多孔金属箔的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种有效地制造适合于锂离子电池、锂离子电容器、电双层电容器等的集电体的多孔铝箔等多孔金属箔的方法。
【背景技术】
[0002]为了提高锂离子电池、锂离子电容器、电双层电容器等的能量密度，优选在集电体中设置通孔而降低正极电位。作为集电体，广泛地使用铝箔，利用各种方法形成通孔。
[0003]例如，日本特开2011-74468号公开有通过对具有多个通孔的铝箔同时进行拉伸加工及弯曲加工而制造高强度铝多孔箔的方法。通孔具有0.2?5 μ m的内径，通过利用以盐酸作为主成分的电解液中的直流蚀刻形成蚀坑，利用化学蚀刻控制蚀坑直径而形成。但是，由于蚀坑的内径小，因此不会有足够量的活性物质进入通孔内，无法充分地提高能量密度。
[0004]日本特开2011-165637号公开了如下的制造正极集电体的方法，该正极集电体是利用正极活性物质层的形成而成为锂离子电池用正极体的正极集电体，在铝合金箔的表面(形成有正极活性物质层的一侧)形成有多个坑状孔，所述孔的平均孔径为1.0?5μm，平均孔径/平均孔深度为1.0以下，在对铝合金箔的表面进行直流电解蚀刻后，用有机膦酸水溶液进行处理。但是，由于利用直流电解蚀刻形成的坑状孔的平均孔径小到5 μ m以下，因此仍然存在不会有足够量的活性物质进入坑状孔内的问题。
[0005]日本特开2012-186142号公开过如下的方法，是制造将填充有活性物质的多个片状铝多孔体层叠而得的电化学器件用电极的方法，其特征在于，将填充活性物质后利用压缩使之变薄了的多个片状铝多孔体层叠。片状铝多孔体例如通过如下操作来制造，即，在具有三维网眼状结构的发泡树脂上，利用镀膜法、蒸镀法、溅射法、CVD法等，在Al的熔点以下形成共晶合金的皮膜后，浸溃在以Al粉末、粘结剂及有机溶剂作为主成分的膏剂中，然后在非氧化性气氛中在550?750°C的温度下进行热处理。但是，该片状铝多孔体不仅制造方法复杂，而且由于是三维网眼状结构，因此还有机械强度差的问题。
[0006]鉴于以上的情况，希望有如下的多孔铝箔等多孔金属箔，S卩，具有足以保持活性物质的微细孔，并且具有高的机械强度，适用于锂离子电池、锂离子电容器、电双层电容器等中。
[0007]因而，本发明的目的在于，提供一种有效地制造具有足以保持活性物质的微细孔、并且具有高的机械强度的多孔金属箔的方法。
【发明内容】
[0008]鉴于上述目的，进行了深入研究，结果本发明人发现，在通过在表面具有粒径为50?500 μ m的高硬度微粒的图案棍与对置的金属棍之间一边按压金属箔一边使之通过而形成多个微细孔的情况下，在两辊之间夹设由相对硬质的塑料层与相对软质的塑料层的层叠片形成的薄的软质片，当使相对硬质的塑料层在金属箔一侧并进行按压时，即使形成贯穿金属箔的微细孔也不会在金属箔中产生断裂等问题，从而想到了本发明。
[0009]S卩，制造多孔金属箔的本发明的方法的特征在于，使金属箔与软质片一起在图案辊和与所述图案辊相面对的硬质金属辊之间通过，由此将所述金属箔与所述软质片一起按压，从而在所述金属箔中形成微细孔，所述图案辊在表面具有粒径为50?500 μ m的高硬度微粒，并且由硬质金属形成，所述软质片由相对硬质的塑料层与相对软质的塑料层的层叠片形成，使所述相对硬质的塑料层在所述金属箔一侧，使所述相对软质的塑料层在所述硬质金属辊一侧并进行按压。
[0010]所述方法中，形成所述软质片的软质塑料优选为聚乙烯类或聚氯乙烯。
[0011]所述软质片的硬度(硬度计肖氏A)优选为20?80，更优选为30?70。所述软质片的厚度优选为0.05?2mm。
[0012]所述软质片优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯层与聚乙烯层的层叠片。
[0013]所述方法中，优选将所述软质片利用易剥离性粘接剂预先粘接在所述金属箔上。
[0014]优选所述图案辊优选在表面具有带有尖锐的角部的莫氏硬度5以上的微粒。优选所述微粒以30?80%的面积率附着在辊面上。
[0015]优选所述图案辊的辊主体及所述硬质金属辊由模具钢形成。
【附图说明】
[0016]图1是表示本发明的方法的概略剖面图。
[0017]图2是详细表示在本发明的方法中高硬度微粒将金属箔穿孔的样子的局部放大剖面图。
[0018]图3是表示利用本发明的方法在金属箔中形成了微细孔的层叠体的剖面图。
[0019]图4是表示向实施例1中制作的多孔铝箔中填充了正极材料的截面的显微镜照片。
【具体实施方式】
[0020]参照附图对本发明的实施方式进行详细说明，然而只要没有特别指出，有关一个实施方式的说明也适用于其他的实施方式。另外，下述说明并非限定性的，也可以在本发明的技术思想的范围内进行各种变形。
[0021]如图1所示，使用在表面具有高硬度微粒10并且由硬质金属形成的图案辊1、和与图案辊I相面对的硬质金属辊2。使金属箔4与软质片3 —起，在两辊1、2之间通过。
[0022]⑷图案辊
[0023]图案辊I如图2中详细所示，优选在表面具有带有尖锐的角部的莫氏硬度5以上的微粒10的辊，例如优选日本特开2002-59487号中记载的金刚石辊。金刚石等的微粒10的粒径为50?500 μ m,优选为60?300 μ m。图案辊I中的微粒10的面积率(微粒占辊表面的比例)优选为30?80%，更优选为50?80%。微粒10由镀镍层11等固着在辊主体上。
[0024]为了在穿孔中防止图案辊I弯曲，图案辊I的辊主体优选由硬质金属形成。作为硬质金属，可以举出SKDll之类的模具钢。
[0025](B)硬质金属辊
[0026]对于与图案辊I相面对地配置的硬质金属辊2，为了防止穿孔中的弯曲，也优选利用模具钢之类的硬质金属形成。
[0027](C)金属箔层叠体
[0028]从处置的容易度的观点考虑，优选将为了在金属箔4中穿孔而在图案辊I与硬质金属棍2之间通过的软质片3及金属箔4预先制成层叠体5。
[0029](I)软质片
[0030]软质片3是相对硬质的塑料层与相对软质的塑料层的层叠片。作为相对硬质的塑料可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯，作为相对软质的塑料可以举出聚乙烯或聚氯乙烯。作为聚乙烯类，可以举出低密度聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等。使相对硬质的塑料层在金属箔4 一侧，使相对软质的塑料层在硬质金属辊2 —侧。
[0031]软质片3的硬度(硬度计肖氏A)优选为20?80。如果肖氏A硬度小于20，则软质片3过于柔软而可能在穿孔中金属箔4大幅度变形、破损。另一