.4 g / L aqueous solution (containing aluminum ions 4.5 g / L), and the liquid temperature was 50 ° C.
  • An electrochemical surface roughening treatment was performed using a carbon electrode as a counter electrode. Ferrite was used for the auxiliary anode.
  • the electrolytic cell used was the one shown in FIG.
  • the current density was 30 A / dm 2 at the peak current value, and the amount of electricity was 220 C / dm 2 in terms of the total amount of electricity when the aluminum foil was the anode. 5% of the current flowing from the power source was shunted to the auxiliary anode. Then, water washing by spraying was performed.
  • Electrochemical roughening treatment formation of a small wave structure
  • an electrochemical roughening treatment was continuously performed using an alternating voltage of 60 Hz.
  • the electrolytic solution at this time was a 8.2 g / L aqueous solution of hydrochloric acid (containing 4.5 g / L of aluminum ions) at a temperature of 35 ° C.
  • the AC power supply waveform is the waveform shown in FIG. 2, the time TP until the current value reaches the peak from zero is 0.8 msec, the duty ratio is 1: 1, a trapezoidal rectangular wave AC is used with the carbon electrode as the counter electrode
  • An electrochemical roughening treatment was performed. Ferrite was used for the auxiliary anode.
  • the electrolytic cell used was the one shown in FIG.
  • the current density was 25A / dm 2 at the peak current
  • the quantity of electricity of the aluminum foil was 63C / dm 2 as the total quantity of electricity when the anode.
  • water washing by spraying was performed.
  • Example 1-2 Example 1 except that the above (a1) treatment was not performed, and the following (b2) electrolytic surface roughening treatment and the following (c2) alkali etching treatment were carried out instead of the above (b1) treatment and the above (c1) treatment.
  • a current collector aluminum substrate was produced in the same manner as in Example-1.
  • Example 1-3 An aluminum substrate for a current collector was produced in the same manner as in Example 1-1 except that only the following (a2) electrolytic surface roughening treatment was performed instead of the above (a1) and (b1) treatments. did.
  • Electrolytic roughening treatment (batch formation of large wave structure and medium wave structure)
  • an electrochemical roughening treatment was continuously performed using an alternating voltage of 60 Hz.
  • the electrolytic solution at this time was a nitric acid 10.2 g / L aqueous solution (containing aluminum ions 4.5 g / L), and the liquid temperature was 33 ° C.
  • the AC power supply waveform is the waveform shown in FIG. 2, the time TP until the current value reaches the peak from zero is 0.8 msec, the duty ratio is 1: 1, a trapezoidal rectangular wave AC is used with the carbon electrode as the counter electrode
  • An electrochemical roughening treatment was performed. Ferrite was used for the auxiliary anode.
  • the electrolytic cell used was the one shown in FIG.
  • the current density was 30 A / dm 2 at the peak current value, and the amount of electricity was 612 C / dm 2 in terms of the total amount of electricity when the aluminum foil was the anode. 5% of the current flowing from the power source was shunted to the auxiliary anode. Then, water washing by spraying was performed.
  • Example 1-4 Example 1 except that the above (a1) treatment was not carried out, and instead of the above (b1) treatment and the above (c1) treatment, the following (b3) electrolytic surface roughening treatment and the following (c3) alkali etching treatment were carried out.
  • a current collector aluminum substrate was produced in the same manner as in Example-1.
  • Example 1-5) In the same manner as in Example 1-1, except that the above (a1) treatment was not performed and the following (b4) electrolytic surface roughening treatment was performed instead of the above (b1) treatment, A material was prepared.
  • Example 1-6 An aluminum substrate for a current collector was produced in the same manner as in Example 1-1, except that each of the above treatments (b1) to (d1) was not performed and a medium wave structure was not formed.
  • Example 1--7 An aluminum substrate for a current collector was produced in the same manner as in Example 1-1 except that the treatment (a1) was not performed and a large wave structure was not formed.
  • Example 1-8 An aluminum substrate for a current collector was produced in the same manner as in Example 1-1 except that each of the above treatments (e1) to (g1) was not performed and a small wave structure was not formed.
  • Example 1-9 For the current collector in the same manner as in Example 1-8, except that the total amount of electricity for the above (a1) treatment was 80 C / dm 2 and the total amount of electricity for the above (b1) treatment was 100 C / dm 2 An aluminum substrate was prepared.
  • Example 1-1 An aluminum substrate for a current collector was produced in the same manner as in Example 1-1, except that the treatments (b1) to (g1) were not performed and the medium wave structure and the small wave structure were not formed. .
  • Example 1-2 An aluminum substrate for a current collector was obtained in the same manner as in Example 1-1, except that the treatments (a1) and (e1) to (g1) were not performed, and a large wave structure and a small wave structure were not formed. A material was prepared.
  • Example 1-3 An aluminum substrate for a current collector was produced in the same manner as in Example 1-1, except that the treatments (a1) to (d1) were not performed and the large wave structure and the medium wave structure were not formed. .
  • Example 1-4 An aluminum substrate for a current collector was produced in the same manner as in Example 1-3, except that only the following (a3) electrolytic surface roughening treatment was performed instead of the above (a2) treatment.
  • Electrolytic roughening treatment (batch formation of large wave structure and medium wave structure)
  • an electrochemical roughening treatment was continuously performed using an alternating voltage of 60 Hz.
  • the electrolytic solution at this time was a nitric acid 10.2 g / L aqueous solution (containing aluminum ions 4.5 g / L), and the liquid temperature was 33 ° C.
  • the AC power supply waveform is the waveform shown in FIG. 2, the time TP until the current value reaches the peak from zero is 0.8 msec, the duty ratio is 1: 1, a trapezoidal rectangular wave AC is used with the carbon electrode as the counter electrode
  • An electrochemical roughening treatment was performed. Ferrite was used for the auxiliary anode.
  • the electrolytic cell used was the one shown in FIG.
  • the current density was 30 A / dm 2 at the peak current value, and the amount of electricity was 415 C / dm 2 in terms of the total amount of electricity when the aluminum foil was the anode. 5% of the current flowing from the power source was shunted to the auxiliary anode. Then, water washing by spraying was performed.
  • the reference plane was obtained by correcting the slight inclination of the sample by least-square approximation of the obtained three-dimensional data.
  • the surface of 50 ⁇ m ⁇ 50 ⁇ m was measured at 512 ⁇ 512 points.
  • the resolution in the XY direction was 1.9 ⁇ m
  • the resolution in the Z direction was 1 nm
  • the scan speed was 60 ⁇ m / sec.
  • three adjacent points were extracted, and the sum of the areas of the minute triangles formed by the three points was obtained to obtain the actual area Sx .
  • the surface area difference ⁇ S was determined by the above formula (i) from the obtained real area S x and the geometric measurement area S 0 .
  • the material of the positive electrode active material layer was prepared by filtering the obtained paste-like mixture with a mesh (SUS100).
  • the prepared positive electrode active material layer material was applied in a thickness of 70 ⁇ m to the surface of each of the prepared aluminum bases for current collectors, and dried at a temperature of 100 ° C. for 30 minutes to produce positive electrodes.
  • the positive electrodes using the current collector aluminum substrates produced in Examples 1-1 to 1-9 were respectively designated as positive electrodes A to I, and the current collector aluminum substrates produced in Comparative Examples 1-1 to 1-5
  • the positive electrodes using are designated as positive electrodes 1 to 5, respectively.
  • a material for the negative electrode active material layer was prepared in the same manner as the material for the positive electrode active material layer, except that lithium cobaltate (positive electrode active material) was replaced with lithium titanate (negative electrode active material).
  • the material of the prepared negative electrode active material layer was applied in a thickness of 70 ⁇ m to the surface of the current collector aluminum base material prepared in Example 1-1, and dried at 100 ° C. for 30 minutes to prepare a negative electrode A. .
  • the negative electrode 1 was fabricated by coating the current collector with a thickness of 70 ⁇ m on one side and drying it at 100 ° C. for 30 minutes.
  • electrolyte examples include ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), methyl ethyl carbonate (MEC), 4-fluoroethylene carbonate (FEC), and vinylene carbonate (VC).
  • Example 1-8 and Example 1-9 when an aluminum base material for a current collector having a surface area ratio ⁇ S of 20% or more and a steepness a45 of 5 to 60% is used, It was found that the cycle characteristics and rate characteristics were good (Examples 2-8 and 2-9). Furthermore, it was found that when the aluminum base for a current collector prepared in Example 1-1 was used as the positive electrode and the negative electrode, the cycle characteristics were extremely good (Example 2-11).

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Abstract

　本発明の目的は、サイクル特性に優れる二次電池を作製することができる集電体用アルミニウム基材ならびにそれを用いた集電体、正極、負極および二次電池を提供することである。本発明の集電体用アルミニウム基材は、平均開口径５μｍ超１００μｍ以下の大波構造、平均開口径０．５μｍ超５μｍ以下の中波構造および平均開口径０．０１μｍ超０．５μｍ以下の小波構造からなる群から選択される少なくとも２つの構造が重畳された表面を有し、前記表面の断面曲線の最大断面高さＰｔが、１０μｍ以下である集電体用アルミニウム基材である。

Description

集電体用アルミニウム基材、集電体、正極、負極および二次電池
　本発明は、集電体用アルミニウム基材ならびにそれを用いた集電体、正極、負極および二次電池に関する。
　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、その電源としての二次電池（特に、リチウム二次電池）の需要が増大している。
　このような二次電池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、箔状のアルミニウム基材を用いることが知られている。
　そして、二次電池の正極または負極においては、集電体と活物質を含む層（以下、「活物質層」ともいう。）との密着性が低いと、充放電時に集電体から活物質が剥離し、電池特性に悪影響を与えることが知られている。
　そこで、集電体と活物質との密着性を改善するために、アルミニウム基材の表面を粗くする技術が提案されている（例えば、特許文献１～５参照）。
特開平１１－１６５７５号公報 特開２００３－５１３１３号公報 特開２００５－２３７１号公報 特開２００８－１０４１９号公報 特開２００８－２８２７９７号公報
　本発明者は、特許文献１～５に記載された集電体（金属箔、アルミニウム箔）について検討を行った結果、活物質層との密着性が不十分であり、電池特性、特に、サイクル特性に劣る場合があることが明らかとなった。
　そこで、本発明は、サイクル特性に優れる二次電池を作製することができる集電体用アルミニウム基材ならびにそれを用いた集電体、正極、負極および二次電池を提供することを目的とする。
　本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、集電体として、特定の平均開口径からなる２種以上の波構造を重畳させた表面を有するアルミニウム基材を用いることにより、サイクル特性に優れる二次電池を作製できることを見出し、本発明を完成させた。
　すなわち、本発明は、以下の（１）～（１４）を提供する。
　（１）平均開口径５μｍ超１００μｍ以下の大波構造、平均開口径０．５μｍ超５μｍ以下の中波構造および平均開口径０．０１μｍ超０．５μｍ以下の小波構造からなる群から選択される少なくとも２つの構造が重畳された表面を有し、
　上記表面の断面曲線の最大断面高さＰｔが、１０μｍ以下である集電体用アルミニウム基材。
　（２）表面積比ΔＳが２０％以上であり、かつ、急峻度ａ４５が５～６０％である上記（１）に記載の集電体用アルミニウム基材。
　ここで、表面積比ΔＳは、原子間力顕微鏡を用いて、表面の５０μｍ×５０μｍの範囲を５１２×５１２点測定して得られる３次元データから近似三点法により得られる実面積Ｓxと、幾何学的測定面積Ｓ0とから、下記式（ｉ）により求められる値であり、急峻度ａ４５は、上記実面積Ｓxに対する角度４５°以上の大きさの傾斜（傾斜度４５°以上）を有する部分の面積率である。
　ΔＳ＝（Ｓx－Ｓ0）／Ｓ0×１００（％）・・・（ｉ）
　（３）少なくとも上記大波構造が形成された表面を有する上記（１）または（２）に記載の集電体用アルミニウム基材。
　（４）上記大波構造、上記中波構造および上記小波構造のいずれもが重畳された表面を有する上記（１）～（３）のいずれか１つに記載の集電体用アルミニウム基材。
　（５）厚みが１００μｍ未満である上記（１）～（４）のいずれか１つに記載の集電体用アルミニウム基材。
　（６）上記（１）～（５）のいずれか１つに記載の集電体用アルミニウム基材からなる集電体。
　（７）上記（６）に記載の集電体を正極に用いた正極集電体と、上記正極集電体の表面に形成される正極活物質を含む層とを有する正極。
　（８）上記正極活物質が、リチウムを吸蔵および放出することが可能な物質である上記（７）に記載の正極。
　（９）上記正極活物質が、リチウムと遷移金属とを含む複合酸化物である上記（７）または（８）に記載の正極。
　（１０）上記正極活物質が、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）である上記（９）に記載の正極。
　（１１）上記（６）に記載の集電体を負極に用いた負極集電体と、上記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。
　（１２）上記負極活物質が、リチウムを吸蔵および放出することが可能であり、かつ、リチウムイオンの吸蔵放出電位が金属リチウム電位に対して０．４Ｖ以上となる物質である上記（１１）に記載の負極。
　（１３）上記負極活物質が、チタン酸リチウムである上記（１２）に記載の負極。
　（１４）正極、負極および電解液を有する二次電池であって、
　上記正極が上記（７）～（１０）のいずれか１つに記載の正極である、および／または、上記負極が上記（１１）～（１３）のいずれか１つに記載の負極である二次電池。
　以下に説明するように、本発明によれば、サイクル特性に優れる二次電池を作製することができる集電体用アルミニウム基材ならびにそれを用いた集電体、正極、負極および二次電池を提供することができる。
図１は、本発明の集電体用アルミニウム基材の表面形状を説明する模式的断面図である。 図２は、本発明の集電体用アルミニウム基材の作製における電気化学的粗面化処理に用いられる交番波形電流波形図の一例を示すグラフである。 図３は、本発明の集電体用アルミニウム基材の作製における交流を用いた電気化学的粗面化処理におけるラジアル型セルの一例を示す概略図である。 図４は、本発明の集電体用アルミニウム基材の作製における陽極酸化処理に用いられる陽極酸化処理装置の一例を示す概略図である。 図５は、本発明の二次電池の実施態様の一例を示す模式的断面図である。 図６は、本発明の二次電池の他の実施態様の一例を示す模式的断面図である。
［集電体用アルミニウム基材］
　本発明の集電体用アルミニウム基材（以下、「本発明のアルミニウム基材」ともいう。）は、特定の平均開口径からなる２種以上の波構造を重畳させた表面を有するアルミニウム基材である。
　以下に、本発明のアルミニウム基材の表面形状および製造方法を詳細に説明する。
 〔表面形状〕
　本発明のアルミニウム基材は、平均開口径５μｍ超１００μｍ以下の大波構造、平均開口径０．５μｍ超５μｍ以下の中波構造および平均開口径０．０１μｍ超０．５μｍ以下の小波構造からなる群から選択される少なくとも２つの構造が重畳された表面を有する。
　このような表面形状を有することにより、後述する本発明の集電体と活物質層との接触面積が増えて密着性が良好となり、サイクル特性に優れる二次電池を作製することができる。
　これは、活物質層を構成する活物質との密着性が大波構造および／または中波構造で担保されるとともに、活物質層を構成する任意成分（例えば、導電助剤等）との密着性が中波構造および／または小波構造で担保されるためと考えられる。
　ここで、上記大波構造、上記中波構造および上記小波構造の平均開口径の測定方法は、以下の通りである。
　（１）大波構造の平均開口径（平均波長）
　触針式粗さ計で２次元粗さ測定を行い、ＩＳＯ４２８７に規定されている平均山間隔Ｓmを５回測定し、その平均値を平均開口径とする。
　（２）中波構造の平均開口径（平均波長）
　高分解能走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いてアルミニウム基材の表面を真上から倍率２０００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中波構造のピット（凹凸）を少なくとも５０個抽出し、その直径を読み取って開口径とし、平均開口径を算出する。
　（３）小波構造の平均開口径（平均波長）
　高分解能走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いてアルミニウム基材の表面を真上から倍率５００００倍で撮影し、得られたＳＥＭ写真において、小波構造のピット（凹凸）を少なくとも５０個抽出し、その直径を読み取って開口径とし、平均開口径を算出する。
　本発明においては、上記大波構造は、活物質層との接触面積が増加して密着性がより良好となり、サイクル特性により優れる二次電池を作製することができる理由から、平均開口径が７～７５μｍであるのが好ましく、平均開口径が１０～５０μｍであるのがより好ましい。
　また、上記中波構造は、活物質層を構成する任意成分（例えば、導電助剤等）が開口部（谷部）に入り込むことにより、活物質層との接触面積が増加して接触抵抗が下がる理由から、平均開口径が０．７～４μｍであるのが好ましく、平均開口径が１～３μｍであるのがより好ましい。
　更に、上記小波構造は、集電体の導電面として機能する実表面積が向上する理由から、平均開口径が０．０１５～０．４μｍであるのが好ましく、平均開口径が０．０２～０．３μｍであるのがより好ましい。
　本発明のアルミニウム基材は、その表面が、上記大波構造、上記中波構造および上記小波構造からなる群から選ばれる少なくとも２つを有するが、接触面積が増加して密着性がより良好となり、作製される二次電池のレート特性が良好となる理由から、上記大波構造と上記中波構造および／または上記小波構造とを重畳して有するのが好ましく、更に、活物質層との接触面積が増加して密着性が更に良好となり、サイクル特性およびレート特性により優れる二次電池を作製することができる理由から、上記大波構造、上記中波構造および上記小波構造の全てを重畳して有するのがより好ましい。
　ここで、図１を用いて、上記大波構造、上記中波構造および上記小波構造の全てを重畳して有する態様を説明する。
　図１に示す通り、大波構造１、中波構造２および小波構造３は、それぞれが略正弦波形を形成し、かつ、全体として１つ（大波構造）の略正弦波形を構成するものである。
　本発明のアルミニウム基材は、その表面の断面曲線の最大断面高さＰｔが、１０μｍ以下であり、１～８μｍであるのが好ましい。
　ここで、最大断面高さＰｔとは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１に規定される「断面曲線の最大断面高さ」である（図１参照）。
　最大断面高さＰｔが１０μｍ以下であると、１０μｍ超の場合と比較して、作製される二次電池の放電寿命が良好となる。これは、活物質層内の任意成分（例えば、導電助剤、結着剤等）が、集電体との密着を保持し、かつ、良好な導電性を発現するのに適した深さであるためであると考えられる。
　また、本発明のアルミニウム基材は、表面積比ΔＳが２０％以上であり、かつ、急峻度ａ４５が５～６０％であるのが好ましく、表面積比ΔＳが３５％以上であり、かつ、急峻度ａ４５が８～５０％であるのがより好ましく、表面積比ΔＳが５０％以上であり、かつ、急峻度ａ４５が１０～４０％であるのが更に好ましい。
　ここで、表面積比ΔＳは、原子間力顕微鏡を用いて、表面の５０μｍ×５０μｍの範囲を５１２×５１２点測定して得られる３次元データから近似三点法により得られる実面積Ｓxと、幾何学的測定面積Ｓ0とから、下記式（ｉ）により求められる値であり、急峻度ａ４５は、上記実面積Ｓxに対する角度４５°以上の大きさの傾斜（傾斜度４５°以上）を有する部分の面積率である。
　ΔＳ＝（Ｓx－Ｓ0）／Ｓ0×１００（％）　　（ｉ）
　表面積差ΔＳは、本発明のアルミニウム基材の表面における波構造（主に大波構造）の頻度を示すファクターの一つである。また、急峻度ａ４５は、本発明のアルミニウム基材の表面における波構造（主に大波構造）のとがり具合を表すファクターである。
　表面積差ΔＳが２０％以上であり、かつ、急峻度ａ４５が５～６０％であると、活物質層との接触面積が増加して密着性がより良好となり、サイクル特性により優れ、レート特性が良好な二次電池を作製することができる。
　本発明においては、表面積差ΔＳおよび急峻度ａ４５を求めるために、原子間力顕微鏡（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＡＦＭ）により表面形状を測定し、３次元データを求める。測定は、例えば、以下の条件で行うことができる。
　すなわち、アルミニウム基材を１ｃｍ角の大きさに切り取って、ピエゾスキャナー上の水平な試料台にセットし、カンチレバーを試料表面にアプローチし、原子間力が働く領域に達したところで、ＸＹ方向にスキャンし、その際、試料の表面形状（波構造）をＺ方向のピエゾの変位でとらえる。ピエゾスキャナーは、ＸＹ方向について１５０μｍ、Ｚ方向について１０μｍ、走査可能なものを使用する。カンチレバーは共振周波数１２０～１５０ｋＨｚ、バネ定数１２～２０Ｎ／ｍのもの（ＳＩ－ＤＦ２０、ＮＡＮＯＰＲＯＢＥ社製）を用い、ＤＦＭモード（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｏｄｅ）で測定する。また、求めた３次元データを最小二乗近似することにより試料のわずかな傾きを補正し基準面を求める。計測の際は、表面の５０μｍ×５０μｍの範囲を５１２×５１２点測定する。ＸＹ方向の分解能は１．９μｍ、Ｚ方向の分解能は１ｎｍ、スキャン速度は６０μｍ／ｓｅｃとする。
　上記で求められた３次元データ（ｆ（ｘ，ｙ））を用い、隣り合う３点を抽出し、その３点で形成される微小三角形の面積の総和を求め、実面積Ｓxとする。表面積差ΔＳは、得られた実面積Ｓxと幾何学的測定面積Ｓ0とから、上記式（ｉ）により求められる。
　また、上記で求められた三次元データ（ｆ（ｘ，ｙ））を用い、各基準点と所定の方向（例えば、右と下）の隣接する２点との３点で形成される微小三角形と基準面とのなす角を各基準点について算出する。微小三角形の傾斜度が４５度以上の基準点の個数を、全基準点の個数（全データの個数である５１２×５１２点から所定の方向の隣接する２点がない点の個数を減じた個数、すなわち、５１１×５１１点）で除して、傾斜度４５度以上の部分の面積率ａ４５を算出する。
 〔製造方法〕
　本発明のアルミニウム基材の製造方法は特に限定されず、例えば、アルミニウム箔に粗面化処理を含む表面処理を施すことによって得ることができる。
　＜アルミニウム箔＞
　本発明のアルミニウム基材の製造には、公知のアルミニウム箔を用いることができる。
　本発明に用いられるアルミニウム箔は、アルミニウムを主成分とする金属の箔であり、例えば、ＪＩＳ規格Ｈ４０００に記載されている合金番号１０８５、１Ｎ３０、３００３等を用いることができる。
　また、本発明に用いられるアルミニウム箔の厚みは、１００μｍ以下であるのが好ましく、５～８０μｍであるのが好ましく、１０～５０μｍであるのがより好ましい。この厚さは、ユーザーの希望等により適宜変更することができる。
　＜表面処理＞
　本発明のアルミニウム基材を製造する際の表面処理は、少なくとも粗面化処理を含む処理であれば、粗面化処理以外の各種の工程を含んでいてもよい。
　上述した表面形状を形成させるための代表的方法として、例えば、アルミニウム箔にアルカリエッチング処理、酸によるデスマット処理および電解液を用いた電気化学的粗面化処理を順次施す方法；アルミニウム箔にアルカリエッチング処理、酸によるデスマット処理および異なる電解液を用いた電気化学的粗面化処理を複数回施す方法；等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。これらの方法において、電気化学的粗面化処理の後、更に、アルカリエッチング処理および酸によるデスマット処理を施してもよい。
　具体的には、他の処理（アルカリエッチング処理等）の条件にもよるが、大波構造および中波構造が重畳した表面形状を形成させるには、例えば、硝酸を主体とする電解液を用い、周波数を小さくした電気化学的粗面化処理を施した後、硝酸を主体とする電解液を用い、周波数を大きくした電気化学的粗面化処理を施す方法；硝酸を主体とする電解液を用い、アノード反応にあずかる電気量の総和を大きくした電気化学的粗面化処理のみを施して一括して形成する方法；等が好適に挙げられる。
　また、大波構造および小波構造が重畳した表面形状を形成させるには、例えば、硝酸を主体とする電解液を用い、周波数を小さくした電気化学的粗面化処理を施した後、塩酸を主体とする電解液を用いた電気化学的粗面化処理を施す方法；塩酸を主体とする電解液を用い、アノード反応にあずかる電気量の総和を大きくした電気化学的粗面化処理のみを施して一括して形成する方法；等が好適に挙げられる。
　また、中波構造および小波構造が重畳した表面形状を形成させるには、例えば、硝酸を主体とする電解液を用い、周波数および電気量を大きくした電気化学的粗面化処理を施した後、塩酸を主体とする電解液を用いた電気化学的粗面化処理を施す方法；硝酸を主体とする電解液を用い、周波数および電気量を大きくした電気化学的粗面化処理を施した後、塩酸を主体とする電解液を用いた電気化学的粗面化処理を施す方法；硝酸を主体とする電解液を用い、周波数および電気量を大きくした電気化学的粗面化処理を施した後、塩酸を主体とする電解液を用いた電気化学的粗面化処理を施す方法；等が好適に挙げられる。
　また、大波構造、中波構造および小波構造が重畳した表面形状を形成させるには、例えば、上述した方法により大波構造および中波構造を重畳した表面形状を形成した後に、塩酸を主体とする電解液を用いた電気化学的粗面化処理を施す方法が好適に挙げられる。
　以下、表面処理の各工程について、詳細に説明する。
　（電気化学的粗面化処理）
　電気化学的粗面化処理（以下、「電解粗面化処理」ともいう。）には、通常の交流を用いた電気化学的粗面化処理に用いられる電解液を用いることができる。中でも、塩酸または硝酸を主体とする電解液を用いるのが、上述した表面形状を得やすいので好ましい。
　電解粗面化処理は、例えば、特公昭４８－２８１２３号公報および英国特許第８９６，５６３号明細書に記載されている電気化学的グレイン法（電解グレイン法）に従うことができる。この電解グレイン法は、正弦波形の交流電流を用いるものであるが、特開昭５２－５８６０２号公報に記載されているような特殊な波形を用いて行ってもよい。また、特開平３－７９７９９号公報に記載されている波形を用いることもできる。また、特開昭５５－１５８２９８号、特開昭５６－２８８９８号、特開昭５２－５８６０２号、特開昭５２－１５２３０２号、特開昭５４－８５８０２号、特開昭６０－１９０３９２号、特開昭５８－１２０５３１号、特開昭６３－１７６１８７号、特開平１－５８８９号、特開平１－２８０５９０号、特開平１－１１８４８９号、特開平１－１４８５９２号、特開平１－１７８４９６号、特開平１－１８８３１５号、特開平１－１５４７９７号、特開平２－２３５７９４号、特開平３－２６０１００号、特開平３－２５３６００号、特開平４－７２０７９号、特開平４－７２０９８号、特開平３－２６７４００号、特開平１－１４１０９４の各公報に記載されている方法も適用できる。また、前述のほかに、電解コンデンサーの製造方法として提案されている特殊な周波数の交番電流を用いて電解することも可能である。例えば、特開昭５８－２０７４００号公報、米国特許第４，２７６，１２９号明細書および同第４，６７６，８７９号明細書に記載されている。
　電解槽および電源については、種々提案されているが、米国特許第４２０３６３７号明細書、特開昭５６－１２３４００号、特開昭５７－５９７７０号、特開昭５３－１２７３８号、特開昭５３－３２８２１号、特開昭５３－３２８２２号、特開昭５３－３２８２３号、特開昭５５－１２２８９６号、特開昭５５－１３２８８４号、特開昭６２－１２７５００号、特開平１－５２１００号、特開平１－５２０９８号、特開昭６０－６７７００号、特開平１－２３０８００号、特開平３－２５７１９９号の各公報等に記載されているものを用いることができる。また、特開昭５２－５８６０２号、特開昭５２－１５２３０２号、特開昭５３－１２７３８号、特開昭５３－１２７３９号、特開昭５３－３２８２１号、特開昭５３－３２８２２号、特開昭５３－３２８３３号、特開昭５３－３２８２４号、特開昭５３－３２８２５号、特開昭５４－８５８０２号、特開昭５５－１２２８９６号、特開昭５５－１３２８８４号、特公昭４８－２８１２３号、特公昭５１－７０８１号、特開昭５２－１３３８３８号、特開昭５２－１３３８４０号号、特開昭５２－１３３８４４号、特開昭５２－１３３８４５号、特開昭５３－１４９１３５号、特開昭５４－１４６２３４号の各公報等に記載されているもの等も用いることができる。
　電解液である酸性溶液としては、硝酸、塩酸のほかに、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。
　酸性溶液の濃度は０．５～２．５質量％であるのが好ましいが、上記のスマット除去処理での使用を考慮すると、０．７～２．０質量％であるのが特に好ましい。また、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。
　塩酸または硝酸を主体とする水溶液は、濃度１～１００ｇ／Ｌの塩酸または硝酸の水溶液に、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の少なくとも一つを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、塩酸または硝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、塩酸または硝酸の濃度０．５～２質量％の水溶液にアルミニウムイオンが３～５０ｇ／Ｌとなるように、塩化アルミニウム、硝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。
　更に、Ｃｕと錯体を形成しうる化合物を添加して使用することによりＣｕを多く含有するアルミニウム箔に対しても均一な砂目立てが可能になる。Ｃｕと錯体を形成しうる化合物としては、例えば、アンモニア；メチルアミン、エチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、トリメチルアミン、シクロヘキシルアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）等のアンモニアの水素原子を炭化水素基（脂肪族、芳香族等）等で置換して得られるアミン類；炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム等の金属炭酸塩類が挙げられる。また、硝酸アンモニウム、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、炭酸アンモニウム等のアンモニウム塩も挙げられる。温度は１０～６０℃が好ましく、２０～５０℃がより好ましい。
　電気化学的粗面化処理に用いられる交流電源波は、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るが、矩形波または台形波が好ましく、台形波が特に好ましい。台形波とは、図２に示したものをいう。この台形波において電流がゼロからピークに達するまでの時間（ＴＰ）は１～３ｍｓｅｃであるのが好ましい。１ｍｓｅｃ未満であると、アルミニウム箔の進行方向と垂直に発生するチャタマークという処理ムラが発生しやすい。ＴＰが３ｍｓｅｃを超えると、特に硝酸電解液を用いる場合、電解処理で自然発生的に増加するアンモニウムイオン等に代表される電解液中の微量成分の影響を受けやすくなり、均一な砂目立てが行われにくくなる。
　台形波交流のｄｕｔｙ比は１：２～２：１のものが使用可能であるが、特開平５－１９５３００号公報に記載されているように、アルミニウムにコンダクタロールを用いない間接給電方式においてはｄｕｔｙ比が１：１のものが好ましい。台形波交流の周波数は０．１～１２０Ｈｚのものを用いることが可能であるが、５０～７０Ｈｚが設備上好ましい。５０Ｈｚよりも低いと、主極のカーボン電極が溶解しやすくなり、また、７０Ｈｚよりも高いと、電源回路上のインダクタンス成分の影響を受けやすくなり、電源コストが高くなる。
　電解槽には１個以上の交流電源を接続することができる。主極に対向するアルミニウム箔に加わる交流の陽極と陰極との電流比をコントロールし、均一な砂目立てを行うことと、主極のカーボンを溶解することとを目的として、図３に示したように、補助陽極を設置し、交流電流の一部を分流させることが好ましい。図３において、１１はアルミニウム箔であり、１２はラジアルドラムローラであり、１３ａおよび１３ｂは主極であり、１４は電解処理液であり、１５は電解液供給口であり、１６はスリットであり、１７は電解液通路であり、１８は補助陽極であり、１９ａおよび１９ｂはサイリスタであり、２０は交流電源であり、２１は主電解槽であり、２２は補助陽極槽である。整流素子またはスイッチング素子を介して電流値の一部を二つの主電極とは別の槽に設けた補助陽極に直流電流として分流させることにより、主極に対向するアルミニウム箔上で作用するアノード反応にあずかる電流値と、カソード反応にあずかる電流値との比を制御することができる。主極に対向するアルミニウム箔上で、陰極反応と陽極反応とにあずかる電気量の比（陰極時電気量／陽極時電気量）は、０．３～０．９５であるのが好ましい。
　電解槽は、縦型、フラット型、ラジアル型等の公知の表面処理に用いる電解槽が使用可能であるが、特開平５－１９５３００号公報に記載されているようなラジアル型電解槽が特に好ましい。電解槽内を通過する電解液は、アルミニウムウェブの進行方向に対してパラレルであってもカウンターであってもよい。
　　（硝酸電解）
　硝酸を主体とする電解液を用いた電気化学的粗面化処理により、平均開口径０．５μｍ超５μｍ以下の中波構造を形成させることができる。ただし、電気量を比較的多くしたときは、電解反応が集中し、波長５μｍを超える大波構造も生成する。
　このような表面形状を得るためには、電解反応が終了した時点でのアルミニウム箔のアノード反応にあずかる電気量の総和が、１～１０００Ｃ／ｄｍ2であるのが好ましく、５０～３００Ｃ／ｄｍ2であるのがより好ましい。この際の電流密度は２０～１００Ａ／ｄｍ2であるのが好ましい。
　また、例えば、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℃以上で電解を行ったりすることで、平均波長０．２０μｍ以下の小波構造を形成させることもできる。その結果、ΔＳを大きくすることができる。
　　（塩酸電解）
　塩酸はそれ自身のアルミニウム溶解力が強いため、わずかな電解を加えるだけで表面に微細な小波構造を形成させることが可能である。この微細な小波構造は、平均開口径０．０１μｍ超０．５μｍ以下であり、アルミニウム箔の表面の全面に均一に生成する。
　このような表面形状を得るためには電解反応が終了した時点でのアルミニウム箔のアノード反応にあずかる電気量の総和が、１～１００Ｃ／ｄｍ2であるのが好ましく、２０～７０Ｃ／ｄｍ2であるのがより好ましい。この際の電流密度は２０～５０Ａ／ｄｍ2であるのが好ましい。
　このような塩酸を主体とする電解液での電気化学的粗面化処理では、アノード反応にあずかる電気量の総和を４００～２０００Ｃ／ｄｍ2と大きくすることでクレーター状の大きなうねりを同時に形成することも可能である。この場合は平均開口径５μｍ超１００μｍ以下の大波構造に重畳して平均開口径０．０１μｍ超０．５μｍ以下の微細な小波構造が全面に生成する。この場合、平均開口径０．５μｍ超５μｍ以下の中波構造は生成しない。
　ΔＳを大きくするには、小さな波構造を表面に多数設けることが有効である。このように小さな波構造を表面に多数設ける方法としては、例えば、塩酸を主体とする電解液を用いた電解粗面化処理、高濃度かつ高温の硝酸を主体とする電解液を用いた電解粗面化処理が好適に挙げられる。
　上記の硝酸、塩酸等の電解液中で行われる電解粗面化処理の前および／または後に、アルミニウム箔に陰極電解処理を行うことが好ましい。この陰極電解処理により、アルミニウム箔表面にスマットが生成するとともに、水素ガスが発生してより均一な電解粗面化処理が可能となる。
　陰極電解処理は、酸性溶液中で陰極電気量が好ましくは３～８０Ｃ／ｄｍ2、より好ましくは５～３０Ｃ／ｄｍ2で行われる。陰極電気量が３Ｃ／ｄｍ2未満であると、スマット付着量が不足する場合があり、また、８０Ｃ／ｄｍ2を超えると、スマット付着量が過剰となる場合がある。電解液は、電解粗面化処理で使用する溶液と同一であっても異なっていてもよい。
　（アルカリエッチング処理）
　アルカリエッチング処理は、上記アルミニウム箔をアルカリ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。
　電解粗面化処理より前に行われるアルカリエッチング処理は、アルミニウム箔の表面の圧延油、汚れ、自然酸化皮膜等を除去することを目的として行われる。
　アルカリエッチング処理のエッチング量は、０．０５～１０ｇ／ｍ2であるのが好ましく、１～５ｇ／ｍ2であるのがより好ましい。エッチング量が０．０５ｇ／ｍ2未満であると、表面の圧延油、汚れ、自然酸化皮膜等が残存する場合があるため、後段の電解粗面化処理において均一な波構造が生成できずムラが発生してしまう場合がある。一方、エッチング量が１～１０ｇ／ｍ2であると、表面の圧延油、汚れ、自然酸化皮膜等の除去が十分に行われる。上記範囲を超えるエッチング量とするのは、経済的に不利となる。
　電解粗面化処理の直後に行うアルカリエッチング処理は、酸性電解液中で生成したスマットを溶解させることと、電解粗面化処理により形成された波構造のエッジ部分を溶解させることを目的として行われる。電解粗面化処理で形成される波構造は電解液の種類によって異なるためにその最適なエッチング量も異なるが、電解粗面化処理後に行うアルカリエッチング処理のエッチング量は、０．１～５ｇ／ｍ2であるのが好ましい。硝酸電解液を用いた場合、塩酸電解液を用いた場合よりもエッチング量は多めに設定する必要がある。電解粗面化処理が複数回行われる場合には、それぞれの処理後に、必要に応じてアルカリエッチング処理を行うことができる。
　アルカリ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、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、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、カセイソーダの水溶液が好ましい。
　アルカリ溶液の濃度は、エッチング量に応じて決定することができるが、１～５０質量％であるのが好ましく、１０～３５質量％であるのがより好ましい。アルカリ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、３～８質量％であるのがより好ましい。アルカリ溶液の温度は２０～９０℃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。
　アルミニウム箔をアルカリ溶液に接触させる方法としては、例えば、アルミニウム箔をアルカリ溶液を入れた槽の中を通過させる方法、アルミニウム箔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箔の表面に噴きかける方法が挙げられる。
　（デスマット処理）
　電解粗面化処理またはアルカリエッチング処理を行った後、表面に残留する汚れ（スマット）を除去するために酸洗い（デスマット処理）が行われるのが好ましい。
　用いられる酸としては、例えば、硝酸、硫酸、リン酸、クロム酸、フッ化水素酸、ホウフッ化水素酸が挙げられる。上記デスマット処理は、例えば、上記アルミニウム箔を塩酸、硝酸、硫酸等の濃度０．５～３０質量％の酸性溶液（アルミニウムイオン０．０１～５質量％を含有する。）に接触させることにより行う。アルミニウム箔を酸性溶液に接触させる方法としては、例えば、アルミニウム箔を酸性溶液を入れた槽の中を通過させる方法、アルミニウム箔を酸性溶液を入れた槽の中に浸せきさせる方法、酸性溶液をアルミニウム箔の表面に噴きかける方法が挙げられる。デスマット処理においては、酸性溶液として、上述した電解粗面化処理において排出される硝酸を主体とする水溶液もしくは塩酸を主体とする水溶液の廃液、または、後述する陽極酸化処理において排出される硫酸を主体とする水溶液の廃液を用いることができる。デスマット処理の液温は、２５～９０℃であるのが好ましい。また、処理時間は、１～１８０秒であるのが好ましい。デスマット処理に用いられる酸性溶液には、アルミニウムおよびアルミニウム合金成分が溶け込んでいてもよい。
　（陽極酸化処理）
　本発明においては、以上のように処理されたアルミニウム箔に対して、腐食防止の観点から、必要に応じて陽極酸化処理を施してもよい。
　陽極酸化処理は、従来行われている方法で行うことができる。この場合、例えば、硫酸濃度５０～３００ｇ／Ｌで、アルミニウム濃度５質量％以下の溶液中で、アルミニウム箔を陽極として通電して陽極酸化皮膜を形成させることができる。陽極酸化処理に用いられる溶液としては、硫酸、リン酸、クロム酸、シュウ酸、スルファミン酸、ベンゼンスルホン酸、アミドスルホン酸等を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
　この際、少なくともアルミニウム箔、電極、水道水、地下水等に通常含まれる成分が電解液中に含まれていても構わない。更には、第２、第３の成分が添加されていても構わない。ここでいう第２、第３の成分としては、例えば、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｃａ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ等の金属のイオン；アンモニウムイオン等の陽イオン；硝酸イオン、炭酸イオン、塩化物イオン、リン酸イオン、フッ化物イオン、亜硫酸イオン、チタン酸イオン、ケイ酸イオン、ホウ酸イオン等の陰イオンが挙げられ、０～１００００ｐｐｍ程度の濃度で含まれていてもよい。
　陽極酸化処理の条件は、使用される電解液によって種々変化するので一概に決定され得ないが、一般的には電解液濃度１～８０質量％、液温５～７０℃、電流密度０．５～６０Ａ／ｄｍ2、電圧１～１００Ｖ、電解時間１５秒～５０分であるのが適当であり、所望の陽極酸化皮膜量となるように調整される。
　また、特開昭５４－８１１３３号、特開昭５７－４７８９４号、特開昭５７－５１２８９号、特開昭５７－５１２９０号、特開昭５７－５４３００号、特開昭５７－１３６５９６号、特開昭５８－１０７４９８号、特開昭６０－２００２５６号、特開昭６２－１３６５９６号、特開昭６３－１７６４９４号、特開平４－１７６８９７号、特開平４－２８０９９７号、特開平６－２０７２９９号、特開平５－２４３７７号、特開平５－３２０８３号、特開平５－１２５５９７号、特開平５－１９５２９１号の各公報等に記載されている方法を使用することもできる。
　中でも、特開昭５４－１２８５３号公報および特開昭４８－４５３０３号公報に記載されているように、電解液として硫酸溶液を用いるのが好ましい。電解液中の硫酸濃度は、１０～３００ｇ／Ｌであるのが好ましく、また、アルミニウムイオン濃度は、１～２５ｇ／Ｌであるのが好ましく、２～１０ｇ／Ｌであるのがより好ましい。このような電解液は、例えば、硫酸濃度が５０～２００ｇ／Ｌである希硫酸に硫酸アルミニウム等を添加することにより調製することができる。
　硫酸を含有する電解液中で陽極酸化処理を行う場合には、アルミニウム箔と対極との間に直流を印加してもよく、交流を印加してもよい。アルミニウム箔に直流を印加する場合においては、電流密度は、１～６０Ａ／ｄｍ2であるのが好ましく、５～４０Ａ／ｄｍ2であるのがより好ましい。連続的に陽極酸化処理を行う場合には、アルミニウム箔の一部に電流が集中していわゆる「焼け」が生じないように、陽極酸化処理の開始当初は、５～１０Ａ／ｄｍ2の低電流密度で電流を流し、陽極酸化処理が進行するにつれ、３０～５０Ａ／ｄｍ2またはそれ以上に電流密度を増加させるのが好ましい。連続的に陽極酸化処理を行う場合には、アルミニウム箔に、電解液を介して給電する液給電方式により行うのが好ましい。
　陽極酸化皮膜に存在するマイクロポアは、通常、その平均ポア径が５～５０ｎｍ程度であり、平均ポア密度が３００～８００個／μｍ2程度である。
　陽極酸化皮膜の量は１～５ｇ／ｍ2であるのが好ましい。１ｇ／ｍ2未満であると本発明に関する多孔質アルミナ担体に傷が入りやすくなり、一方、５ｇ／ｍ2を超えると製造に多大な電力が必要となり、経済的に不利となる。陽極酸化皮膜の量は、１．５～４ｇ／ｍ2であるのがより好ましい。また、アルミニウム箔の中央部と縁部近傍との間の陽極酸化皮膜量の差が１ｇ／ｍ2以下になるように行うのが好ましい。
　陽極酸化処理に用いられる電解装置としては、特開昭４８－２６６３８号、特開昭４７－１８７３９号、特公昭５８－２４５１７号の各公報等に記載されているものを用いることができる。中でも、図４に示す装置が好適に用いられる。図４は、アルミニウム箔の表面を陽極酸化処理する装置の一例を示す概略図である。陽極酸化処理装置４１０において、アルミニウム箔４１６は、図４中矢印で示すように搬送される。電解液４１８が貯溜された給電槽４１２にてアルミニウム箔４１６は給電電極４２０によって（＋）に荷電される。そして、アルミニウム箔４１６は、給電槽４１２においてローラ４２２によって上方に搬送され、ニップローラ４２４によって下方に方向変換された後、電解液４２６が貯溜された電解処理槽４１４に向けて搬送され、ローラ４２８によって水平方向に方向転換される。ついで、アルミニウム箔４１６は、電解電極４３０によって（－）に荷電されることにより、その表面に陽極酸化皮膜が形成され、電解処理槽４１４を出たアルミニウム箔４１６は後工程に搬送される。上記陽極酸化処理装置４１０において、ローラ４２２、ニップローラ４２４およびローラ４２８によって方向転換手段が構成され、アルミニウム箔４１６は、給電槽４１２と電解処理槽４１４との槽間部において、上記ローラ４２２、４２４および４２８により、山型および逆Ｕ字型に搬送される。給電電極４２０と電解電極４３０とは、直流電源４３４に接続されている。
　図４の陽極酸化処理装置４１０の特徴は、給電槽４１２と電解処理槽４１４とを１枚の槽壁４３２で仕切り、アルミニウム箔４１６を槽間部において山型および逆Ｕ字型に搬送したことにある。これによって、槽間部におけるアルミニウム箔４１６の長さを最短にすることができる。よって、陽極酸化処理装置４１０の全体長を短くできるので、設備費を低減することができる。また、アルミニウム箔４１６を山型および逆Ｕ字型に搬送することによって、各槽４１２および４１４の槽壁４３２にアルミニウム箔４１６を通過させるための開口部を形成する必要がなくなる。よって、各槽４１２および４１４内の液面高さを必要レベルに維持するのに要する送液量を抑えることができるので、稼働費を低減することができる。
　（封孔処理）
　本発明においては、必要に応じて陽極酸化皮膜に存在するマイクロポアを封じる封孔処理を行ってもよい。封孔処理は、沸騰水処理、熱水処理、蒸気処理、ケイ酸ソーダ処理、亜硝酸塩処理、酢酸アンモニウム処理等の公知の方法に従って行うことができる。例えば、特公昭５６－１２５１８号公報、特開平４－４１９４号公報、特開平５－２０２４９６号公報、特開平５－１７９４８２号公報等に記載されている装置および方法で封孔処理を行ってもよい。
　（水洗処理）
　本発明においては、上述した各処理の工程終了後には水洗を行うのが好ましい。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。
［集電体］
　本発明の集電体は、上述した本発明のアルミニウム基材からなる正極または負極用の集電体である。
　本発明の集電体は、上述したように、本発明のアルミニウム基材が上述した特定の表面形状を有することにより、活物質層との接触面積が増加して密着性が良好となり、サイクル特性に優れる二次電池を作製することができる。
［正極］
　本発明の正極は、上述した本発明の集電体を正極に用いた正極集電体と、上記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、上記正極活物質は、従来公知の活物質を用いることができるが、本発明の正極を二次電池（特に、リチウム二次電池）に用いる観点から、リチウムを吸蔵および放出することが可能な物質であるのが好ましい。
　このような物質としては、リチウム含有化合物が好ましく、具体的には、リチウムと遷移金属とを含む複合酸化物（以下、「リチウム遷移金属複合酸化物」という。）、リチウムと遷移金属とを含むリン酸化合物（以下、「リチウム含有遷移金属リン酸化合物」という。）等が挙げられ、中でも、リチウム遷移金属複合酸化物が好ましい。
　上記リチウム遷移金属複合酸化物を構成する遷移金属としては、例えば、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ等が好適に挙げられる。
　また、上記リチウム遷移金属複合酸化物は、リチウム以外のアルカリ金属（周期律表の第１（Ｉａ）族、第２（ＩＩａ）族の元素）、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｉ、Ｐ、Ｂ等を混合してもよく、その混合量は、上記遷移金属に対して０～３０ｍｏｌ％であるのが好ましい。
　上記リチウム遷移金属複合酸化物の中でも、リチウム化合物と遷移金属化合物（ここで遷移金属とは、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、ＭｏおよびＷからなる群から選択される少なくとも１種のことをいう。）とのモル比（リチウム化合物／遷移金属化合物）が０．３～２．２になるように混合して合成されたものが、より好ましい。
　また、上記リチウム遷移金属複合酸化物の中でも、ＬｉｇＭ３Ｏ２（Ｍ３はＣｏ、Ｎｉ、ＦｅおよびＭｎからなる群から選択される少なくとも１種の元素を表す。ｇは０．１～１．２を表す。）を含む材料や、ＬｉｈＭ４２Ｏ（Ｍ４はＭｎを表す。ｈは０．１～２を表す。）で表されるスピネル構造を有する材料が特に好ましい。ここで、上記Ｍ３、Ｍ４としては、遷移金属以外にＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｉ、Ｐ、Ｂなどを混合してもよく、その混合量は上記遷移金属に対して０～３０ｍｏｌ％が好ましい。
　上記Ｌｉｇ１Ｍ３Ｏ２を含む材料、Ｌｉｈ１Ｍ４２Ｏで表されるスピネル構造を有する材料の中でも、Ｌｉｇ２ＣｏＯ２、Ｌｉｇ２ＮｉＯ２、Ｌｉｇ２ＭｎＯ２、Ｌｉｇ２Ｃｏｊ２Ｎｉ１－ｊＯ２、Ｌｉｈ２Ｍｎ２Ｏ４、ＬｉＮｉｊＭｎ１－ｊＯ２、ＬｉＣｏｊＮｉｈ２Ａｌ１－ｊ－ｈ２Ｏ２、ＬｉＣｏｊＮｉｈ２Ｍｎ１－ｊ－ｈ２Ｏ２、ＬｉＭｎｈ２Ａｌ２－ｈ２Ｏ４、ＬｉＭｎｈ２Ｎｉ２－ｈ２Ｏ４（ここでｇ２は０．０２～１．２を表す。ｊは０．１～０．９を表す。ｈ２は０．１～２を表す。）が特に好ましい。ここで、ｇ値およびｈ値は、充放電開始前の値であり、充放電により増減する値である。具体的には、
　ＬｉＮｉ０．５Ｍｎ０．５Ｏ２、ＬｉＮｉ０．８５Ｃｏ０．０１Ａｌ０．０５Ｏ２、
　ＬｉＮｉ０．３３Ｃｏ０．３３Ｍｎ０．３３Ｏ２、ＬｉＭｎ１．８Ａｌ０．２Ｏ４、
　ＬｉＭｎ１．５Ｎｉ０．５Ｏ４等が挙げられる。
　一方、上記リチウム含有遷移金属リン酸化合物を構成する遷移金属としては、例えば、の遷移金属としては、Ｖ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ等が好適に挙げられる。
　上記リチウム含有遷移金属リン酸化合物としては、具体的には、例えば、ＬｉＦｅＰＯ４、Ｌｉ３Ｆｅ２（ＰＯ４）３、ＬｉＦｅＰ２Ｏ７等のリン酸鉄類；ＬｉＣｏＰＯ４等のリン酸コバルト類；これらのリチウム遷移金属リン酸化合物の主体となる遷移金属原子の一部をＡｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｌｉ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｓｉ等で置換したもの等が挙げられる。
　このような正極活物質のうち、正極集電体との密着性がより良好となり、サイクル特性により優れる二次電池を作製することができる理由から、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）、ＬｉＮｉ0.33Ｃｏ0.33Ｍｎ0.33Ｏ2、リン酸鉄類であるのが好ましい。
　また、上記正極活物質の平均粒子径は特に限定されないが、０．１μｍ～５０μｍが好ましい。
　ここで、正極活物質を所定の粒子径にするには、従来公知の粉砕機や分級機が用いられる。例えば、乳鉢、ボールミル、振動ボールミル、振動ミル、衛星ボールミル、遊星ボールミル、旋回気流型ジェットミルや篩などが用いられる。
　また、平均粒子径は、試料を液中に分散させるか空気中に分散させて、レーザー回折／散乱式粒度分布測定装置等で測定することができる。
　また、上記正極活物質の比表面積は特に限定されないが、ＢＥＴ法で０．０１ｍ２／ｇ～５０ｍ２／ｇであるのが好ましい。
　更に、上記正極活物質５ｇを蒸留水１００ｍｌに溶かした時の上澄み液のｐＨとしては、７以上１２以下が好ましい。
　なお、焼成法等によって得られた正極活物質は、水、酸性水溶液、アルカリ性水溶液、有機溶剤にて洗浄した後使用してもよい。
　本発明においては、上記活物質層は、上記活物質以外に、必要に応じて、導電材、結着剤、溶媒等の他の材料を含有していてもよい。
　上記導電材は、構成される二次電池において、化学変化を起こさない電子伝導性材料であれば特に限定されず、公知の導電材を任意に用いることができる。
　上記導電材としては、例えば、天然黒鉛（鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛、土状黒鉛など）、人工黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、炭素繊維や金属粉（銅、ニッケル、アルミニウム、銀（特開昭６３－１０１４８，５５４号に記載）等）、金属繊維、ポリフェニレン誘導体（特開昭５９－２０，９７１号に記載）等が挙げられ、これらを１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
　これらのうち、黒鉛およびアセチレンブラックを併用するのが好ましい。
　上記導電材の添加量としては、正極活物質層の１～５０質量％が好ましく、２～３０質量％がより好ましい。カーボンや黒鉛の場合は、２～１５質量％が特に好ましい。
　また、上記結着剤としては、多糖類、熱可塑性樹脂およびゴム弾性を有するポリマーなどが挙げられ、具体的には、例えば、でんぷん、カルボキシメチルセルロース、セルロース、ジアセチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、アルギン酸ナトリウム、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルフェノール、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリロニトリル、ポリアクリルアミド、ポリヒドロキシ（メタ）アクリレート、スチレン－マレイン酸共重合体等の水溶性ポリマー；ポリビニルクロリド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、テトラフロロエチレン－ヘキサフロロプロピレン共重合体、ビニリデンフロライド－テトラフロロエチレン－ヘキサフロロプロピレン共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン－プロピレン－ジエンターポリマー（ＥＰＤＭ）、スルホン化ＥＰＤＭ、ポリビニルアセタール樹脂、メチルメタアクリレート、２－エチルヘキシルアクリレート等の（メタ）アクリル酸エステルを含有する（メタ）アクリル酸エステル共重合体、（メタ）アクリル酸エステル－アクリロニトリル共重合体、ビニルアセテート等のビニルエステルを含有するポリビニルエステル共重合体；スチレン－ブタジエン共重合体、アクリロニトリル－ブタジエン共重合体、ポリブタジエン、ネオプレンゴム、フッ素ゴム、ポリエチレンオキシド、ポリエステルポリウレタン樹脂、ポリエーテルポリウレタン樹脂、ポリカーボネートポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等のエマルジョン（ラテックス）またはサスペンジョン；等が挙げられ、これらを１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
　これらのうち、ポリアクリル酸エステル系のラテックス、カルボキシメチルセルロース、ポリテトラフロロエチレン、ポリフッ化ビニリデンが、好ましい。
　結着剤の添加量は、電極合剤の保持力や凝集力、電極単位体積あるいは単位質量あたりの容量の観点から、正極活物質層の１～３０質量％が好ましく、２～１０質量％がより好ましい。
　また、上記溶媒としては、具体的には、例えば、Ｎ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）等の非プロトン性極性溶媒が挙げられる。
［負極］
　本発明の負極は、上述した本発明の集電体を負極に用いた負極集電体と、上記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、上記負極活物質は、可逆的にリチウムイオンを挿入・放出できるものであれば特に限定されず、その具体例としては、酸化錫や酸化ケイ素などの金属酸化物；金属複合酸化物；金属硫化物；金属窒化物；リチウムアルミニウム合金などのリチウム合金；ＳｎやＳｉなどのリチウムと合金形成可能な金属；等が挙げられ、これらを１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
　これらのうち、リチウムイオンの吸蔵放出電位が金属リチウム電位に対して０．４Ｖ以上となる物質が好ましい。
　このようなリチウムイオン吸蔵放出電位を有する負極活物質は、アルミニウムもしくはアルミニウム合金とリチウムとの合金反応が抑えられ使用可能であり、例えば、チタン酸化物、チタン酸リチウム、タングステン酸化物、アモルファススズ酸化物、スズ珪素酸化物、酸化珪素等が挙げられ、中でもチタン酸リチウムが好ましい。
［二次電池］
　本発明の二次電池は、正極と、負極と、電解液とを有する二次電池である。
　以下に、図５および図６を用いて、本発明の二次電池の構成を詳細に説明する。
　図５は、本発明の二次電池の実施態様の一例を示す模式的断面図である。
　図５に示す二次電池３０は、いわゆるコイン型と呼ばれるものであり、外装缶（ケース）３１に収容された正極３２（符号３３：正極電体、符号３４：正極活物質層）と、外装カップ（封口板）３５に収容された負極３６（符号３７：負極集電体、符号３８：負極活物質層）とが、電解液を含むセパレータ３９を介して積層されたものである。
　また、外装缶３１および外装カップ３５の周縁部は絶縁性のガスケット４０を介してかしめることにより密閉されている。
　ここで、正極３２および負極３６の少なくとも一方が本発明の正極または負極であり、本発明の正極３２を構成する正極集電体３３および正極活物質層３４ならびに本発明の負極３６を構成する負極集電体３７および負極活物質層３８については、上述した本発明の正極および負極において説明した通りである。
　なお、正極３２および負極３６のいずれか一方が本発明の正極または負極である場合は、他方の極を構成する集電体および活物質層については、本発明においては特に限定されず、いずれも従来公知の構成を用いることができる。
　従来公知の負極活物質としては、可逆的にリチウムイオンを挿入・放出できるものであれば特に限定されず、上述した本発明の負極で用いる負極活物質に加え、例えば、炭素質材料、リチウム単体等が挙げられ、これらを１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
　これらのうち、炭素質材料、金属酸化物、金属複合酸化物が、安全性の観点から好ましい。
　負極活物質として用いられる炭素質材料とは、実質的に炭素からなる材料である。例えば、石油ピッチ、天然黒鉛；気相成長黒鉛等の人造黒鉛；ＰＡＮ系の樹脂やフルフリルアルコール樹脂等の各種の合成樹脂を焼成した炭素質材料；を挙げることができる。また、ＰＡＮ系炭素繊維、セルロース系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、気相成長炭素繊維、脱水ＰＶＡ系炭素繊維、リグニン炭素繊維、ガラス状炭素繊維、活性炭素繊維等の各種炭素繊維類、メソフェーズ微小球体、グラファイトウィスカー、平板状の黒鉛等を挙げることもできる。
　これらの炭素質材料は、黒鉛化の程度により難黒鉛化炭素材料と黒鉛系炭素材料に分けることもできる。また炭素質材料は、特開昭６２－２２０６６号公報、特開平２－６８５６号公報、同３－４５４７３号公報に記載される面間隔や密度、結晶子の大きさを有することが好ましい。炭素質材料は、単一の材料である必要はなく、特開平５－９０８４４号公報記載の天然黒鉛と人造黒鉛の混合物、特開平６－４５１６号公報記載の被覆層を有する黒鉛等を用いることもできる。
　負極活物質として用いられる金属酸化物および金属複合酸化物としては、特に非晶質酸化物が好ましく、更に金属元素と周期律表第１６族の元素との反応生成物であるカルコゲナイトも好ましく用いられる。ここでいう非晶質とは、ＣｕＫα線を用いたＸ線回折法で、２θ値で２０°～４０°の領域に頂点を有するブロードな散乱帯を有するものを意味し、結晶性の回折線を有してもよい。２θ値で４０°以上７０°以下に見られる結晶性の回折線の内最も強い強度が、２θ値で２０°以上４０°以下に見られるブロードな散乱帯の頂点の回折線強度の１００倍以下であるのが好ましく、５倍以下であるのがより好ましく、結晶性の回折線を有さないことが特に好ましい。
　なお、金属複合酸化物としては、リチウムを吸蔵、放出可能であれば特に限定されないが、構成成分としてチタンおよび／またはリチウムを含有していることが、高電流密度充放電特性の観点から好ましい。
　上記非晶質酸化物およびカルコゲナイドからなる化合物群のなかでも、半金属元素の非晶質酸化物およびカルコゲナイドがより好ましく、周期律表第１３（ＩＩＩＢ）族～１５（ＶＢ）族の元素、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｇｅ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉの一種単独あるいはそれらの２種以上の組み合わせからなる酸化物およびカルコゲナイドが特に好ましい。
　好ましい非晶質酸化物およびカルコゲナイドの具体例としては、例えば、Ｇａ２Ｏ３、ＳｉＯ、ＧｅＯ、ＳｎＯ、ＳｎＯ２、ＰｂＯ、ＰｂＯ２、Ｐｂ２Ｏ３、Ｐｂ２Ｏ４、Ｐｂ３Ｏ４、Ｓｂ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ４、Ｓｂ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ４、ＳｎＳｉＯ３、ＧｅＳ、ＳｎＳ、ＳｎＳ２、ＰｂＳ、ＰｂＳ２、Ｓｂ２Ｓ３、Ｓｂ２Ｓ５、ＳｎＳｉＳ３などが好ましく挙げられる。また、これらは、酸化リチウムとの複合酸化物、例えば、Ｌｉ２ＳｎＯ２であってもよい。
　上記負極活物質の平均粒子径は特に限定されないが、０．１μｍ～６０μｍが好ましい。
　ここで、負極活物質を所定の粒子径にするには、従来公知の粉砕機や分級機が用いられる。例えば、乳鉢、ボールミル、サンドミル、振動ボールミル、衛星ボールミル、遊星ボールミル、旋回気流型ジェットミルや篩などが好適に用いられる。粉砕時には水またはメタノール等の有機溶媒を共存させた湿式粉砕も必要に応じて行うことができる。所望の粒径とするためには分級を行うことが好ましい。分級方法としては特に限定はなく、篩、風力分級機などを必要に応じて用いることができる。分級は乾式、湿式ともに用いることができる。
　Ｓｎ、Ｓｉ、Ｇｅを中心とする非晶質酸化物負極活物質に併せて用いることができる負極活物質としては、リチウムイオンまたはリチウム金属を吸蔵・放出できる炭素材料や、リチウム、リチウム合金、リチウムと合金可能な金属が好適に挙げられる。
　本発明においては、上記負極活物質層は、上記負極活物質以外に、必要に応じて、上述した導電助剤、結着剤、溶媒等の他の材料を含有していてもよい。
　同様に、セパレータ３９についても特に限定されず、正極と負極を電子的に絶縁する機械的強度、イオン透過性および正極と負極の接触面で酸化・還元耐性のある材料であれば特に限定されることはない。
　このような材料として、多孔質のポリマー材料や無機材料、有機無機ハイブリッド材料、ガラス繊維などが用いられる。
　これらセパレータは安全性確保のためのシャットダウン機能、すなわち、８０℃以上で隙間を閉塞して抵抗を上げ、電流を遮断する機能、を持つことが好ましく、閉塞温度は９０℃以上、１８０℃以下であることが好ましい。
　上記セパレータの孔の形状は、通常は円形や楕円形で、大きさは０．０５μｍ～３０μｍであり、０．１μｍ～２０μｍが好ましい。さらに延伸法、相分離法で作った場合のように、棒状や不定形の孔であってもよい。これらの隙間の占める比率すなわち気孔率は、２０％～９０％であり、３５％～８０％が好ましい。
　上記ポリマー材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの単一の材料を用いたものでも、２種以上の複合化材料を用いたものであってもよい。孔径、気孔率や孔の閉塞温度などを変えた２種以上の微多孔フィルムを積層したものが、好ましい。
　上記無機物としては、アルミナや二酸化珪素等の酸化物類、窒化アルミや窒化珪素等の窒化物類、硫酸バリウムや硫酸カルシウム等の硫酸塩類が用いられ、粒子形状もしくは繊維形状のものが用いられる。形態としては、不織布、織布、微多孔性フィルム等の薄膜形状のものが用いられる。薄膜形状では、孔径が０．０１μｍ～１μｍ、厚さが５μｍ～５０μｍのものが好適に用いられる。前記の独立した薄膜形状以外に、前記無機物の粒子を含有する複合多孔層を樹脂製の結着剤を用いて正極および／または負極の表層に形成させてなるセパレータを用いることができる。例えば、正極の両面に９０％粒径が１μｍ未満のアルミナ粒子をフッ素樹脂の結着剤を用いて多孔層として形成させることが挙げられる。
　本発明に用いられる電解液に用いることができる有機溶媒としては、例えば、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ブチレン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチル、炭酸メチルプロピル、γ－ブチロラクトン、γ－バレロラクトン、１，２－ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、２－メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、１，３－ジオキソラン、４－メチル－１，３－ジオキソラン、１，３－ジオキサン、１，４－ジオキサン、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、イソ酪酸メチル、トリメチル酢酸メチル、トリメチル酢酸エチル、アセトニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、３－メトキシプロピオニトリル、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ－メチルピロリジノン、Ｎ－メチルオキサゾリジノン、Ｎ，Ｎ’－ジメチルイミダゾリジノン、ニトロメタン、ニトロエタン、スルホラン、燐酸トリメチル、ジメチルスルホキシドあるいはジメチルスルホキシド燐酸などが挙げられる。これらは、一種単独で用いても２種以上を併用してもよい。中でも、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチルおよび炭酸エチルメチルからなる群のうちの少なくとも１種が好ましく、特に、炭酸エチレンあるいは炭酸プロピレンなどの高粘度（高誘電率）溶媒（例えば、比誘電率ε≧３０）と炭酸ジメチル、炭酸エチルメチルあるいは炭酸ジエチルなどの低粘度溶媒（例えば、粘度≦１ｍＰａ・ｓ）との組み合わせがより好ましい。電解質塩の解離性およびイオンの移動度が向上するからである。
　しかしながら、本発明に用いられる有機溶媒（非水溶媒）は、上記例示によって限定されるものではない。
　また、溶媒は、不飽和結合を有する環状炭酸エステルを含有していてもよい。電解液の化学的安定性がより向上するからである。この不飽和結合を有する環状炭酸エステルとしては、例えば、炭酸ビニレン系化合物、炭酸ビニルエチレン系化合物および炭酸メチレンエチレン系化合物からなる群のうちの少なくとも１種などが挙げられる。
　炭酸ビニレン系化合物としては、例えば、炭酸ビニレン（１，３－ジオキソール－２－オン）、炭酸メチルビニレン（４－メチル－１，３－ジオキソール－２－オン）、炭酸エチルビニレン（４－エチル－１，３－ジオキソール－２－オン）、４，５－ジメチル－１，３－ジオキソール－２－オン、４，５－ジエチル－１，３－ジオキソール－２－オン、４－フルオロ－１，３－ジオキソール－２－オンあるいは４－トリフルオロメチル－１，３－ジオキソール－２－オンなどが挙げられる。
　炭酸ビニルエチレン系化合物としては、例えば、炭酸ビニルエチレン（４－ビニル－１，３－ジオキソラン－２－オン）、４－メチル－４－ビニル－１，３－ジオキソラン－２－オン、４－エチル－４－ビニル－１，３－ジオキソラン－２－オン、４－ｎ－プロピル－４－ビニル－１，３－ジオキソラン－２－オン、５－メチル－４－ビニル－１，３－ジオキソラン－２－オン、４，４－ジビニル－１，３－ジオキソラン－２－オンあるいは４，５－ジビニル－１，３－ジオキソラン－２－オンなどが挙げられる。
　炭酸メチレンエチレン系化合物としては、４－メチレン－１，３－ジオキソラン－２－オン、４，４－ジメチル－５－メチレン－１，３－ジオキソラン－２－オンあるいは４，４－ジエチル－５－メチレン－１，３－ジオキソラン－２－オンなどが挙げられる。
　これらは単独で用いられてもよいし、複数種が混合されて用いられてもよい。中でも、炭酸ビニレンが好ましい。高い効果が得られるからである。
　電解液に含まれる周期律表第一族または第二族に属する金属イオンもしくはその塩としては、電解液の使用目的により適宜選択される、例えば、リチウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩などが挙げられ、二次電池などに使用される場合には、出力の観点からリチウム塩が好ましい。電解質をリチウム二次電池用非水系電解液の電解質として用いる場合には、金属イオンの塩としてリチウム塩を選択すればよい。リチウム塩としては、リチウム二次電池用非水系電解液の電解質に通常用いられるリチウム塩であれば特に制限はないが、例えば、以下に述べるものが好ましい。
　（Ｌ－１）無機リチウム塩：ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＳｂＦ６等の無機フッ化物塩；ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＢＲＯ４、ＬｉＩＯ４等の過ハロゲン酸塩；ＬｉＡｌＣｌ４等の無機塩化物塩等。
　（Ｌ－２）含フッ素有機リチウム塩：ＬｉＣＦ３ＳＯ３等のパーフルオロアルカンスルホン酸塩；ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＮ（ＣＦ３ＣＦ２ＳＯ２）２、ＬｉＮ（ＦＳＯ２）２、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）（Ｃ４Ｆ９ＳＯ２）等のパーフルオロアルカンスルホニルイミド塩；ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３等のパーフルオロアルカンスルホニルメチド塩；Ｌｉ［ＰＦ５（ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３）］、Ｌｉ［ＰＦ４（ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３）２］、Ｌｉ［ＰＦ３（ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３）３］、Ｌｉ［ＰＦ５（ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３）］、Ｌｉ［ＰＦ４（ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３）２］、Ｌｉ［ＰＦ３（ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３）３］等のフルオロアルキルフッ化リン酸塩等。
　（Ｌ－３）オキサラトボレート塩：リチウムビス（オキサラト）ボレート、リチウムジフルオロオキサラトボレート等。
　これらのなかで、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＣｌＯ４、Ｌｉ（Ｒｆ１ＳＯ３）、ＬｉＮ（Ｒｆ１ＳＯ２）２、ＬｉＮ（ＦＳＯ２）２、およびＬｉＮ（Ｒｆ１ＳＯ２）（Ｒｆ２ＳＯ２）２が好ましく、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＮ（Ｒｆ１ＳＯ２）２、ＬｉＮ（ＦＳＯ２）２、およびＬｉＮ（Ｒｆ１ＳＯ２）（Ｒｆ２ＳＯ２）２などのリチウムイミド塩がさらに好ましい。ここで、Ｒｆ１、Ｒｆ２はそれぞれパーフルオロアルキル基を示す。
　なお、電解液に用いるリチウム塩は、１種を単独で使用しても、２種以上を任意に組み合わせてもよい。
　電解液における周期律表第一族または第二族に属する金属のイオンもしくはその金属塩の含有量は、以下に電解液の調製法で述べる好ましい塩濃度となるよう量で添加される。塩濃度は電解液の使用目的により適宜選択されるが、一般的には電解液全質量中１０質量％から５０質量％であり、更に好ましくは１５質量％から３０質量％である。なお、イオンの濃度として評価するときには、その好適に適用される金属との塩換算で算定されればよい。
　次に、電解液の代表的な調整方法を、金属イオンの塩としてリチウム塩を用いた場合を例に挙げて説明する。
　電解液は、前記非水電解液溶媒に、ケイ素化合物、リチウム塩、および、所望により添加される種々の添加剤を溶解して、調製される。
　本発明において、「非水」とは水を実質的に含まないことをいい、発明の効果を妨げない範囲で微量の水を含んでいてもよい。良好な特性を得ることを考慮して言うと、水の含有量が２００ｐｐｍ以下であることが好ましく、１００ｐｐｍ以下であることがより好ましい。下限値は特にないが、不可避的な混入を考慮すると、１０ｐｐｍ以上であることが実際的である。
　また、外装缶３１および外装カップ３５についても特に限定されず、例えば、ステンレスやアルミニウム等の金属により構成することができる。
　図６は、本発明の二次電池の他の実施態様の一例を示す模式的断面図である。
　図６に示す二次電池５０は、いわゆる円筒型と呼ばれるものであり、中空円柱状の電池缶５１の内部に、電解液を含むセパレータ６３を介して正極６１と負極６２とが積層および巻回された巻回電極体６０と、一対の絶縁板５２および５３とが収納されたものである。
　ここで、正極６１および負極６２のなくとも一方が本発明の正極または負極であり、本発明の正極６１を構成する正極集電体および正極活物質層ならびに本発明の負極６２を構成する負極集電体および負極活物質層については、上述した本発明の正極および負極において説明した通りである。
　なお、正極６１および負極６２のいずれか一方が本発明の正極または負極である場合は、他方の極を構成する集電体および活物質層については、本発明においては特に限定されず、いずれも従来公知の構成を用いることができる。
　同様に、セパレータ６３についても特に限定されず、例えば、図５に示したセパレータ３９と同様の方法により形成することができる。
　また、図６に示すように、電池缶５１の開放端部には、電池蓋５４と、その内側に設けられた安全弁機構５５および熱感抵抗素子（Positive Temperature Coefficient：ＰＴＣ素子）５６とが、ガスケット５７を介してかしめられることによって取り付けられている。これにより、電池缶５１の内部は密閉されている。
　電池蓋５４は、例えば、電池缶５１と同様の金属材料によって構成されている。
　安全弁機構５５は、熱感抵抗素子５６を介して電池蓋５４と電気的に接続されている。
　この安全弁機構５５では、内部短絡または外部からの加熱等に起因して内圧が一定以上となった場合に、ディスク板５５Ａが反転して電池蓋５４と巻回電極体６０との間の電気的接続を切断するようになっている。
　熱感抵抗素子５６は、温度の上昇に応じて抵抗が増大することによって電流を制限し、大電流に起因する異常な発熱を防止するものである。
　ガスケット５７は、例えば、絶縁材料によって構成されており、その表面にはアスファルトが塗布されている。
　巻回電極体６０の中心には、センターピン６４が挿入されていてもよい。
　この巻回電極体６０では、アルミニウムなどの金属材料によって構成された正極リード６５が正極６１に接続されていると共に、ニッケル等の金属材料によって構成された負極リード６６が負極６２に接続されている。
　正極リード６５は、安全弁機構５５に溶接等されて電池蓋５４と電気的に接続されており、負極リード６６は、電池缶５１に溶接等されて電気的に接続されている。
　本発明の二次電池は、特定の集電体を備えることでサイクル性やレート特性の良好な二次電池を作製することができるため、種々の用途に適用される。
　適用態様には特に限定なはいが、例えば、電子機器に搭載する場合、ノートパソコン、ペン入力パソコン、モバイルパソコン、電子ブックプレーヤー、携帯電話、コードレスフォン子機、ページャー、ハンディーターミナル、携帯ファックス、携帯コピー、携帯プリンター、ヘッドフォンステレオ、ビデオムービー、液晶テレビ、ハンディークリーナー、ポータブルＣＤ、ミニディスク、電気シェーバー、トランシーバー、電子手帳、電卓、メモリーカード、携帯テープレコーダー、ラジオ、バックアップ電源、メモリーカードなどが挙げられる。その他民生用として、自動車、電動車両、モーター、照明器具、玩具、ゲーム機器、ロードコンディショナー、時計、ストロボ、カメラ、医療機器（ペースメーカー、補聴器、肩もみ機など）などが挙げられる。更に、各種軍需用、宇宙用として用いることができる。また、太陽電池と組み合わせることもできる。
　本発明の二次電池において電荷の輸送に用いられる金属イオンは特に限定されないが、周期律表第一族または第二族に属する金属イオンを利用したものであることが好ましい。中でも、リチウムイオン、ナトリウムイオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、アルミニウムイオン等を用いることが好ましい。リチウムイオンを用いた二次電池についての一般的な技術事項は冒頭に挙げた特許文献等、多くの文献や書籍があり参考になる。その他、ナトリウムイオンを用いた二次電池については、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ；Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、米国、１９８０年、第１２７巻、第２０９７～２０９９頁等を参照することができる。マグネシウムイオンについては、Ｎａｔｕｒｅ ４０７， ｐ．７２４－７２７（２０００）等を参照することができる。カルシウムイオンについては、Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ． Ｓｏｃ．， Ｖｏｌ．１３８， ３５３６ （１９９１）等を参照することができる。本発明においてはその普及の程度からリチウムイオン二次電池に適用することが好ましいが、それ以外のものにおいても所望の効果を奏するものであり、これに限定して解釈されるものではない。
　以下に実施例を示して本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されない。
　＜集電体用アルミニウム基材の作製＞
　（実施例１－１）
　厚さ２０μｍ、幅２００ｍｍのアルミニウム箔（ＪＩＳ Ｈ－４１６０、アルミニウム純度：９９．３０％）の表面に、以下に示す表面処理（ａ１）～（ｇ１）に供し、集電体用アルミニウム基材を作製した。
　（ａ１）電気化学的粗面化処理（大波構造の形成）
　まず、直流電圧を用いて連続的に電気化学的な粗面化処理を行った。このときの電解液は、硝酸１０．４ｇ／Ｌ水溶液（アルミニウムイオンを４．５ｇ／Ｌ含む。）、液温５０℃であった。カーボン電極を対極として電気化学的な粗面化処理を行った。補助アノードにはフェライトを用いた。使用した電解槽は図３に示すものを使用した。電流密度は電流のピーク値で３０Ａ／ｄｍ2、電気量はアルミニウム箔が陽極時の電気量の総和で２２０Ｃ／ｄｍ2であった。補助陽極には電源から流れる電流の５％を分流させた。その後、スプレーによる水洗を行った。
　（ｂ１）電気化学的粗面化処理（中波構造の形成）
　次いで、６０Ｈｚの交流電圧を用いて連続的に電気化学的な粗面化処理を行った。このときの電解液は、硝酸９．２ｇ／Ｌ水溶液（アルミニウムイオンを４．５ｇ／Ｌ含む。）、温度５０℃であった。交流電源波形は図２に示した波形であり、電流値がゼロからピークに達するまでの時間ＴＰが０．８ｍｓｅｃ、ｄｕｔｙ比１：１、台形の矩形波交流を用いて、カーボン電極を対極として電気化学的粗面化処理を行った。補助アノードにはフェライトを用いた。使用した電解槽は図３に示すものを使用した。電流密度は電流のピーク値で２５Ａ／ｄｍ2、電気量はアルミニウム箔が陽極時の電気量の総和で１８５Ｃ／ｄｍ2であった。その後、スプレーによる水洗を行った。
　（ｃ１）アルカリエッチング処理
　次いで、アルミニウム箔をカセイソーダ濃度２６質量％、アルミニウムイオン濃度６．５質量％の水溶液を用いてスプレーによるエッチング処理を３２℃で行い、アルミニウム箔を０．５ｇ／ｍ2溶解し、前段の交流を用いて電気化学的粗面化処理を行ったときに生成した水酸化アルミニウムを主体とするスマット成分を除去し、また、生成した中波構造のエッジ部分を溶解してエッジ部分を滑らかにした。その後、スプレーによる水洗を行った。
　（ｄ１）デスマット処理
　次いで、温度６０℃の硫酸濃度２５質量％水溶液（アルミニウムイオンを０．５質量％含む。）で、スプレーによるデスマット処理を１０秒間行い、その後、スプレーによる水洗を行った。
　（ｅ１）電気化学的粗面化処理（小波構造の形成）
　次いで、６０Ｈｚの交流電圧を用いて連続的に電気化学的な粗面化処理を行った。このときの電解液は、塩酸８．２ｇ／Ｌ水溶液（アルミニウムイオンを４．５ｇ／Ｌ含む。）、温度３５℃であった。交流電源波形は図２に示した波形であり、電流値がゼロからピークに達するまでの時間ＴＰが０．８ｍｓｅｃ、ｄｕｔｙ比１：１、台形の矩形波交流を用いて、カーボン電極を対極として電気化学的粗面化処理を行った。補助アノードにはフェライトを用いた。使用した電解槽は図３に示すものを使用した。電流密度は電流のピーク値で２５Ａ／ｄｍ2、電気量はアルミニウム箔が陽極時の電気量の総和で６３Ｃ／ｄｍ2であった。その後、スプレーによる水洗を行った。
　（ｆ１）アルカリエッチング処理
　次いで、アルミニウム箔をカセイソーダ濃度２６質量％、アルミニウムイオン濃度６．５質量％の水溶液を用いてスプレーによるエッチング処理を３２℃で行い、アルミニウム箔を０．１ｇ／ｍ2溶解し、前段の交流を用いて電気化学的粗面化処理を行ったときに生成した水酸化アルミニウムを主体とするスマット成分を除去し、また、生成した小波構造のエッジ部分を溶解してエッジ部分を滑らかにした。その後、スプレーによる水洗を行った。
　（ｇ１）デスマット処理
　次いで、温度６０℃の硫酸濃度２５質量％水溶液（アルミニウムイオンを０．５質量％含む。）で、スプレーによるデスマット処理を１０秒間行い、その後、スプレーによる水洗を行った。
　（実施例１－２）
　上記（ａ１）処理を施さず、上記（ｂ１）処理および上記（ｃ１）処理に代えて、下記（ｂ２）電解粗面化処理および下記（ｃ２）アルカリエッチング処理を施した以外は、実施例１－１と同様の方法により、集電体用アルミニウム基材を作製した。
　（ｂ２）電気化学的粗面化処理（中波構造の形成）
　まず、６０Ｈｚの交流電圧を用いて連続的に電気化学的な粗面化処理を行った。このときの電解液は、硝酸１０．２ｇ／Ｌ水溶液（アルミニウムイオンを４．５ｇ／Ｌ含む。）、温度３３℃であった。交流電源波形は図２に示した波形であり、電流値がゼロからピークに達するまでの時間ＴＰが０．８ｍｓｅｃ、ｄｕｔｙ比１：１、台形の矩形波交流を用いて、カーボン電極を対極として電気化学的粗面化処理を行った。補助アノードにはフェライトを用いた。使用した電解槽は図３に示すものを使用した。電流密度は電流のピーク値で２５Ａ／ｄｍ2、電気量はアルミニウム箔が陽極時の電気量の総和で２４５Ｃ／ｄｍ2であった。その後、スプレーによる水洗を行った。
　（ｃ２）アルカリエッチング処理
　次いで、アルミニウム箔をカセイソーダ濃度２６質量％、アルミニウムイオン濃度６．５質量％の水溶液を用いてスプレーによるエッチング処理を３２℃で行い、アルミニウム箔を０．２ｇ／ｍ2溶解し、前段の交流を用いて電気化学的粗面化処理を行ったときに生成した水酸化アルミニウムを主体とするスマット成分を除去し、また、生成した中波構造のエッジ部分を溶解してエッジ部分を滑らかにした。その後、スプレーによる水洗を行った。
　（実施例１－３）
　上記（ａ１）および上記（ｂ１）処理に代えて、下記（ａ２）電解粗面化処理のみを施した以外は、実施例１－１と同様の方法により、集電体用アルミニウム基材を作製した。
　（ａ２）電解粗面化処理（大波構造および中波構造の一括形成）
　まず、６０Ｈｚの交流電圧を用いて連続的に電気化学的な粗面化処理を行った。このときの電解液は、硝酸１０．２ｇ／Ｌ水溶液（アルミニウムイオンを４．５ｇ／Ｌ含む。）、液温３３℃であった。交流電源波形は図２に示した波形であり、電流値がゼロからピークに達するまでの時間ＴＰが０．８ｍｓｅｃ、ｄｕｔｙ比１：１、台形の矩形波交流を用いて、カーボン電極を対極として電気化学的な粗面化処理を行った。補助アノードにはフェライトを用いた。使用した電解槽は図３に示すものを使用した。電流密度は電流のピーク値で３０Ａ／ｄｍ2、電気量はアルミニウム箔が陽極時の電気量の総和で６１２Ｃ／ｄｍ2であった。補助陽極には電源から流れる電流の５％を分流させた。その後、スプレーによる水洗を行った。
　（実施例１－４）
　上記（ａ１）処理を施さず、上記（ｂ１）処理および上記（ｃ１）処理に代えて、下記（ｂ３）電解粗面化処理および下記（ｃ３）アルカリエッチング処理を施した以外は、実施例１－１と同様の方法により、集電体用アルミニウム基材を作製した。
　（ｂ３）電気化学的粗面化処理（中波構造の形成）
　まず、６０Ｈｚの交流電圧を用いて連続的に電気化学的な粗面化処理を行った。このときの電解液は、硝酸１０．２ｇ／Ｌ水溶液（アルミニウムイオンを４．５ｇ／Ｌ含む。）、温度３７℃であった。交流電源波形は図２に示した波形であり、電流値がゼロからピークに達するまでの時間ＴＰが０．８ｍｓｅｃ、ｄｕｔｙ比１：１、台形の矩形波交流を用いて、カーボン電極を対極として電気化学的粗面化処理を行った。補助アノードにはフェライトを用いた。使用した電解槽は図３に示すものを使用した。電流密度は電流のピーク値で２５Ａ／ｄｍ2、電気量はアルミニウム箔が陽極時の電気量の総和で２４５Ｃ／ｄｍ2であった。その後、スプレーによる水洗を行った。
　（ｃ３）アルカリエッチング処理
　次いで、アルミニウム箔をカセイソーダ濃度２６質量％、アルミニウムイオン濃度６．５質量％の水溶液を用いてスプレーによるエッチング処理を３２℃で行い、アルミニウム箔を０．１ｇ／ｍ2溶解し、前段の交流を用いて電気化学的粗面化処理を行ったときに生成した水酸化アルミニウムを主体とするスマット成分を除去し、また、生成した中波構造のエッジ部分を溶解してエッジ部分を滑らかにした。その後、スプレーによる水洗を行った。
　（実施例１－５）
　上記（ａ１）処理を施さず、上記（ｂ１）処理に代えて、下記（ｂ４）電解粗面化処理を施した以外は、実施例１－１と同様の方法により、集電体用アルミニウム基材を作製した。
　（ｂ４）電気化学的粗面化処理（中波構造の形成）
　まず、６０Ｈｚの交流電圧を用いて連続的に電気化学的な粗面化処理を行った。このときの電解液は、硝酸１０．２ｇ／Ｌ水溶液（アルミニウムイオンを４．５ｇ／Ｌ含む。）、温度５０℃であった。交流電源波形は図２に示した波形であり、電流値がゼロからピークに達するまでの時間ＴＰが０．８ｍｓｅｃ、ｄｕｔｙ比１：１、台形の矩形波交流を用いて、カーボン電極を対極として電気化学的粗面化処理を行った。補助アノードにはフェライトを用いた。使用した電解槽は図３に示すものを使用した。電流密度は電流のピーク値で２５Ａ／ｄｍ2、電気量はアルミニウム箔が陽極時の電気量の総和で２４５Ｃ／ｄｍ2であった。その後、スプレーによる水洗を行った。
　（実施例１－６）
　上記（ｂ１）～（ｄ１）の各処理を施さず、中波構造を形成しなかった以外は、実施例１－１と同様の方法により、集電体用アルミニウム基材を作製した。
　（実施例１－７）
　上記（ａ１）処理を施さず、大波構造を形成しなかった以外は、実施例１－１と同様の方法により、集電体用アルミニウム基材を作製した。
　（実施例１－８）
　上記（ｅ１）～（ｇ１）の各処理を施さず、小波構造を形成しなかった以外は、実施例１－１と同様の方法により、集電体用アルミニウム基材を作製した。
　（実施例１－９）
　上記（ａ１）処理の電気量総和を８０Ｃ／ｄｍ2とし、上記（ｂ１）処理の電気量総和を１００Ｃ／ｄｍ2とした以外は、実施例１－８と同様の方法により、集電体用アルミニウム基材を作製した。
　（比較例１－１）
　上記（ｂ１）～（ｇ１）の各処理を施さず、中波構造および小波構造を形成しなかった以外は、実施例１－１と同様の方法により、集電体用アルミニウム基材を作製した。
　（比較例１－２）
　上記（ａ１）および上記（ｅ１）～（ｇ１）の各処理を施さず、大波構造および小波構造を形成しなかった以外は、実施例１－１と同様の方法により、集電体用アルミニウム基材を作製した。
　（比較例１－３）
　上記（ａ１）～（ｄ１）の各処理を施さず、大波構造および中波構造を形成しなかった以外は、実施例１－１と同様の方法により、集電体用アルミニウム基材を作製した。
　（比較例１－４）
　上記（ａ２）処理に代えて、下記（ａ３）電解粗面化処理のみを施した以外は、実施例１－３と同様の方法により、集電体用アルミニウム基材を作製した。
　（ａ３）電解粗面化処理（大波構造および中波構造の一括形成）
　まず、６０Ｈｚの交流電圧を用いて連続的に電気化学的な粗面化処理を行った。このときの電解液は、硝酸１０．２ｇ／Ｌ水溶液（アルミニウムイオンを４．５ｇ／Ｌ含む。）、液温３３℃であった。交流電源波形は図２に示した波形であり、電流値がゼロからピークに達するまでの時間ＴＰが０．８ｍｓｅｃ、ｄｕｔｙ比１：１、台形の矩形波交流を用いて、カーボン電極を対極として電気化学的な粗面化処理を行った。補助アノードにはフェライトを用いた。使用した電解槽は図３に示すものを使用した。電流密度は電流のピーク値で３０Ａ／ｄｍ2、電気量はアルミニウム箔が陽極時の電気量の総和で４１５Ｃ／ｄｍ2であった。補助陽極には電源から流れる電流の５％を分流させた。その後、スプレーによる水洗を行った。
　（比較例１－５）
　表面処理を施さず、厚さ２０μｍ、幅２００ｍｍのアルミニウム箔（ＪＩＳ Ｈ－４１６０、アルミニウム純度：９９．３０％）をそのまま用いた。
　＜集電体用アルミニウム基材の表面形状の測定＞
　作製した各集電体用アルミニウム基材の表面の表面形状について、下記（１）～（３）の測定を行って大波構造、中波構造および小波構造の平均開口径を算出し、下記（４）の測定を行って断面曲線の最大断面高さＰｔを算出した。
　結果を第１表に示す。なお、第１表中、「－」は、該当する平均開口径の波構造がなかったことを示す。
　（１）大波構造の平均開口径
　触針式粗さ計（ｓｕｆｃｏｍ５７５、東京精密社製）で２次元粗さ測定を行い、ＩＳＯ４２８７に規定されている平均山間隔Ｓmを５回測定し、その平均値を平均開口径とした。
　２次元粗さ測定は、以下の条件で行った。
　＜測定条件＞
　・カットオフ値：０．８ｍｍ
　・傾斜補正：ＦＬＡＴ－ＭＬ
　・測定長：３ｍｍ
　・縦倍率：１００００倍
　・走査速度：０．３ｍｍ／ｓｅｃ
　・触針先端径：２μｍ
　（２）中波構造の平均開口径
　高分解能走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いてアルミニウム基材の表面を真上から倍率２０００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中波構造のピット（凹凸）を５０個抽出し、その直径を読み取って平均開口径を算出した。
　（３）小波構造の平均開口径
　高分解能走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いてアルミニウム基材の表面を真上から倍率５００００倍で撮影し、得られたＳＥＭ写真において小波構造のピット（凹凸）を５０個抽出し、その直径を読み取って平均開口径を算出した。
　（４）断面曲線の最大断面高さＰｔ
　アルミニウム基材の断面の断面曲線の最大断面高さＰｔをＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１に規定される方法で測定した。
　＜集電体用アルミニウム基材の表面積差ΔＳおよび急峻度ａ４５の測定＞
　作製した各集電体用アルミニウム基材の表面について表面積差ΔＳおよび急峻度ａ４５を求めるために、原子間力顕微鏡（ＳＰ１３７００、セイコー電子工業社製）により表面形状を測定し、３次元データを求めた。以下、具体的な手順を説明する。
　アルミニウム基材を１ｃｍ角の大きさに切り取って、ピエゾスキャナー上の水平な試料台にセットし、カンチレバーを試料表面にアプローチし、原子間力が働く領域に達したところで、ＸＹ方向にスキャンし、その際、試料の表面形状（波構造）をＺ方向のピエゾの変位でとらえた。ピエゾスキャナーは、ＸＹ方向について１５０μｍ、Ｚ方向について１０μｍ、走査可能なものを使用した。カンチレバーは共振周波数１２０～１５０ｋＨｚ、バネ定数１２～２０Ｎ／ｍのもの（ＳＩ－ＤＦ２０、ＮＡＮＯＰＲＯＢＥ社製）を用い、ＤＦＭモード（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｏｄｅ）で測定した。また、求めた３次元データを最小二乗近似することにより試料のわずかな傾きを補正し基準面を求めた。
　計測の際は、表面の５０μｍ×５０μｍの範囲を５１２×５１２点測定した。ＸＹ方向の分解能は１．９μｍ、Ｚ方向の分解能は１ｎｍ、スキャン速度は６０μｍ／ｓｅｃとした。
　上記で求められた３次元データ（ｆ（ｘ，ｙ））を用い、隣り合う３点を抽出し、その３点で形成される微小三角形の面積の総和を求め、実面積Ｓxとした。表面積差ΔＳは、得られた実面積Ｓxと幾何学的測定面積Ｓ0とから、上記式（ｉ）により求めた。
　また、上記で求められた三次元データ（ｆ（ｘ，ｙ））を用い、各基準点と所定の方向（例えば、右と下）の隣接する２点との３点で形成される微小三角形と基準面とのなす角を各基準点について算出する。微小三角形の傾斜度が４５度以上の基準点の個数を、全基準点の個数（全データの個数である５１２×５１２点から所定の方向の隣接する２点がない点の個数を減じた個数、すなわち、５１１×５１１点）で除して、傾斜度４５度以上の部分の面積率ａ４５を算出する。
　結果を第１表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　＜正極の作製＞
　まず、正極活物質としてのコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）２００ｇと、導電助剤としてのアセチレンブラック２ｇおよび黒鉛１０ｇとを予め混合し、混合物を得た。
　次いで、得られた混合物２１２ｇと、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン（固形分：８％）１００ｇと、溶媒としてのＮ－メチルピロリドン２０ｇとを、スリーワンモーター（回転数：１２００ｒｐｍ）を用いて撹拌し、１０分間撹拌した後に撹拌浴内の壁に付着したスラリーを落とし、更に５分間撹拌した。
　次いで、得られたペースト状の混合物をメッシュ（ＳＵＳ１００）でろ過することで、正極活物質層の材料を調製した。
　作製した各集電体用アルミニウム基材の表面に、調製した正極活物質層の材料を７０μｍ厚で塗布し、１００℃の温度条件で３０分間乾燥させ、正極を作製した。なお、実施例１－１～１－９で作製した集電体用アルミニウム基板を用いた正極をそれぞれ正極Ａ～Ｉとし、比較例１－１～１－５で作製した集電体用アルミニウム基板を用いた正極をそれぞれ正極１～５とする。
　＜負極Ａの作製＞
　コバルト酸リチウム（正極活物質）をチタン酸リチウム（負極活物質）に代えた以外は、正極活物質層の材料と同様の方法で、負極活物質層の材料を調製した。
　実施例１－１で作製した集電体用アルミニウム基材の表面に、調製した負極活物質層の材料を７０μｍ厚で塗布し、１００℃の温度条件で３０分間乾燥させ、負極Ａを作製した。
　＜負極１の作製＞
　負極活物質としての黒鉛４５０ｇと、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン（固形分：８％）５０ｇと、溶媒としてのＮ－メチルピロリドン５００ｇとを混合してスラリー状にしたものを、銅箔からなる集電体の片面に７０μｍ厚で塗布し、１００℃の温度条件で３０分間乾燥させ、負極１を作製した。
　＜電解液の調製＞
　電解液としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）および４－フルオロエチレンカーボネート（ＦＥＣ）および炭酸ビニレン（ＶＣ）を、エチレンカーボネート：ジメチルカーボネート：メチルエチルカーボネート：４－フルオロエチレンカーボネート：炭酸ビニレン＝２３：６５：６：３：３の質量比で混合した溶媒に、更に電解質塩として、ＬｉＰＦ6を溶解させたものを用いた。ＬｉＰＦ6を質量モル濃度は、１．５ｍｏｌ／ｋｇとなるように溶解させたものを用いた。
　＜リチウム二次電池の製造：実施例２－１～２－１１、比較例２－１～２－５＞
　作製した正極Ａ～Ｉまたは１～５（第２表参照）と、微多孔性ポリプロピレンフィルム（２５μｍ厚）からなるセパレータと、作製した負極Ａまたは１（第２表参照）とをこの順に積層してから渦巻状に多数回巻回させたのち、巻き終わり部分を粘着テープで固定することにより、巻回電極体を形成した。
　次いで、ニッケルめっきが施された鉄製の電池缶を準備したのち、巻回電極体を一対の絶縁板で挟み、負極リードを電池缶に溶接すると共に正極リードを安全弁機構に溶接して、その巻回電極体を電池缶の内部に収納した。
　次いで、電池缶の内部に、減圧方式により調製した電解液を注入することで、リチウム二次電池を製造した。
　＜サイクル特性＞
　２０℃の常温槽内において充放電を繰り返して、１サイクル目の放電容量に対するｎサイクル目の放電容量の維持率が８０％を下回るまでの回数（サイクル数）を測定した。
　結果を第２表に示す。
　＜レート特性＞
　製造した各リチウム二次電池について、３．２ｍＡ／ｃｍ2の電流で５時間（０．２Ｃ）充電した後の５Ｃでの放電容量を測定し、０．２Ｃで測定した放電容量に対する容量維持率（％）を測定した。
　結果を第２表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　第１表および第２表に示す結果から、大波構造、中波構造および小波構造のいずれか１つのみを表面に有する集電体用アルミニウム基材を用いると、表面処理を施していない比較例１－５の集電体用アルミニウム基材を用いた場合と比較しても、サイクル特性およびレート特性を改善できないことが分かった（比較例２－１～２－３）。
　また、大波構造、中波構造および小波構造のいずれか２つ以上を表面に有していても、断面曲線の最大断面高さＰｔが１０μｍより大きいと、サイクル特性およびレート特性が更に悪くなることが分かった（比較例２－４）。
　これに対し、大波構造、中波構造および小波構造のいずれか２つ以上を表面に有する集電体用アルミニウム基材を用いると、比較例１－５の集電体用アルミニウム基材を用いた場合と比較すると、サイクル数が約３～５倍となり、サイクル特性に優れた二次電池を作製できることが分かった（実施例２－１～２－１１）。
　特に、大波構造と、中波構造および／または小波構造とを表面に有する集電体用アルミニウム基材を用いると、レート特性にも優れた二次電池を作製できることが分かった（実施例２－１、２－３、２－６、２－８、２－１０および２－１１）。
　また、実施例１－８と実施例１－９との対比から、表面積比ΔＳが２０％以上であり、かつ、急峻度ａ４５が５～６０％である集電体用アルミニウム基材を用いると、サイクル特性およびレート特性が良好となることが分かった（実施例２－８および２－９）。
　更に、正極および負極として実施例１－１の作製した集電体用アルミニウム基材を用いると、サイクル特性が極めて良好となることが分かった（実施例２－１１）。
　１　大波構造
　２　中波構造
　３　小波構造
　１１　アルミニウム箔
　１２　ラジアルドラムローラ
　１３ａ、１３ｂ　主極
　１４　電解処理液
　１５　電解液供給口
　１６　スリット
　１７　電解液通路
　１８　補助陽極
　１９ａ、１９ｂ　サイリスタ
　２０　交流電源
　２１　主電解槽
　２２　補助陽極槽
　３０　二次電池
　３１　外装缶（ケース）
　３２　正極
　３３　正極集電体
　３４　正極物質層
　３５　外装カップ（封口板）
　３６　負極
　３７　負極集電体
　３８　負極活物質層
　３９　セパレータ
　４０　ガスケット
　５０　二次電池
　５１　電池缶
　５２、５３　絶縁板
　５４　電池蓋
　５５　安全弁機構
　５５Ａ　ディスク板
　５６　熱感抵抗素子
　５７　ガスケット
　６０　巻回電極体
　６１　正極
　６２　負極
　６３　セパレータ
　６４　センターピン
　４１０　陽極酸化処理装置
　４１２　給電槽
　４１４　電解処理槽
　４１６　アルミニウム箔
　４１８、４２６　電解液
　４２０　給電電極
　４２２、４２８　ローラ
　４２４　ニップローラ
　４３０　電解電極
　４３２　槽壁
　４３４　直流電源

Claims (14)

  1. 　平均開口径５μｍ超１００μｍ以下の大波構造、平均開口径０．５μｍ超５μｍ以下の中波構造および平均開口径０．０１μｍ超０．５μｍ以下の小波構造からなる群から選択される少なくとも２つの構造が重畳された表面を有し、
    　前記表面の断面曲線の最大断面高さＰｔが、１０μｍ以下である集電体用アルミニウム基材。
  2. 　表面積比ΔＳが２０％以上であり、かつ、急峻度ａ４５が５～６０％である請求項１に記載の集電体用アルミニウム基材。
    　ここで、表面積比ΔＳは、原子間力顕微鏡を用いて、表面の５０μｍ×５０μｍの範囲を５１２×５１２点測定して得られる３次元データから近似三点法により得られる実面積Ｓxと、幾何学的測定面積Ｓ0とから、下記式（ｉ）により求められる値であり、急峻度ａ４５は、前記実面積Ｓxに対する角度４５°以上の大きさの傾斜（傾斜度４５°以上）を有する部分の面積率である。
    　ΔＳ＝（Ｓx－Ｓ0）／Ｓ0×１００（％）・・・（ｉ）
  3. 　少なくとも前記大波構造が形成された表面を有する請求項１または２に記載の集電体用アルミニウム基材。
  4. 　前記大波構造、前記中波構造および前記小波構造のいずれもが重畳された表面を有する請求項１～３のいずれか一項に記載の集電体用アルミニウム基材。
  5. 　厚みが１００μｍ未満である請求項１～４のいずれか一項に記載の集電体用アルミニウム基材。
  6. 　請求項１～５のいずれか一項に記載の集電体用アルミニウム基材からなる集電体。
  7. 　請求項６に記載の集電体を正極に用いた正極集電体と、前記正極集電体の表面に形成される正極活物質を含む層とを有する正極。
  8. 　前記正極活物質が、リチウムを吸蔵および放出することが可能な物質である請求項７に記載の正極。
  9. 　前記正極活物質が、リチウムと遷移金属とを含む複合酸化物である請求項７または８に記載の正極。
  10. 　前記正極活物質が、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）である請求項９に記載の正極。
  11. 　請求項６に記載の集電体を負極に用いた負極集電体と、前記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。
  12. 　前記負極活物質が、リチウムを吸蔵および放出することが可能であり、かつ、リチウムイオンの吸蔵放出電位が金属リチウム電位に対して０．４Ｖ以上となる物質である請求項１１に記載の負極。
  13. 　前記負極活物質が、チタン酸リチウムである請求項１２に記載の負極。
  14. 　正極、負極および電解液を有する二次電池であって、
    　前記正極が請求項７～１０のいずれか一項に記載の正極である、および／または、前記負極が請求項１１～１３のいずれか一項に記載の負極である二次電池。
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