层叠体、锂离子二次电池用的负极集电体及锂离子二次电池用的负极制造技术

层叠体包含含有铜的第一金属层和含有镍且直接层叠于第一金属层的第二金属层。第二金属层的第一表面是与第一金属层相接的面。第二金属层的第二表面是第一表面的背面。第二金属层的厚度方向是与第一表面大致垂直，且从第一表面朝向第二表面的方向。第二金属层中的镍的含有率的单位为质量％。第二金属层(2)中的镍的含有率沿着厚度方向(D)减少。的含有率沿着厚度方向(D)减少。的含有率沿着厚度方向(D)减少。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】层叠体、锂离子二次电池用的负极集电体及锂离子二次电池用的负极


[0001]本专利技术涉及层叠体、锂离子二次电池用的负极集电体及锂离子二次电池用的负极。

技术介绍

[0002]锂离子二次电池用的负极集电体因层叠于负极集电体的负极活性物质层的体积随着充放电进行变动而承受重复的负荷(压缩应力及拉伸应力)。该负荷引起的负极集电体的变形引起电池主体的变形或电极间的短路。因此，对负极集电体要求具有针对负荷的耐久性。例如，下述专利文献1公开了层叠含有铜的电极箔和硬质镀镍层而成的负极集电体作为具有抗拉伸力的负极集电体。下述专利文献2公开了层叠由铜构成的第一金属层和由镍或镍合金构成的第二金属层而成的集电体作为具有用于抑制裂纹或断裂的充分强度的集电体。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2005－197205号公报
[0006]专利文献2：日本特开2019－186134号公报

技术实现思路

[0007]专利技术所要解决的技术问题
[0008]如上述现有的负极集电体那样，在层叠体具有含有铜的第一金属层和含有镍且直接层叠于第一金属层的第二金属层的情况下，通过层叠体承受重复应力，第二金属层容易从第一金属层剥离。专利技术人等发现了第二金属层从第一金属层的剥离是由第一金属层及第二金属层之间的硬度(弹性率)之差引起的。例如，含有镍的第二金属层的杨氏模量具有比含有铜的第一金属层的杨氏模量高的倾向。即，含有镍的第二金属层比含有铜的第一金属层更硬，难以因应力而变形。另外，随着第二金属层中的镍以外的添加元素的含有率的增加，第二金属层的弹性率增加，第二金属层有变硬的倾向。
[0009]本专利技术的一方面的目的在于，提供层叠体、包含该层叠体的锂离子二次电池用的负极集电体及负极，该层叠体具有含有铜的第一金属层和含有镍的第二金属层，抑制第二金属层从第一金属层的剥离。
[0010]解决问题的技术手段
[0011]本专利技术的一方面的层叠体包含含有铜的第一金属层和含有镍且直接层叠于第一金属层的第二金属层，第二金属层的第一表面是与第一金属层相接的面，第二金属层的第二表面是第一表面的背面，第二金属层的厚度方向是与第一表面大致垂直且从第一表面朝向第二表面的方向，第二金属层中的镍的含有率的单位为质量％，第二金属层中的镍的含有率沿着厚度方向减少。
[0012]第二金属层也可以还含有选自磷及钨中的至少一种元素。
[0013]第二金属层也可以由在厚度方向上层叠的多个含镍层构成，多个含镍层各自的镍的含有率可以互不相同。
[0014]第一金属层的厚度表示为T1，第二金属层的厚度表示为T2，T2/T1也可以为0.6以上1.0以下。
[0015]第二金属层中的镍的含有率也可以在第一表面附近最高，也可以沿着厚度方向阶段性地减少，也可以在第二表面附近最低。
[0016]第二金属层中的镍的含有率也可以在第一表面附近最高，也可以沿着厚度方向连续地减少，也可以在第二表面附近最低。
[0017]本发的一方面的锂离子二次电池用的负极集电体具备上述层叠体。
[0018]本专利技术的一方面的锂离子二次电池用的负极包含上述负极集电体和含有负极活性物质的负极活性物质层，负极活性物质层直接层叠于第二金属层的第二表面。
[0019]负极活性物质也可以含有硅。
[0020]专利技术的效果
[0021]根据本专利技术的一方面，提供了层叠体、包含该层叠体的锂离子二次电池用的负极集电体及负极，该层叠体具有含有铜的第一金属层和含有镍的第二金属层，抑制第二金属层从第一金属层的剥离。
附图说明
[0022]图1是本专利技术的一实施方式的层叠体(负极集电体)及具备该层叠体的负极的示意性的立体图。
[0023]图2是表示第二金属层中的镍的含有率的分布的一个例子的图。
[0024]图3是表示第二金属层中的镍的含有率的分布的另一个例子的图。
[0025]图4是表示弯曲试验的概要的示意图。
具体实施方式
[0026]下面，参照附图，对本专利技术的优选的实施方式进行说明。在附图中，对同等的构成元件标注同等的符号。本专利技术不限定于下述实施方式。
[0027]本实施方式的层叠体是锂离子二次电池用的负极集电体。如图1所示，本实施方式的层叠体10具有第一金属层1及第二金属层2。第一金属层1含有铜(Cu)。第二金属层2含有镍(Ni)。因为层叠体10不仅具有第一金属层1，还具有层叠于第一金属层1的第二金属层2，所以层叠体10能够具有比仅由含有Cu的一个金属层构成的现有的集电体高的拉伸强度。在图1所示的层叠体10的情况下，第二金属层2直接层叠于第一金属层1的两个表面。但是，第二金属层2也可以仅直接层叠于第一金属层1的一个表面。第二金属层2的第一表面S1是与第一金属层1相接的面。第二金属层2的第一表面S1也可以换言之是第一金属层1和第二金属层2之间的界面。第二金属层2的第二表面S2是第一表面S1的背面。第二金属层2的厚度方向D是与第一表面S1大致垂直，且从第一表面S1朝向第二表面S2的方向。
[0028]如图1所示，本实施方式的锂离子二次电池用的负极20具有层叠体10(负极集电体)及负极活性物质层3。负极活性物质层3含有负极活性物质。负极活性物质层3直接层叠
于各第二金属层2的第二表面S2。
[0029]本实施方式的锂离子二次电池可以包含负极20、正极、隔离物及电解液。隔离物及电解液配置于负极20及正极之间。电解液透过隔离物。正极可以包含正极集电体和层叠于正极集电体的正极活性物质层。例如，正极集电体可以是铝箔或镍箔。正极活性物质层含有正极活性物质。例如，正极活性物质可以是选自钴酸锂(LiCoO2)、镍酸锂(LiNiO2)、锰酸锂(LiMnO2)、锂锰尖晶石(LiMn2O4)、LiNi
x
Co
y
Mn
z
M
a
O2(x+y+z+a＝1，0≦x＜1，0≦y＜1，0≦z＜1，0≦a＜1，M是选自Al、Mg、Nb、Ti、Cu、Zn及Cr中的一种以上的元素)、锂钒化合物(LiV2O5)、橄榄石型LiMPO4(M是选自Co、Ni、Mn、Fe、Mg、Nb、Ti、Al及Zr中的一种以上的元素或VO)、钛酸锂(Li4Ti5O
12
)、LiNi
x
Co
y
Al
z
O2(0.9＜x+y+z＜1.1)、聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩及聚并苯中的一种以上的化合物。正极活性物质层还可以含有碳或金属粉等导电助剂。正极活性物质层还可以含有粘合剂(粘接剂或树脂)。隔离物可以是由具有电绝缘性的多孔质高分子构成的一个以上的膜(薄膜或层叠体)。电解液包含溶剂及电解质(锂盐)。溶剂可以是水或有机溶剂。例如，电解质(锂盐)可以是选自LiPF6、LiClO4、LiBF4、LiCF3SO3、LiCF3CF2SO3、LiC(CF3SO2)3、LiN本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种层叠体，其中，具备：第一金属层，其含有铜；和第二金属层，其含有镍，且直接层叠于所述第一金属层，所述第二金属层的第一表面是与所述第一金属层相接的面，所述第二金属层的第二表面是所述第一表面的背面，所述第二金属层的厚度方向是与所述第一表面大致垂直，且从所述第一表面朝向所述第二表面的方向，所述第二金属层中的镍的含有率的单位为质量％，所述第二金属层中的镍的含有率沿着所述厚度方向减少。2.根据权利要求1所述的层叠体，其中，所述第二金属层还含有选自磷及钨中的至少一种元素。3.根据权利要求1或2所述的层叠体，其中，所述第二金属层由在所述厚度方向上层叠的多个含镍层构成，所述多个含镍层各自的镍的含有率互不相同。4.根据权利要求1～3中任一项所述的层叠体，其中，所述第一金属层的厚度表示为T1，所述第二金...

【专利技术属性】
技术研发人员：堀川雄平，远藤诚，垣内拓也，柳田美幸，内藤悠基，田代崇宏，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：